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Detailaufnahme: Licht schimmert durch das Blatt einer Pflanze

Pflanzliches Leben im All? Astronomen wollen Photosynthese nachweisen

Gibt es Leben im Weltraum? Diese Frage ist vermutlich so alt wie die Menschheit. Doch auch in Zeiten von Raumsonden und Weltraumteleskopen lässt sie sich nicht anders als mit "vielleicht" beantworten. Doch es müssen nicht immer die kleinen, grünen Männchen sein, wenn wir an Lebensformen außerhalb des Planeten Erde denken. Kleine, grüne Pflanzen – das wäre doch auch mal etwas. Ein internationales Forscherteam aus Baden-Württemberg, Dänemark und Hawaii entwickelte eine Methode, die pflanzliches Leben auf anderen Planeten nachweisen könnte.

Biologie statt Technologie

Auf technischem Wege konnte die Menschheit bislang noch keine Brüder und Schwestern im All nachweisen. Weder Raumsonden mit Grußbotschaften noch Radiosignale vermochten es bislang, die Außerirdischen aus der Reserve zu locken. Was technologisch nicht gelang, ließe sich aber womöglich biologisch bewerkstelligen, so die Überlegungen von Svetlana Berdyugina, der Vize-Direktorin des Kiepenheuer-Instituts für Sonnenphysik der Universität Freiburg. Nach ihrer Ansicht sollen Biopigmente als Nachweis extraterrestrischen Lebens dienen. Das bekannteste Biopigment ist Chlorophyll, sagt Berdyugina. Dieser Farbstoff schluckt rotes und blaues Licht. Gleichzeitig reflektiert er grünes Licht. Deswegen erscheinen uns Pflanzen grün. Das absorbierte Rot und das Blau werden polarisiert.

Die Verräter des Lebens

Genau diese Polarisation des Lichts, die Veränderung seiner Schwingung, verrät das Vorhandensein von Biopigmenten. Sie geben Pflanzen ihre Farbe, und sie polarisieren das Licht, das sie nicht reflektieren – in diesem Fall grün. So verrät sich Leben, findet Tina Santl-Temkiv vom Zentrum für stellare Astrophysik der Universität von Aarhus in Dänemark. Kombiniert man die Eigenschaften, also Farbgebung und Polarisation des Lichts, dann entsteht ein Signal, das nur von Organismen hervorgerufen werden kann, sagt Santl-Temkiv.

Sonnenlicht scheint durch Bäume im Wald

Chlorophyll polarisiert das Licht, weshalb Pflanzen grün erscheinen.


Diese Erkenntnisse hat das Forscherteam nun weit hinaus ins All getragen, noch jenseits unseres Sonnensystems. Denn derartige Biopigmente könnten auch auf exosolaren Planeten für das Vorhandensein von Leben sprechen, auf Planeten also, die andere Sterne umkreisen als die Sonne – auch wenn Astronomen diese gar nicht direkt optisch beobachten können.

Jeff Kuhn vom Institut für Astronomie der Universität von Hawaii:
„Ihre Sonnenbrille blockiert einen Teil des polarisierten Sonnenlichts, das von der Erde zurückgeworfen wird. Genauso ist das Licht eines benachbarten Sterns polarisiert, das von der Oberfläche eines exosolaren Planeten reflektiert wird. Mit einem Polarisationsfilter können wir das grelle Sternenlicht ausschalten und nur das von der Planetenoberfläche zurückgeworfene Licht untersuchen. Seine Polarisation verrät uns, ob es dort unten Biopigmente und damit Leben gibt."


Frau mit Sonnenbrille

Ähnlich einer Sonnenbrille: Würde man das grelle Sternenlicht filtern, könnte das übrige Licht auf außerirdisches Leben hinweisen.

Licht als Schlüssel

Durchaus möglich also, dass sich der Farbstoff Chlorophyll und damit die Fähigkeit außerirdischen, pflanzlichen Lebens zur Photosynthese im reflektierten Licht des Planeten nachweisen lässt. Dies setze jedoch voraus, dass sich auf anderen Welten die gleichen Biopigmente wie auf der Erde entwickelt haben, so Santl-Temkiv. Es wird also nach Leben gesucht, das wir auch von der Erde her kennen. Auf einem anderen Planeten könnte es aber ganz anders aussehen. Wenn der jeweilige Stern stärker oder schwächer scheint, hätte das auch Auswirkungen auf die Biopigmente der Planeten. Aber dennoch gehen wir davon aus, dass sie stets so designet wären, das Sternenlicht möglichst effizient verarbeiten zu können, sagt Santl-Temkiv.
So wie bei der irdischen Photosynthese. Auch wenn die molekularen Details anders beschaffen sind, wäre das Prinzip, also die Verwendung des Sternenlichts für biochemische Prozesse, doch weitestgehend identisch, glaubt auch Svetlana Berdyugina:

„Photosynthetische Prozesse nachzuweisen ist schon sehr wahrscheinlich; davon bin ich überzeugt. Sie sind auf der Erde schon vor 3,8 Milliarden Jahren entstanden, also kurz nach der Entstehung des Planeten. Daher können wir davon ausgehen, dass es auch auf anderen Welten eine ähnliche Entwicklung gegeben haben dürfte. Vielleicht werden wir kein Chlorophyll nachweisen, aber etwas Ähnliches.“

Das Licht des Sternensystems Alpha Centauri.

Das Licht des Sternensystems Alpha Centauri.

Beim Nachbarn nachschauen

Mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in den chilenischen Anden, will das Wissenschaftlerteam dieses Verfahren in den kommenden Monaten zunächst beim Sternsystem Alpha Centauri anwenden. Ob es dort Planeten gibt und ob diese bewohnbar sind, ist noch unklar. Weil dieses Sternensystem unserem am nächsten liegt, empfangen wir von diesen Sternen das meiste Licht. Das von Planeten reflektierte Licht macht nur ungefähr zehn Photonen von einer Millionen Photonen aus. Diese müsste man dann über einen längeren Zeitraum finden, betont Berdyugina.

Gelingt dieses Vorhaben, wäre es das erste Mal, dass irgendwo im Weltall der Nachweis für eine zweite Evolution erbracht worden wäre. Die Entstehung von Leben, unabhängig von der Erde. Und Pflanzen wären dabei nur der erste Schritt...

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