Sie leben! Trotz extremer Temperaturschwankungen, Vakuum sowie starker UV- und kosmischer Strahlung überlebten zwei Algen 16 Monate an der Außenseite der internationalen Raumstation ISS. Das ist das erstaunliche Ergebnis eines Experiments, das von Dr. Thomas Leya vom Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI in Potsdam gemeinsam mit nationalen und internationalen Partnern durchgeführt wurde. Der aufwändige Test war Teil des groß angelegten Projekts BIOMEX (Biology and Mars-Experiment), das Dr. Jean-Pierre de Vera vom Deutsche Luft- und Raumfahrtzentrums (DLR) in Berlin-Adlershof koordiniert. Leya hatte die Algenkulturen selbst gesammelt und für das Experiment präpariert. Er wählte das Cyanobakterium Nostoc sp. (CCCryo 231-06), eine Blaualge aus der Antarktis und die Grünalge Sphaerocystis sp. (CCCryo 101-99) aus Spitzbergen. Sie gehören zu den kryophilen, also kälteliebenden Stämmen. Bei Kälte und Trockenheit entwickeln sie besondere Anpassungsstrategien und sind deshalb auch unter extremen Bedingungen noch überlebensfähig.
Thomas Leya leitet die Arbeitsgruppe Extremophilenforschung & Biobank CCCryo (Culture Collection of Cryophilic Algae) am Potsdamer Institutsteil Bioanalytik und Bioprozesse IZI-BB des Fraunhofer-Instituts. Seit 18 Jahren beschäftigt sich die Arbeitsgruppe mit den Überlebensstrategien kryophiler Algen, Cyanobakterien, Moosen, Pilzen und Bakterien polarer Regionen. Dass Algen gegen lang andauernde Trockenheit, extreme Temperaturen sowie UV-Strahlen weitgehend unempfindlich sind, hatten die Forscher bereits im Labor herausgefunden. Doch die extremen Bedingungen im erdnahen Orbit lassen sich dort nur bedingt simulieren.
»Für den Flug ins All haben wir die Algenstämme durch leichte Trocknung vorbereitet«, erläutert Leya. Am 23. Juli 2014 wurden die Organismen mit dem Raumtransporter Progress auf die Reise geschickt, eine Sojus-Raumkapsel brachte die Algenkulturen zurück. Dazwischen mussten sie rund 16 Monate an der Außenseite der ISS ausharren, geschützt nur durch Neutralfilter, der die einwirkende Strahlung dämpfte. Die Temperaturentwicklung sowie die Energiemenge der kosmischen Strahlung wurden durch Sensoren gemessen und protokolliert.
Die Forscher wollten nicht nur wissen, ob die Algen den Aufenthalt im erdnahen Orbit überstehen. Im Fokus stand darüber hinaus, wie die Präparate im Vakuum auf die UV-A-, -B und -C-Strahlung reagieren würden. »Wir gingen davon aus, dass die Organismen das Vakuum, die Temperaturschwankungen zwischen minus 20 Grad und plus 50 Grad sowie die UV-A und UV-B-Strahlung überleben würden. Als überraschend erwies sich jedoch, dass auch ein Teil der extrem schädlichen UV-C-Strahlung den Algenstämmen nichts anhaben konnte«, so Leya. Zudem haben die Grünalgen die Trockenheit überraschend gut überstanden.
Fraunhofer-Gesellschaft
