Eisenatmende Mikroben

Eisenatmende Mikroben gewinnen Energie, indem sie dreiwertiges Eisen (Fe-III) als terminalen Elektronenakzeptor ihrer Atmungskette verwenden. Wo wir Menschen Sauerstoff einatmen und die Elektronen unseres Stoffwechsels am Ende auf O-2 übertragen, schieben diese Bakterien ihre Elektronen auf Eisenverbindungen. Bekannte Vertreter sind die Gattungen Geobacter und Shewanella, die in sauerstofffreien Böden und Sedimenten leben. Geobacter sulfurreducens ist so geschickt darin, dass er in technischen Systemen sogar eine Elektrode veratmen und messbaren Strom erzeugen kann.

Chemolithotrophe Organismen wie diese nutzen anorganische Stoffe als Energiequelle, nicht das Sonnenlicht und nicht organische Nahrung. Damit sind sie völlig unabhängig von der Photosynthese. Manche eisenverarbeitende Mikroben sind echte Extremophile und siedeln an hydrothermalen Quellen, wo Temperaturen über 80 Grad Celsius herrschen. Die dissimilatorische Eisenreduktion prägt nebenbei den globalen Eisenkreislauf, weil sie Eisenminerale auf- und abbaut.

Für die Astrobiologie sind solche Stoffwechsel von enormer Bedeutung. Sie beweisen, dass eine Biosphäre nicht zwingend Sauerstoff braucht. Auf dem frühen Mars, der reich an Eisenmineralien war und dessen rote Farbe von oxidiertem Eisen stammt, hätten eisenbasierte Stoffwechsel theoretisch funktionieren können. Auch in den lichtlosen Ozeanen unter dem Eis von Europa oder Enceladus, wo Wasser mit Gestein reagiert, wäre eine eisengestützte Chemie eine plausible Energiequelle. Die irdischen Eisenatmer sind damit ein lebendes Modell dafür, wie eine fremde Biochemie aussehen könnte.

In der Science Fiction nähren solche Organismen die Idee, dass außerirdisches Leben grundlegend anders gebaut sein kann als wir. Peter Watts entwirft in Blindsight Lebensformen mit fremdartigem Stoffwechsel, und in vielen Romanen über das äußere Sonnensystem sind es gerade die unsichtbaren Mikroben am Grund dunkler Meere, die die eigentliche Sensation darstellen. Die Vorstellung von Leben, das Metall atmet, klingt nach reiner Fantasie, ist aber irdische Realität.

Eisenatmende Mikroben erweitern den Suchraum der Biologie. Sie zwingen uns, beim Fahnden nach fremdem Leben nicht nur nach Sauerstoff zu schauen, sondern nach jeder chemischen Reaktion, aus der sich Energie ziehen lässt.