Eine Landschaft vor drei Milliarden Jahren. Schwach schimmert die Sonne durch den diesigen, orangefarbenen Himmel. Die Luft drückt schwer, ist voller Methan und Kohlendioxid. Es ist schwül. Irgendwo weit entfernt muss ein schweres Gewitter niedergegangen sein: Regenwasser bahnt sich schäumend und gurgelnd und mit neuen Geröllen beladen seinen Weg durch den Schutt, der die Ebene wie ein Tuch bedeckt. Zwischen dem Quarzsand schimmern fahl gelbe Flocken: Gold und Katzengold, daneben schwarze Körner aus Uran - eine phantastische Landschaft, ein wunderschöner Ort:
"It must have been a phantastic place back then a most beautiful place…"
Ein Büro an der Princeton-University in New Jersey. Scherzend stellt sich Tullis Cullen Onstott vor - von allen kurz T.C. genannt - Professor für Geologie, Spezialisierung Geobiologie:
"Ich bin hier schon seit einer Ewigkeit. Begonnen habe ich mit einem Büro unter dem Dach und mich dann nach unten bis in den Keller durchgearbeitet. Das passt, denn ich arbeite mit Bakterien, die in der Tiefe leben."
Und zwar Bakterien, die sich kilometertief in der Erdkruste wohl fühlen, bei Hitze und ewiger Finsternis. Die Bakterien, die T.C. Onstott erforscht, leben in den Sedimenten, die die Flüsse vor rund drei Milliarden Jahre hinterlassen haben und die heute Teil des Witwatersrand-Beckens in Südafrika sind. Diese Fluss-Sedimente bergen 41 Prozent aller bekannten Goldvorkommen. Gefördert wird das Edelmetall aus extrem tiefen Bergwerken, die derzeit 3500, 3600, sogar 3700 Meter unter die Erde reichen. Sie sind technische Meisterleistungen am Rande des Machbaren. Aber das bringt sie nicht in die großen Wissenschaftsmagazine. Das schafft das Bakterium, das der Geologe T.C. Onstott und sein Team dort gefunden haben:
"Desulforudis audaxviator"
Desulforudis audaxviator - ein Wesen, das unter dem Mikroskop etwas von einem winzigen, dürren Wurm hat: Es lebt 2,8 Kilometer unter der Erde, bei einer Temperatur von rund 60° Celsius - so tief verborgen in der Kontinentalkruste, dass nur Optimisten auf die Existenz eines Ökosystems gewettet hätten. Desulforudis audaxviator ist eine höchst ungewöhnliche Entwicklung der Evolution: Das Bakterium kennt weder freien Sauerstoff, noch fertige organische Substanz, von der sich leben ließe, noch die Sonne. Um unter Tausenden Metern Gestein zu leben, nutzt es die Radioaktivität: Sie treibt seine Welt an. Onstott:
"Audaxviator from the Jules Verne novel 'Journey to the Center of the Earth'."
Audaxviator stammt aus der Novelle "Reise zum Mittelpunkt der Erde" von Jules Verne. Darin entziffert die Hauptfigur, Professor Lidenbrock, die Nachricht:
descende, audax viator, et terrestre centrum attinges!
Steige hinab - mutiger Reisender - und gelange zum Zentrum der Erde. Onstott:
"Der 'mutige Reisende' erschien uns passend, schließlich sieht es so aus, als ob Desulforudis audaxviator überall auf den Klüften im Witwatersrand-Becken lebt, selbst wenn sie mehr als 300 Kilometer auseinander liegen."
Ein paar Flugstunden weiter westlich. Socorro in New-Mexico. Eine US-amerikanischen Provinzstadt mitten im Nirgendwo. Lediglich 1964 brachte eine Ufo-Sichtung den Ort überregional in die Schlagzeilen: Am 24. April hörte der Polizist Lonnie Zamora "einen Donner und sah in Richtung Südosten eine Flamme" und dann ein ovales Objekt auf Beinen samt zwei humanoider Insassen - sehr zur Freude der Gazetten. Davon abgesehen ist Socorro der Sitz des New Mexico Institute for Mining and Technology. Ufos sind dort kein Thema. Dafür erforscht der Biologe Tom Kieft Leben am Rande des Möglichen:
"Uns interessieren die tiefsten Bereiche der Biosphäre und die Grenzen des Lebens: Was kontrolliert seine Verteilung, wie wirken Leben und Gesteine aufeinander"
Thomas Kieft ist Spezialist für die Lebensgemeinschaft der tiefen Biosphäre.
"Seitdem die Suche nach Lebewesen innerhalb der Erdkruste begonnen hat, konnten wir sie in immer tieferen Zonen nachweisen: Als die Bohrungen zu teuer wurden, hatte Tullis Onstott die hervorragende Idee, in tiefen Bergwerken zu suchen: In Südafrika haben wir inzwischen eine Tiefe von 3,7 Kilometern erreicht und dort gibt es zweifelsohne Leben."
Im Witwatersrandbecken dehnen sich die Ökosysteme vier, vielleicht fünf Kilometer in der Erdkruste aus. Die tiefen Zonen gehören allein Desulforudis, in den flacheren leben zunehmend auch andere wärmeliebende Bakterien und Archäen. Letztere sehen auf den ersten Blick aus wie Bakterien, aber sie sind es ganz und gar nicht, besetzen sogar einen eigenständigen Ast der Evolution. Ob nun Bakterium oder Archäon - sie teilen eine Eigenschaft. Tom Kieft:
"Alle sind anaerob, leben ohne Sauerstoff. Bei ihrem Stoffwechsel verfolgen sie sämtliche Methoden, die ohne Sauerstoff funktionieren. Es gibt Bakterien, die Sulfate und Wasserstoff umsetzen, um Energie zu erzeugen. Oder die Archäen. Sie nutzen Wasserstoff und Kohlendioxid und erzeugen dabei Methan. Zwar sind diese Mikroorganismen mit denen an der Oberfläche verwandt, aber sie unterscheiden sich erheblich von ihnen, passten sich im Lauf der Evolution daran an, unterhalb der Oberfläche zu funktionieren."
Ein weiterer Flug, diesmal nach Norden. Das DRI, das Desert Research Institute in Las Vegas. In dem Institut scheint die Glitzerwelt des Strips wie von einem anderen Planeten - dabei ist sie gerade einmal fünf Minuten mit dem Auto entfernt. Am DRI forscht Duane Moser, der seine Karriere ebenfalls der Erforschung der extremen Mikrobenwelt widmet.
"You get these calls in the middle of the night: O you guy got to get out here…"
Auch in den Goldminen Südafrikas gelte Murphy‘s Gesetz, scherzt Duane Moser: Der Anruf, dass die Arbeiter bei einer Bohrung auf Wasser gestoßen sind, käme meist mitten in der Nacht. Falls dieses Wasser von Klüften im Fels stammt, ist es genau das, worauf die Forscher hoffen, denn dann kann es Mikroorganismen der tiefen Biosphäre mit sich schleppen. Also greift sich das Team die Feldausrüstung, mit der man aussähe wie die Geisterjäger, mit all den Schläuchen, die von den Rucksäcken hängen.
"I used to kind of joke we look like ghost busters when we showed off with these back packs and these tubes hanging off."
Es dauert, ehe sie vor Ort sind: Die Fahrt zum Bergwerk, warten auf den Korb, der sie in die Tiefe bringt, dann läuft man über Kilometer zu der Stelle, an der das Wasser aus der Wand fließt. Dort wird das Gerät zur Probennahme angeschlossen:
"This team of people were sort of hyenas that were send upon a kill, everybody would grab one of those hoses and do their own thing."
Das Team arbeite zusammen wie ein Rudel Hyänen auf der Jagd: Jeder wisse, was zu tun sei, schnappe sich einen Schlauch, fülle die Probe ab. Nach 40 Minuten gehe es zurück - ins Labor.
"Our portion of the biosphere doesn‘t contribute to that world."
Die Welt an der Oberfläche ist vollkommen getrennt von der dort unten. Die hängt ganz von den Gesteinen selbst ab. Beispiel: Methan. Die Bergleute hatten geglaubt, dass das Grubengas von Kohlenflözen stammt und irgendwie in die Goldmine herunter gesickert ist. Das widerlegen Analysen kanadischer Experten.
"In Wirklichkeit sind es anorganische Kohlenwasserstoffe. Zunächst wusste ich noch nicht einmal so genau, was das eigentlich ist. Ich lernte, dass es diesen Typ von Gas auch in tiefen kanadischen Minen gibt und dass es bei einer Reaktion entsteht, mit der in der Industrie synthetische Kraftstoffe hergestellt werden: Bei dieser natürlichen Variante bilden sich in der Erdkruste aus Wasserstoff und Kohlendioxid eine ganze Serie von Kohlenwasserstoffen","
erläutert Princeton-Geologe T. C. Onstott. In der Tiefsee waren bereits mehrfach Systeme entdeckt worden, die den Verdacht nährten, dass Kohlenwasserstoffe prinzipiell auch in der Natur anorganisch entstehen können. An einem Hydrothermalfeld im Ostpazifik etwa, wo die Plattentektonik an einem mittelozeanischen Rücken neue Meereskruste fördert. Der Beweis gelang an einem submarinen Felsmassiv im Nordatlantik: in Lost City. Dort zerrt die Plattentektonik aus mehreren Kilometern Tiefe Gesteine des oberen Erdmantels hinauf, so dass Meerwasser mit ihnen reagiert. Letztendlich entstehen anorganisch Kohlenwasserstoffe wie Methan, Ethylen, Propan oder Butan. In den Ozeanen laufen diese Reaktionen also an jungen tektonischen Systemen ab. Die südafrikanische und kanadische Kontinentalkruste sind jedoch das genaue Gegenteil, Milliarden Jahre alt, zählen zu den "Kernen" der Kontinente. Was dort passiert, ist offen. Klar ist nur, dass es tief in der Erdkruste geschieht. Onstott:
""Diese anorganischen Kohlenwasserstoffe finden wir in den tiefen Zonen der Bergwerke. In den oberen Bereichen passiert etwas anderes: Dort erzeugen Archäen das Methan."
Und zwar aus dem ebenfalls reichlich vorkommenden anorganischen Reagenzien Kohlendioxid und Wasserstoff. Mit der Tiefe verändern sich also die Lebenswelten in der Erdkruste, in Tausenden von Metern Gestein ist nicht alles eins. 14 Jahren sei es her, dass sie erstmals Proben in Südafrika nehmen konnten, erinnert sich T. C. Onstott. Es war eine improvisierte Aktion, weil trotz monatelangen Verhandlungen mit einem Bergwerksunternehmen beim Abflug unklar war, ob sie wirklich in eine Mine einfahren durften.
"Ich bin einfach ins nächste Flugzeug gestiegen. Ich hatte kein Geld für diese Expedition, sondern bezahlte im Grunde alles aus der eigenen Tasche - was übrigens eine stolze Tradition in meinem Forschungsfeld ist."
T.C. Onstott und sein damaliger Student, Duane Moser, hatten Glück: Der Bergwerks- Geologe nahm sie mit hinunter. Drei Kilometer tief ging es unter die Erde…
"Wir gingen ziemlich lange, ehe wir vor Ort waren, dort, wo das Gold abgebaut wird. Die Mannschaft verkabelten gerade Dynamit…"
Die Wasserproben, die die Forscher sammelten, rochen vielversprechend: salzig und nach Ammoniak. Sie landeten in Kanistern aus rostfreiem Stahl - vakuumverpackt, damit der Sauerstoff keine Mikroorganismen tötet.
"Wir testeten die Kanister mit einem Geigerzähler, und die Proben strahlten sehr stark. Das war ein Problem: Irgendwie musste ich sie ja durch den Zoll bekommen. Also verpackten wir die radioaktiven Kanister in einen Container, der nicht geröntgt werden konnte… Das war vor dem 11. September, und dafür bin ich dankbar, wer weiß, was sonst mit mir passiert wäre. Weil die Proben so stark strahlten, suchten wir ab 1998 nach Beweisen, dass die Radioaktivität in den Gesteinen selbst die Energie für die Mikrobengemeinschaften liefert."
Das dauerte Jahre. Unter anderem liefen am Forschungszentrum Dresden-Rossendorf isotopenchemische Untersuchungen des Wassers, das auf den Klüften ist, also feinen Rissen im Gestein: In diesem Wasser leben die Organismen der tiefen Biosphäre.
"Die Argon-Isotope belegten, dass das Kluftwasser nicht von der Oberfläche herunter gesickert war, sondern dass es sehr, sehr alt ist."
Seit 25 Millionen Jahren war es nicht mehr mit der Außenwelt in Berührung gekommen. Einige Bestandteile darin bringen es den Analysen zufolge sogar auf Milliarden Jahre. Stück für Stück fügte sich ein Bild zusammen. Der Kohlenstoff, den die Bakterien brauchen, um ihre Biomasse aufzubauen, ist anorganisch, kommt vor allem aus Kohlenmon- und Kohlendioxid-Verbindungen. Onstott:
"Das Wasser auf den Klüften enthielt außerdem große Mengen an Sulfaten. Die Isotopen verraten, dass sie aus dem Pyrit stammen, dem Katzengold, das die Flüsse vor drei Milliarden Jahren mit den Gold- und Urankörnchen abgelagert hatten. Pyrit und Uran waren damals - anders als heute - in der sauerstofflosen Atmosphäre stabil."
Und Pyrit und Uran sind die Grundlage eines vollkommen eigenständigen Ökosystems:
"Die Strahlung des Urans wirkt auf das Kluftwasser und spaltet es: Wasserstoff wird frei, Wasserstoff-Peroxid und Sauerstoff. Letztere greifen den Pyrit an, der nichts anderes ist als ein Eisensulfid. Dabei entstehen unter anderem Sulfate. Desulforudis nutzt dann den durch die Strahlung erzeugten Wasserstoff, um die gerade entstandenen Sulfate zu verwerten und Energie zu gewinnen."
Desulforudis audaxviator überlebt dank drei Milliarden Jahre alter Minerale - und in Wasser, das seit Jahrmillionen im Gestein gefangen ist. Es nutzt ein System, das sich immer wieder auflädt: Die Bakterien wandeln bei ihrem Stoffwechsel die Sulfate zu Sulfiden um - und damit beginnt der Kreislauf von Neuem, solange es Uran gibt. Die Radioaktivität treibt diese Lebenswelt an - so wie die Sonne die unsere. Die Tricks, die Desulforudis audaxviator das Überleben sichern, lassen sich an seiner DNA ablesen. Sie wurde in den Lawrence Berkeley Labs fast vollständig analysiert. Die 2175 Gene beweisen, dass dieses Bakterium ein biologisches Paradigma bricht. Duane Moser vom Desert Research Institute:
"Desulforudis audaxviator formt ein Ökosystem, das nur aus einer einzigen Art besteht: Wo es lebt, gibt es keine Primärproduzenten wie Algen oder Pflanzen. Die Erde selbst ist der Primärproduzent. Sein Genom ist grundlegend anders als bei allen anderen Organismen, die wir kennen: Desulforudis hat jedes Gen, das es braucht, um alleine zu funktionieren."
Da es sich nicht auf die Zulieferung durch andere verlassen kann, muss es alle Rollen in seinem Ein-Personen-Stück beherrschen: Es besitzt sämtliche Gene, um Kohlenstoff und Stickstoff zu fixieren, produziert jedes Protein, das es braucht, sämtliche Vitamine…
"Das Genom genügt sich selbst. Dieser Organismus kann alle seine Nährstoffe aus den anorganischen Verbindungen im Kluftwasser herstellen. Die Gene von Desulforudis verraten, dass es auch Geißeln bildet. Mit anderen Worten: Es kann durchs Wasser schwimmen. Außerdem nimmt es die Konzentration chemischer Stoffe wahr."
Es kann so etwas verfolgen, vielleicht seine Nährstoffe aufspüren. Außerdem lagert es Gasblasen ein, um seinen Auftrieb zu manipulieren. So reist Desulforudis als Wanderer durch die Klüfte. Sollte es ihm zu unwirtlich werden, etwa weil die Nährstoffe fehlen, bildet es Sporen und wartet auf bessere Zeiten. Seine außergewöhnlichen Fähigkeiten hat sich dieses Bakterium bei anderen zusammen geklaubt, beispielsweise von methanproduzierenden Archäen, mit denen es auf manchen Klüften zusammenlebt: Die nützlichen Gene wurden einfach zwischen den Organismen übertragen und Desulforudis hat sie in die eigene DNA eingebaut. Der Rest ist Darwin, so Onstott:
"Die meisten Klüfte überlappen sich kaum, und damit auch nicht die Mikroorganismen, die auf ihnen leben. Es ist eine Lebenswelt aus lauter Inseln. Wenn es einen Organismus gibt, der von einer Kluft auf die andere gelangen kann, ist das Desulforudis audaxviator. Er ist so etwas wie ein Darwin-Fink im Bakterienreich: Desulforudis wandert auf eine Spalte, passt sich an, gelangt zur nächsten, passt sich erneut an und so weiter. Das ist derzeit unsere Hypothese."
Zurück in Europa. Inzwischen vermuten die Wissenschaftler, dass es in dieser "paradiesischen" Bakterienwelt eine "Schlange" gibt: nämlich Nematoden, Rundwürmer. Sie sind die Spezialität von Gaetan Borgonie von der Universität Gent. Der belgische Biologe war spät zu der Forschergruppe gestoßen. Er hatte sich gefragt, ob wirklich niemand diese Bakterienfilme frisst, die der langsam wachsende Desulforudis im Lauf der Zeit auf den Klüften bildet. Zur Überraschung aller wurde Gaetan Borgonie fündig:
"Es war ein Freitag Abend, spät abends. Obwohl wir den ganzen Tag unter Tage gewesen und danach noch vier Stunden ins Labor zurückgefahren waren, wollte ich die Filter sofort öffnen. Unter dem Mikroskop entdeckte ich eine kleine weibliche Nematode mit gebrochenem Schwanz."
"O my God, I felt like a nurse in intensive caring on it."
Und er fühlte sich plötzlich wie eine Krankenschwester auf der Intensivstation. Der Grund: Sobald Nematoden verletzt sind, sterben sie schnell, aber das Weibchen sollte unbedingt vorher noch seine Eier ablegen, damit die Biologen seine Art näher erforschen konnten.
"But it was very tense, and the whole Saturday and Sunday was common, common."
Es war kritisch, aber die Nematode tat ihnen den Gefallen, produzierte in drei Tagen zwölf Eier, ehe sie starb - und nun hängt sie - zum Dank - konserviert im Labor hinter Glas. Die Aufzucht der frisch geschlüpften Nematoden erwies sich als einfach:
"Wir boten ihnen auf einer runden Platte auf der einen Seite Escherichia coli, das normale Futter für Nematoden, und Desulforudis auf der anderen. Die Nematoden kamen in die Mitte. Sie hatten die Wahl - und machten sich zielstrebig auf, und zwar zu den Bakterien der tiefen Biosphäre - zu den Bakterien, die im Bergwerk leben. Wir haben das Wasser, in dem wir die Nematoden finden, untersucht. Darin steckt nur Desulforudis. Sonst gibt es nichts, was sie hätten fressen können."
Ein Tier, einen halben Millimeter lang, mit großem Appetit auf Bakterienfilme aus audaxviator. Dass er sich über diese "Exoten" hermachten, zeige seine sehr gute Anpassung an seine Umwelt, glauben die Forscher. Jedenfalls gehörte diese Nematode zu einer neuen Art und erhielt den Namen Halicephalobus mephisto.
"Ich glaube, dass dieser Namen das Resultat von mehreren Nächten mit vielen Diskussionen und südafrikanischem Bier war. Weil sich Halicephalobus mephisto von den Biofilmen ernährt, kontrolliert er wahrscheinlich die Dichte des Bakterienrasens. Er war das dominierende Element, und deshalb erhielt er den Beinamen Mephisto, weil der ja der Herr der Unterwelt ist","
erzählt T.C. Onstott. Das sterbende Halicephalobus mephisto-Weibchen jedenfalls war den Forschern auf einer Kluft in 1,3 Kilometern Tiefe in den Filter gegangen. Die Frage ist, wie die Nematoden die Reise in die Unterwelt geschafft hatten. Gaetan Borgonie:
""Das ist unbekannt. Wir wissen, dass die Bergbaufirmen den Grundwasserspiegel senken und dabei Wasser nach unten sackt. So etwas passiert auch natürlicherweise, und vielleicht sind die Nematoden so nach unten gesaugt worden."
Aus dem Brauchwasser der Mine stammen sie jedenfalls nicht, das hat Gaetan Borgonie intensiv getestet:
"Wir haben 30.000 Liter Grubenwasser untersucht und nichts gefunden. Das Wasser ist so schwer mit Bleich- und Desinfektionsmitteln behandelt, dass darin gar nichts mehr zu finden ist, auch keine DNA. In Südafrika gibt es viele gefährliche Parasiten, deshalb möchte man kein Risiko für die Mitarbeiter eingehen. Das Grubenwasser ist so sauber, wie es nur sein kann."
Die Nematoden scheinen in Kluftwässern zu leben, die Jahrtausende alt sind - und sie kommen mit sehr wenig Sauerstoff aus. Wird es ihnen doch zu wenig, fallen sie in eine Art Winterschlaf, bis die Zeiten wieder besser werden. Anders als an der Oberfläche, scheinen ihnen höhere Temperaturen nicht viel auszumachen:
"Wir fanden insgesamt vier Arten, neben Halicephalobus mephisto noch zwei, die auch an der Oberfläche vorkommen und eine vierte in 3,6 Kilometern Tiefe bei einer Temperatur von 48 Grad Celsius, von der aber nur die DNA bekannt ist. Den Wurm selbst bekamen wir nicht. Aber es ist wohl noch viel mehr da unten, als wir vermuten, und das untersuchen wir gerade."
Und dann war da noch die Nevada National Security Site. Sie liegt direkt neben der bei Science-fiction Fans berühmten Area 51, um die sich zahllose Verschwörungstheorien zur außerirdischen Lebensformen ranken. Die Nevada National Security Site selbst ist ein 3500 Quadratkilometer großes Sperrgebiet nördlich von Las Vegas. Zwischen 1951 und 1958 wurden hier 119 oberirdische Kernwaffenversuche durchgeführt, danach - bis zum Teststopp-Memorandum 1992 - rund 1000 unterirdische. Die Einbruchskrater, die diese Tests hinterließen, überziehen den Wüstenboden wie Pockennarben. Dazwischen wachsen staksige Büsche. 2009 waren außerhalb des Geländes Spuren von radioaktivem Tritium entdeckt worden. Untersuchungen liefen an, unter anderem des Mikrobiologen Duane Moser vom Desert Research Institute in Las Vegas. Und er fand - Desulforudis - oder besser gesagt, seine DNA, denn oft ist sie es, die detektiert wird.
"Es sieht so aus, als ob Desulforudis audaxviator nicht tief unter der Oberfläche Südafrikas gefangen ist, sondern dass andere Plätze besiedeln kann und dort wohl auch gefunden wird."
Inzwischen entdecken Forscher die besonderen Mikroorganismen, die in der tiefen Biosphäre heimisch sind, rund um die Welt. Moser:
"We still don‘t understand the biogeography of this organism. Where it came from, why it is found where it is…"
Wie Desulforudis von einem ans andere Ende der Welt gelange und da auftauche, wo es auftauche, das, so Moser, sei ein Rätsel
"Es ist in der Erdkruste sicherlich ein rarer Organismus, auch wenn es im tiefen Untergrund von Südafrika dominant zu sein scheint. Wir glauben, dass es in der Nevada National Security Site einen Weg gefunden hat, das radiochemische Erbe der Kernwaffentests für sich zu nutzen - was sicherlich etwas ganz Neues ist."
Vielleicht haben die Menschen in Nevada mit den Atombombentests eine künstliche Heimat für Desulforudis geschaffen: Sie sorgten für die Radioaktivität, während die heißen Quellen Wasserstoff und Sulfat beisteuerten. Es war alles beisammen:
"Wenn man darüber nachdenkt, ist das im Grunde ein cooles Experiment. Wir waren überrascht, als wir sofort in der ersten Probe einer heißen Quelle DNA-Sequenzen fanden, die denen von Desulforudis gleichen. Das Wasser stammt aus einem radioaktiven belasteten Bereich. Bei weiteren Analysen konnten wir mehrere Sequenzen bestimmen, die den südafrikanischen sogar sehr stark ähneln."
Das Ökosysteme in Nevada könnte sehr jung sein. Aber - gelangen die Desulforudis-Sporen irgendwie an die Oberfläche und werden dann vom Wind verweht? Oder ist das Bakterium ein sehr seltenes, aber überall im Untergrund "schlafender" Organismus, den die Atomwaffentests "geweckt" haben. Er kommt nicht nur in Südafrika und Nevada vor. Auch in Socorro in New Mexico fanden sich Vertreter der tiefen Biosphäre, erklärt Tom Kieft vom New Mexico Institute for Mining and Technology:
"New Mexico Tech hatte etwas Geld für eine Forschungsbohrung bekommen, um den Campus vielleicht geothermisch heizen zu können. Diese Bohrung ist nur etwa 300 Meter tief, aber die Geochemie ist interessant, und wir finden auch in dem warmen Grundwasser hier einige der Mikroorganismen, die wir aus Südafrika kennen - oder zumindest nahe Verwandte."
Verwandte von Desulforudis tauchen auch in einem tiefen Bohrloch in Finnland auf, wo sie in warmem, salzreichem Grundwasser leben. Inzwischen sind die Forscher auch auf der Suche nach der Grenze des Lebens. Wann wird es dem härtesten Organismus zu heiß? Denn mit der Tiefe steigt die Temperatur - und irgendwann ist das entscheidend. Außerdem scheinen noch andere Faktoren eine Rolle zu spielen - wie in Kidd Creek, ein kanadisches Bergwerk, in dem aus mehr als 2,6 Milliarden Jahre alten Gesteinen Erze gefördert werden. Duane Moser:
"We are beginning to wonder in this particular place if we are below the biosphere."
Vielleicht sei man dort unterhalb der Biosphäre, denn die Lebewesen, jedenfalls konnten die Mikrobiologen dort noch kein Mitglied der tiefen Biosphäre ausmachen. Zu heiß ist es dort nicht - aber irgendetwas muss dort anders sein als in Südafrika. Genau das lässt die Forscher aufhorchen - die Plätze, an denen es kein Leben auf der Erde gibt, sie sind es, die etwas über die Grenzen lehren können.
"It must have been a phantastic place back then a most beautiful place…"
Ein Büro an der Princeton-University in New Jersey. Scherzend stellt sich Tullis Cullen Onstott vor - von allen kurz T.C. genannt - Professor für Geologie, Spezialisierung Geobiologie:
"Ich bin hier schon seit einer Ewigkeit. Begonnen habe ich mit einem Büro unter dem Dach und mich dann nach unten bis in den Keller durchgearbeitet. Das passt, denn ich arbeite mit Bakterien, die in der Tiefe leben."
Und zwar Bakterien, die sich kilometertief in der Erdkruste wohl fühlen, bei Hitze und ewiger Finsternis. Die Bakterien, die T.C. Onstott erforscht, leben in den Sedimenten, die die Flüsse vor rund drei Milliarden Jahre hinterlassen haben und die heute Teil des Witwatersrand-Beckens in Südafrika sind. Diese Fluss-Sedimente bergen 41 Prozent aller bekannten Goldvorkommen. Gefördert wird das Edelmetall aus extrem tiefen Bergwerken, die derzeit 3500, 3600, sogar 3700 Meter unter die Erde reichen. Sie sind technische Meisterleistungen am Rande des Machbaren. Aber das bringt sie nicht in die großen Wissenschaftsmagazine. Das schafft das Bakterium, das der Geologe T.C. Onstott und sein Team dort gefunden haben:
"Desulforudis audaxviator"
Desulforudis audaxviator - ein Wesen, das unter dem Mikroskop etwas von einem winzigen, dürren Wurm hat: Es lebt 2,8 Kilometer unter der Erde, bei einer Temperatur von rund 60° Celsius - so tief verborgen in der Kontinentalkruste, dass nur Optimisten auf die Existenz eines Ökosystems gewettet hätten. Desulforudis audaxviator ist eine höchst ungewöhnliche Entwicklung der Evolution: Das Bakterium kennt weder freien Sauerstoff, noch fertige organische Substanz, von der sich leben ließe, noch die Sonne. Um unter Tausenden Metern Gestein zu leben, nutzt es die Radioaktivität: Sie treibt seine Welt an. Onstott:
"Audaxviator from the Jules Verne novel 'Journey to the Center of the Earth'."
Audaxviator stammt aus der Novelle "Reise zum Mittelpunkt der Erde" von Jules Verne. Darin entziffert die Hauptfigur, Professor Lidenbrock, die Nachricht:
descende, audax viator, et terrestre centrum attinges!
Steige hinab - mutiger Reisender - und gelange zum Zentrum der Erde. Onstott:
"Der 'mutige Reisende' erschien uns passend, schließlich sieht es so aus, als ob Desulforudis audaxviator überall auf den Klüften im Witwatersrand-Becken lebt, selbst wenn sie mehr als 300 Kilometer auseinander liegen."
Ein paar Flugstunden weiter westlich. Socorro in New-Mexico. Eine US-amerikanischen Provinzstadt mitten im Nirgendwo. Lediglich 1964 brachte eine Ufo-Sichtung den Ort überregional in die Schlagzeilen: Am 24. April hörte der Polizist Lonnie Zamora "einen Donner und sah in Richtung Südosten eine Flamme" und dann ein ovales Objekt auf Beinen samt zwei humanoider Insassen - sehr zur Freude der Gazetten. Davon abgesehen ist Socorro der Sitz des New Mexico Institute for Mining and Technology. Ufos sind dort kein Thema. Dafür erforscht der Biologe Tom Kieft Leben am Rande des Möglichen:
"Uns interessieren die tiefsten Bereiche der Biosphäre und die Grenzen des Lebens: Was kontrolliert seine Verteilung, wie wirken Leben und Gesteine aufeinander"
Thomas Kieft ist Spezialist für die Lebensgemeinschaft der tiefen Biosphäre.
"Seitdem die Suche nach Lebewesen innerhalb der Erdkruste begonnen hat, konnten wir sie in immer tieferen Zonen nachweisen: Als die Bohrungen zu teuer wurden, hatte Tullis Onstott die hervorragende Idee, in tiefen Bergwerken zu suchen: In Südafrika haben wir inzwischen eine Tiefe von 3,7 Kilometern erreicht und dort gibt es zweifelsohne Leben."
Im Witwatersrandbecken dehnen sich die Ökosysteme vier, vielleicht fünf Kilometer in der Erdkruste aus. Die tiefen Zonen gehören allein Desulforudis, in den flacheren leben zunehmend auch andere wärmeliebende Bakterien und Archäen. Letztere sehen auf den ersten Blick aus wie Bakterien, aber sie sind es ganz und gar nicht, besetzen sogar einen eigenständigen Ast der Evolution. Ob nun Bakterium oder Archäon - sie teilen eine Eigenschaft. Tom Kieft:
"Alle sind anaerob, leben ohne Sauerstoff. Bei ihrem Stoffwechsel verfolgen sie sämtliche Methoden, die ohne Sauerstoff funktionieren. Es gibt Bakterien, die Sulfate und Wasserstoff umsetzen, um Energie zu erzeugen. Oder die Archäen. Sie nutzen Wasserstoff und Kohlendioxid und erzeugen dabei Methan. Zwar sind diese Mikroorganismen mit denen an der Oberfläche verwandt, aber sie unterscheiden sich erheblich von ihnen, passten sich im Lauf der Evolution daran an, unterhalb der Oberfläche zu funktionieren."
Ein weiterer Flug, diesmal nach Norden. Das DRI, das Desert Research Institute in Las Vegas. In dem Institut scheint die Glitzerwelt des Strips wie von einem anderen Planeten - dabei ist sie gerade einmal fünf Minuten mit dem Auto entfernt. Am DRI forscht Duane Moser, der seine Karriere ebenfalls der Erforschung der extremen Mikrobenwelt widmet.
"You get these calls in the middle of the night: O you guy got to get out here…"
Auch in den Goldminen Südafrikas gelte Murphy‘s Gesetz, scherzt Duane Moser: Der Anruf, dass die Arbeiter bei einer Bohrung auf Wasser gestoßen sind, käme meist mitten in der Nacht. Falls dieses Wasser von Klüften im Fels stammt, ist es genau das, worauf die Forscher hoffen, denn dann kann es Mikroorganismen der tiefen Biosphäre mit sich schleppen. Also greift sich das Team die Feldausrüstung, mit der man aussähe wie die Geisterjäger, mit all den Schläuchen, die von den Rucksäcken hängen.
"I used to kind of joke we look like ghost busters when we showed off with these back packs and these tubes hanging off."
Es dauert, ehe sie vor Ort sind: Die Fahrt zum Bergwerk, warten auf den Korb, der sie in die Tiefe bringt, dann läuft man über Kilometer zu der Stelle, an der das Wasser aus der Wand fließt. Dort wird das Gerät zur Probennahme angeschlossen:
"This team of people were sort of hyenas that were send upon a kill, everybody would grab one of those hoses and do their own thing."
Das Team arbeite zusammen wie ein Rudel Hyänen auf der Jagd: Jeder wisse, was zu tun sei, schnappe sich einen Schlauch, fülle die Probe ab. Nach 40 Minuten gehe es zurück - ins Labor.
"Our portion of the biosphere doesn‘t contribute to that world."
Die Welt an der Oberfläche ist vollkommen getrennt von der dort unten. Die hängt ganz von den Gesteinen selbst ab. Beispiel: Methan. Die Bergleute hatten geglaubt, dass das Grubengas von Kohlenflözen stammt und irgendwie in die Goldmine herunter gesickert ist. Das widerlegen Analysen kanadischer Experten.
"In Wirklichkeit sind es anorganische Kohlenwasserstoffe. Zunächst wusste ich noch nicht einmal so genau, was das eigentlich ist. Ich lernte, dass es diesen Typ von Gas auch in tiefen kanadischen Minen gibt und dass es bei einer Reaktion entsteht, mit der in der Industrie synthetische Kraftstoffe hergestellt werden: Bei dieser natürlichen Variante bilden sich in der Erdkruste aus Wasserstoff und Kohlendioxid eine ganze Serie von Kohlenwasserstoffen","
erläutert Princeton-Geologe T. C. Onstott. In der Tiefsee waren bereits mehrfach Systeme entdeckt worden, die den Verdacht nährten, dass Kohlenwasserstoffe prinzipiell auch in der Natur anorganisch entstehen können. An einem Hydrothermalfeld im Ostpazifik etwa, wo die Plattentektonik an einem mittelozeanischen Rücken neue Meereskruste fördert. Der Beweis gelang an einem submarinen Felsmassiv im Nordatlantik: in Lost City. Dort zerrt die Plattentektonik aus mehreren Kilometern Tiefe Gesteine des oberen Erdmantels hinauf, so dass Meerwasser mit ihnen reagiert. Letztendlich entstehen anorganisch Kohlenwasserstoffe wie Methan, Ethylen, Propan oder Butan. In den Ozeanen laufen diese Reaktionen also an jungen tektonischen Systemen ab. Die südafrikanische und kanadische Kontinentalkruste sind jedoch das genaue Gegenteil, Milliarden Jahre alt, zählen zu den "Kernen" der Kontinente. Was dort passiert, ist offen. Klar ist nur, dass es tief in der Erdkruste geschieht. Onstott:
""Diese anorganischen Kohlenwasserstoffe finden wir in den tiefen Zonen der Bergwerke. In den oberen Bereichen passiert etwas anderes: Dort erzeugen Archäen das Methan."
Und zwar aus dem ebenfalls reichlich vorkommenden anorganischen Reagenzien Kohlendioxid und Wasserstoff. Mit der Tiefe verändern sich also die Lebenswelten in der Erdkruste, in Tausenden von Metern Gestein ist nicht alles eins. 14 Jahren sei es her, dass sie erstmals Proben in Südafrika nehmen konnten, erinnert sich T. C. Onstott. Es war eine improvisierte Aktion, weil trotz monatelangen Verhandlungen mit einem Bergwerksunternehmen beim Abflug unklar war, ob sie wirklich in eine Mine einfahren durften.
"Ich bin einfach ins nächste Flugzeug gestiegen. Ich hatte kein Geld für diese Expedition, sondern bezahlte im Grunde alles aus der eigenen Tasche - was übrigens eine stolze Tradition in meinem Forschungsfeld ist."
T.C. Onstott und sein damaliger Student, Duane Moser, hatten Glück: Der Bergwerks- Geologe nahm sie mit hinunter. Drei Kilometer tief ging es unter die Erde…
"Wir gingen ziemlich lange, ehe wir vor Ort waren, dort, wo das Gold abgebaut wird. Die Mannschaft verkabelten gerade Dynamit…"
Die Wasserproben, die die Forscher sammelten, rochen vielversprechend: salzig und nach Ammoniak. Sie landeten in Kanistern aus rostfreiem Stahl - vakuumverpackt, damit der Sauerstoff keine Mikroorganismen tötet.
"Wir testeten die Kanister mit einem Geigerzähler, und die Proben strahlten sehr stark. Das war ein Problem: Irgendwie musste ich sie ja durch den Zoll bekommen. Also verpackten wir die radioaktiven Kanister in einen Container, der nicht geröntgt werden konnte… Das war vor dem 11. September, und dafür bin ich dankbar, wer weiß, was sonst mit mir passiert wäre. Weil die Proben so stark strahlten, suchten wir ab 1998 nach Beweisen, dass die Radioaktivität in den Gesteinen selbst die Energie für die Mikrobengemeinschaften liefert."
Das dauerte Jahre. Unter anderem liefen am Forschungszentrum Dresden-Rossendorf isotopenchemische Untersuchungen des Wassers, das auf den Klüften ist, also feinen Rissen im Gestein: In diesem Wasser leben die Organismen der tiefen Biosphäre.
"Die Argon-Isotope belegten, dass das Kluftwasser nicht von der Oberfläche herunter gesickert war, sondern dass es sehr, sehr alt ist."
Seit 25 Millionen Jahren war es nicht mehr mit der Außenwelt in Berührung gekommen. Einige Bestandteile darin bringen es den Analysen zufolge sogar auf Milliarden Jahre. Stück für Stück fügte sich ein Bild zusammen. Der Kohlenstoff, den die Bakterien brauchen, um ihre Biomasse aufzubauen, ist anorganisch, kommt vor allem aus Kohlenmon- und Kohlendioxid-Verbindungen. Onstott:
"Das Wasser auf den Klüften enthielt außerdem große Mengen an Sulfaten. Die Isotopen verraten, dass sie aus dem Pyrit stammen, dem Katzengold, das die Flüsse vor drei Milliarden Jahren mit den Gold- und Urankörnchen abgelagert hatten. Pyrit und Uran waren damals - anders als heute - in der sauerstofflosen Atmosphäre stabil."
Und Pyrit und Uran sind die Grundlage eines vollkommen eigenständigen Ökosystems:
"Die Strahlung des Urans wirkt auf das Kluftwasser und spaltet es: Wasserstoff wird frei, Wasserstoff-Peroxid und Sauerstoff. Letztere greifen den Pyrit an, der nichts anderes ist als ein Eisensulfid. Dabei entstehen unter anderem Sulfate. Desulforudis nutzt dann den durch die Strahlung erzeugten Wasserstoff, um die gerade entstandenen Sulfate zu verwerten und Energie zu gewinnen."
Desulforudis audaxviator überlebt dank drei Milliarden Jahre alter Minerale - und in Wasser, das seit Jahrmillionen im Gestein gefangen ist. Es nutzt ein System, das sich immer wieder auflädt: Die Bakterien wandeln bei ihrem Stoffwechsel die Sulfate zu Sulfiden um - und damit beginnt der Kreislauf von Neuem, solange es Uran gibt. Die Radioaktivität treibt diese Lebenswelt an - so wie die Sonne die unsere. Die Tricks, die Desulforudis audaxviator das Überleben sichern, lassen sich an seiner DNA ablesen. Sie wurde in den Lawrence Berkeley Labs fast vollständig analysiert. Die 2175 Gene beweisen, dass dieses Bakterium ein biologisches Paradigma bricht. Duane Moser vom Desert Research Institute:
"Desulforudis audaxviator formt ein Ökosystem, das nur aus einer einzigen Art besteht: Wo es lebt, gibt es keine Primärproduzenten wie Algen oder Pflanzen. Die Erde selbst ist der Primärproduzent. Sein Genom ist grundlegend anders als bei allen anderen Organismen, die wir kennen: Desulforudis hat jedes Gen, das es braucht, um alleine zu funktionieren."
Da es sich nicht auf die Zulieferung durch andere verlassen kann, muss es alle Rollen in seinem Ein-Personen-Stück beherrschen: Es besitzt sämtliche Gene, um Kohlenstoff und Stickstoff zu fixieren, produziert jedes Protein, das es braucht, sämtliche Vitamine…
"Das Genom genügt sich selbst. Dieser Organismus kann alle seine Nährstoffe aus den anorganischen Verbindungen im Kluftwasser herstellen. Die Gene von Desulforudis verraten, dass es auch Geißeln bildet. Mit anderen Worten: Es kann durchs Wasser schwimmen. Außerdem nimmt es die Konzentration chemischer Stoffe wahr."
Es kann so etwas verfolgen, vielleicht seine Nährstoffe aufspüren. Außerdem lagert es Gasblasen ein, um seinen Auftrieb zu manipulieren. So reist Desulforudis als Wanderer durch die Klüfte. Sollte es ihm zu unwirtlich werden, etwa weil die Nährstoffe fehlen, bildet es Sporen und wartet auf bessere Zeiten. Seine außergewöhnlichen Fähigkeiten hat sich dieses Bakterium bei anderen zusammen geklaubt, beispielsweise von methanproduzierenden Archäen, mit denen es auf manchen Klüften zusammenlebt: Die nützlichen Gene wurden einfach zwischen den Organismen übertragen und Desulforudis hat sie in die eigene DNA eingebaut. Der Rest ist Darwin, so Onstott:
"Die meisten Klüfte überlappen sich kaum, und damit auch nicht die Mikroorganismen, die auf ihnen leben. Es ist eine Lebenswelt aus lauter Inseln. Wenn es einen Organismus gibt, der von einer Kluft auf die andere gelangen kann, ist das Desulforudis audaxviator. Er ist so etwas wie ein Darwin-Fink im Bakterienreich: Desulforudis wandert auf eine Spalte, passt sich an, gelangt zur nächsten, passt sich erneut an und so weiter. Das ist derzeit unsere Hypothese."
Zurück in Europa. Inzwischen vermuten die Wissenschaftler, dass es in dieser "paradiesischen" Bakterienwelt eine "Schlange" gibt: nämlich Nematoden, Rundwürmer. Sie sind die Spezialität von Gaetan Borgonie von der Universität Gent. Der belgische Biologe war spät zu der Forschergruppe gestoßen. Er hatte sich gefragt, ob wirklich niemand diese Bakterienfilme frisst, die der langsam wachsende Desulforudis im Lauf der Zeit auf den Klüften bildet. Zur Überraschung aller wurde Gaetan Borgonie fündig:
"Es war ein Freitag Abend, spät abends. Obwohl wir den ganzen Tag unter Tage gewesen und danach noch vier Stunden ins Labor zurückgefahren waren, wollte ich die Filter sofort öffnen. Unter dem Mikroskop entdeckte ich eine kleine weibliche Nematode mit gebrochenem Schwanz."
"O my God, I felt like a nurse in intensive caring on it."
Und er fühlte sich plötzlich wie eine Krankenschwester auf der Intensivstation. Der Grund: Sobald Nematoden verletzt sind, sterben sie schnell, aber das Weibchen sollte unbedingt vorher noch seine Eier ablegen, damit die Biologen seine Art näher erforschen konnten.
"But it was very tense, and the whole Saturday and Sunday was common, common."
Es war kritisch, aber die Nematode tat ihnen den Gefallen, produzierte in drei Tagen zwölf Eier, ehe sie starb - und nun hängt sie - zum Dank - konserviert im Labor hinter Glas. Die Aufzucht der frisch geschlüpften Nematoden erwies sich als einfach:
"Wir boten ihnen auf einer runden Platte auf der einen Seite Escherichia coli, das normale Futter für Nematoden, und Desulforudis auf der anderen. Die Nematoden kamen in die Mitte. Sie hatten die Wahl - und machten sich zielstrebig auf, und zwar zu den Bakterien der tiefen Biosphäre - zu den Bakterien, die im Bergwerk leben. Wir haben das Wasser, in dem wir die Nematoden finden, untersucht. Darin steckt nur Desulforudis. Sonst gibt es nichts, was sie hätten fressen können."
Ein Tier, einen halben Millimeter lang, mit großem Appetit auf Bakterienfilme aus audaxviator. Dass er sich über diese "Exoten" hermachten, zeige seine sehr gute Anpassung an seine Umwelt, glauben die Forscher. Jedenfalls gehörte diese Nematode zu einer neuen Art und erhielt den Namen Halicephalobus mephisto.
"Ich glaube, dass dieser Namen das Resultat von mehreren Nächten mit vielen Diskussionen und südafrikanischem Bier war. Weil sich Halicephalobus mephisto von den Biofilmen ernährt, kontrolliert er wahrscheinlich die Dichte des Bakterienrasens. Er war das dominierende Element, und deshalb erhielt er den Beinamen Mephisto, weil der ja der Herr der Unterwelt ist","
erzählt T.C. Onstott. Das sterbende Halicephalobus mephisto-Weibchen jedenfalls war den Forschern auf einer Kluft in 1,3 Kilometern Tiefe in den Filter gegangen. Die Frage ist, wie die Nematoden die Reise in die Unterwelt geschafft hatten. Gaetan Borgonie:
""Das ist unbekannt. Wir wissen, dass die Bergbaufirmen den Grundwasserspiegel senken und dabei Wasser nach unten sackt. So etwas passiert auch natürlicherweise, und vielleicht sind die Nematoden so nach unten gesaugt worden."
Aus dem Brauchwasser der Mine stammen sie jedenfalls nicht, das hat Gaetan Borgonie intensiv getestet:
"Wir haben 30.000 Liter Grubenwasser untersucht und nichts gefunden. Das Wasser ist so schwer mit Bleich- und Desinfektionsmitteln behandelt, dass darin gar nichts mehr zu finden ist, auch keine DNA. In Südafrika gibt es viele gefährliche Parasiten, deshalb möchte man kein Risiko für die Mitarbeiter eingehen. Das Grubenwasser ist so sauber, wie es nur sein kann."
Die Nematoden scheinen in Kluftwässern zu leben, die Jahrtausende alt sind - und sie kommen mit sehr wenig Sauerstoff aus. Wird es ihnen doch zu wenig, fallen sie in eine Art Winterschlaf, bis die Zeiten wieder besser werden. Anders als an der Oberfläche, scheinen ihnen höhere Temperaturen nicht viel auszumachen:
"Wir fanden insgesamt vier Arten, neben Halicephalobus mephisto noch zwei, die auch an der Oberfläche vorkommen und eine vierte in 3,6 Kilometern Tiefe bei einer Temperatur von 48 Grad Celsius, von der aber nur die DNA bekannt ist. Den Wurm selbst bekamen wir nicht. Aber es ist wohl noch viel mehr da unten, als wir vermuten, und das untersuchen wir gerade."
Und dann war da noch die Nevada National Security Site. Sie liegt direkt neben der bei Science-fiction Fans berühmten Area 51, um die sich zahllose Verschwörungstheorien zur außerirdischen Lebensformen ranken. Die Nevada National Security Site selbst ist ein 3500 Quadratkilometer großes Sperrgebiet nördlich von Las Vegas. Zwischen 1951 und 1958 wurden hier 119 oberirdische Kernwaffenversuche durchgeführt, danach - bis zum Teststopp-Memorandum 1992 - rund 1000 unterirdische. Die Einbruchskrater, die diese Tests hinterließen, überziehen den Wüstenboden wie Pockennarben. Dazwischen wachsen staksige Büsche. 2009 waren außerhalb des Geländes Spuren von radioaktivem Tritium entdeckt worden. Untersuchungen liefen an, unter anderem des Mikrobiologen Duane Moser vom Desert Research Institute in Las Vegas. Und er fand - Desulforudis - oder besser gesagt, seine DNA, denn oft ist sie es, die detektiert wird.
"Es sieht so aus, als ob Desulforudis audaxviator nicht tief unter der Oberfläche Südafrikas gefangen ist, sondern dass andere Plätze besiedeln kann und dort wohl auch gefunden wird."
Inzwischen entdecken Forscher die besonderen Mikroorganismen, die in der tiefen Biosphäre heimisch sind, rund um die Welt. Moser:
"We still don‘t understand the biogeography of this organism. Where it came from, why it is found where it is…"
Wie Desulforudis von einem ans andere Ende der Welt gelange und da auftauche, wo es auftauche, das, so Moser, sei ein Rätsel
"Es ist in der Erdkruste sicherlich ein rarer Organismus, auch wenn es im tiefen Untergrund von Südafrika dominant zu sein scheint. Wir glauben, dass es in der Nevada National Security Site einen Weg gefunden hat, das radiochemische Erbe der Kernwaffentests für sich zu nutzen - was sicherlich etwas ganz Neues ist."
Vielleicht haben die Menschen in Nevada mit den Atombombentests eine künstliche Heimat für Desulforudis geschaffen: Sie sorgten für die Radioaktivität, während die heißen Quellen Wasserstoff und Sulfat beisteuerten. Es war alles beisammen:
"Wenn man darüber nachdenkt, ist das im Grunde ein cooles Experiment. Wir waren überrascht, als wir sofort in der ersten Probe einer heißen Quelle DNA-Sequenzen fanden, die denen von Desulforudis gleichen. Das Wasser stammt aus einem radioaktiven belasteten Bereich. Bei weiteren Analysen konnten wir mehrere Sequenzen bestimmen, die den südafrikanischen sogar sehr stark ähneln."
Das Ökosysteme in Nevada könnte sehr jung sein. Aber - gelangen die Desulforudis-Sporen irgendwie an die Oberfläche und werden dann vom Wind verweht? Oder ist das Bakterium ein sehr seltenes, aber überall im Untergrund "schlafender" Organismus, den die Atomwaffentests "geweckt" haben. Er kommt nicht nur in Südafrika und Nevada vor. Auch in Socorro in New Mexico fanden sich Vertreter der tiefen Biosphäre, erklärt Tom Kieft vom New Mexico Institute for Mining and Technology:
"New Mexico Tech hatte etwas Geld für eine Forschungsbohrung bekommen, um den Campus vielleicht geothermisch heizen zu können. Diese Bohrung ist nur etwa 300 Meter tief, aber die Geochemie ist interessant, und wir finden auch in dem warmen Grundwasser hier einige der Mikroorganismen, die wir aus Südafrika kennen - oder zumindest nahe Verwandte."
Verwandte von Desulforudis tauchen auch in einem tiefen Bohrloch in Finnland auf, wo sie in warmem, salzreichem Grundwasser leben. Inzwischen sind die Forscher auch auf der Suche nach der Grenze des Lebens. Wann wird es dem härtesten Organismus zu heiß? Denn mit der Tiefe steigt die Temperatur - und irgendwann ist das entscheidend. Außerdem scheinen noch andere Faktoren eine Rolle zu spielen - wie in Kidd Creek, ein kanadisches Bergwerk, in dem aus mehr als 2,6 Milliarden Jahre alten Gesteinen Erze gefördert werden. Duane Moser:
"We are beginning to wonder in this particular place if we are below the biosphere."
Vielleicht sei man dort unterhalb der Biosphäre, denn die Lebewesen, jedenfalls konnten die Mikrobiologen dort noch kein Mitglied der tiefen Biosphäre ausmachen. Zu heiß ist es dort nicht - aber irgendetwas muss dort anders sein als in Südafrika. Genau das lässt die Forscher aufhorchen - die Plätze, an denen es kein Leben auf der Erde gibt, sie sind es, die etwas über die Grenzen lehren können.