Bärtierchen überleben Spaziergang im All

Können Tiere unter den extremen Bedingungen im Weltraum wie extremer Kälte, dem Vakuum, ionisierender und kosmischer Strahlung überleben? Um diese Frage ging es bei der FOTON-M3 Mission im September 2007.

Als Versuchstiere hatten sich der Zoologe Dr. Ralph O. Schill von der Universität Stuttgart und sein schwedischer Kollege Dr. Ingemar Jönsson zwei Arten von Bärtierchen ausgesucht. Das von der Europäischen Weltraumagentur ESA zur Verfügung gestellte BIOPAN-6-Modul transportierte die nur ein Millimeter großen Überlebenskünstler ins All.

An dem Weltraumexperiment waren auch Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln sowie der Universität in Stockholm beteiligt. Inzwischen liegen die Untersuchungsergebnisse vor, die am 9. September erstmals in der Zeitschrift „Current Biology“ vorgestellt werden*).

Schlechte Umweltbedingungen auf der Erde wie Kälte oder Trockenheit überstehen die Winzlinge ohne Schaden, indem sie den Stoffwechsel einstellen und tonnenförmig einschrumpfen. Sobald die Umweltbedingungen besser werden, können die Tiere innerhalb einer halben Stunde zum aktiven Leben übergehen. Im getrockneten Zustand, der so genannten Kryptobiose, umkreisten die Tierchen zehn Tage lang in einer Höhe von rund 270 Kilometern die Erde und waren direkt dem Vakuum und je nach Experiment verschiedenen Strahlungen ausgesetzt.

Wie halten Bärtierchen die Weltraumstrahlung aus?

Beide Bärtierchenarten, Richtersius coronifer aus Schweden und Milnesium tardigradum aus der Zoologie an der Universität Stuttgart, überlebten das Vakuum im Weltraum ohne bedeutsame Verluste im Vergleich zur Kontrollgruppe. Mussten die Tiere zusätzliche Strahlung aushalten, gab es jedoch je nach Strahlungszusammensetzung und auch zwischen den beiden Arten deutliche Unterschiede in der Überlebensrate. Die lebensfeindliche Gesamtstrahlung im Weltraum, die sich aus dem kompletten UV-Spektrum, ionisierender Strahlung und kosmischer Strahlung zusammensetzt, scheint auch an den Bärtierchen nicht spurlos vorüber zu gehen.

Trotz hoher Verluste überlebten dennoch über zwei Prozent aller Bärtierchen der Art Milnesium tardigradum aus der Stuttgarter Zoologie. Damit haben erstmals lebende Tiere einen Weltraumspaziergang überlebt. Bisher ist es nur von Flechten und Bakterien bekannt, dass sie das Vakuum und ionisierende sowie kosmische Strahlung überleben können. Wie die Bärtierchen in der Lage sind, solch hohe Strahlungsdosen über einen Zeitraum von zehn Tagen auszuhalten, bleibt aber bis jetzt noch ihr Geheimnis.

Nachwuchs ohne Schäden

Die Bärtierchen, die im Vakuum nur der UV-A und UV-B Strahlung ausgesetzt waren, überlebten um einiges besser. Kaum auf der Erde zurück, den Körper mit Wasser versorgt, zeigten weit über die Hälfte aller Tiere, dass sie das Weltraumabenteuer überlebt haben. In den darauffolgenden Tagen starben noch einige der Winzlinge, die verbleibenden gingen jedoch sofort der Nahrungsaufnahme nach und legten Eier. Aus diesen entwickelten sich ganz normale Bärtierchen – ohne Hinweise auf Schäden durch den Weltraumausflug der Eltern.

Anwendungen in Medizin und Industrie

Ralph Schill kennt das Leben der Moos- und Wasserbewohner schon recht gut. Im Rahmen eines vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt beschäftigt sich seine Stuttgarter Arbeitsgruppe mit den dynamischen Prozessen, die den zähen Winzlingen das Überleben ermöglicht. Von den im Lauf der Jahrtausende optimal an ihren Lebensraum angepassten Bärtierchen und ihren Fähigkeiten können wir viel über die Natur des Lebens lernen“, berichtet der Biologe, „und wir erwarten spannende Erkenntnisse darüber, wie die Tiere ihre Zellen und Zellbestandteile schützen und auch reparieren.“ Diese Mechanismen zu verstehen und nachzuvollziehen wird die Forscher noch eine Weile beschäftigen. „Auf der Basis dieser Erkenntnisse lassen sich dann neue Methoden entwickeln, um Makromoleküle, Zellen und ganze Organismen besser zu konservieren“., erwartet Schill.

*) K. Ingemar Jönsson, Elke Rabbow, Ralph O. Schill, Mats Harms-Ringdahl, Petra Rettberg: Tardigrades survive exposure to space in low Earth orbit, in: Current Biology (Vol 18, No 17) vom 9. September 2008

Weitere Informationen bei
Dr. Ralph O. Schill,
Biologisches Institut, Abt. Zoologie,
Tel. 0172/7304726,
e-mail: ralph.schill@bio.uni-stuttgart.de.