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BOSS - Biofilme als Überlebenskünstler

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Hintergrund und wissenschaftliche Ziele:

Biofilme gehören zu den ältesten sichtbaren Anzeichen von Leben auf der Erde und könnten vielleicht auch als die ersten Formen von Leben auf anderen Planeten und Monden unseres Sonnensystems entdeckt werden. Ein Biofilm ist eine strukturierte Gemeinschaft von Mikroorganismen auf einer Oberfläche, die in einer selbst entwickelten Matrix aus sogenannten extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) eingekapselt leben. Diese EPS-Matrix hält die Mikroorganismen in ihrer dreidimensionalen Anordnung zusammen und lässt den Biofilm auf Oberflächen anhaften. Die Eigenschaften der in einem Biofilm lebenden Mikroorganismen unterscheiden sich in der Regel grundlegend von individuell lebenden Mikroorganismen derselben Art. Die dichte Umgebung des Films erlaubt es ihnen, untereinander zu kooperieren, in vielfältiger Weise zu interagieren und schützt diese winzigen Lebewesen vor äußeren Einflüssen. So sind die Biofilm-Bewohner gegenüber verschiedenen chemischen und physikalischen Einwirkungen sehr resistent.

Experimentbeschreibung:

In dem Weltraumexperiment Biofilm Organisms Surfing Space (BOSS) der ESA-Experimentiereinheit Expose-R2 will das vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin koordinierte internationale Wissenschaftlerteam auf der ISS sowie in den Planeten- und Weltraumsimulationsanlagen des DLR die Hypothese testen, ob als Biofilm organisierte Mikroorganismen besser und länger als einzelne Vertreter unter den rauen Umgebungsbedingungen, wie sie im Weltraum und auf dem Mars vorkommen, überleben.

Biofilme könnten aber noch einen weiteren Vorteil haben: Staubpartikel, so vermuten die Wissenschaftler, bilden ein Schutzschild im Biofilm, das die Organismen gegenüber der extraterrestrischen ultravioletten (UV)-Strahlung abschirmt. Die Forscher untersuchen in dem BOSS-Experiment Austrocknung, extraterrestrische UV-Strahlung, simulierte Marsatmosphäre und ein Mars-ähnliches UV-Klima. Verschiedene Biofilme und einzeln kultivierte (planktonische) Zellen von Deinococcus geothermalis, Halomonas muralis und Halococcus morrhuae, Bacillus horneckiae, Chroococcidiopsis CCMEE 029, Streptomyces und Polaromonas-Stämme aus vulkanischen Gesteinen waren an den missionsvorbereitenden Testläufen beteiligt. In den bereits durchgeführten Experiment Verification Test (EVT) und Science Verification Test (SVT) wurden diese Parameter sowohl einzeln als auch in Kombination in den Bodensimulationsanlagen getestet. Dabei können in den Bodenanlagen immer nur einige Aspekte der realen Weltraumbedingungen nachgestellt werden.

Status:

Starttermin für das Weltraumexperiment BOSS als Teil des Experimentpakets Expose-R2 ist im Juli 2014. Die unterschiedlichen biologischen Proben werden mit dem Progress- Raumtransporter M-24M (Mission 56P) zur ISS transportiert und anschließend bei einem Außenbordeinsatz auf der URM-D-Plattform an der Außenseite des russischen Moduls installiert. Nach circa 18 Monaten Aufenthalt im Weltraum sollen die Proben zur Analyse wieder zur Erde zurückgebracht werden.

Ergebnisse:

Ergebnisse liegen noch nicht vor. Die Resultate aus den Vorversuchen (EVT und SVT) lassen jedoch bei Organismen, die in einem Biofilm eingebettet sind, bessere Überlebensmöglichkeiten und eine höhere Vitalität erwarten.

Perspektiven für Forschung und Anwendung:

Nach 15 bis 18 Monaten im Weltraum werden spezielle biologische und biochemische Tests zeigen, wie gut die Mikroorganismen die rauen Weltraumbedingungen überlebt haben und welche Schäden sie davontragen werden. Wie schützt der Biofilm die Lebewesen? Erhöht er ihre Überlebenschancen? Welche Grenze hat die Überlebensfähigkeit? Die Ergebnisse sollen helfen, diese grundsätzlichen Fragen zu beantworten. Generell stehen der Ursprung, die Evolution und die Ausbreitung von Leben im Universum im Mittelpunkt dieser Forschung.

Start: 24. Juli 2014 / Progress 56P (geplant)
ISS-Zeitraum ab Sommer 2014
Unterbringung URM-D am Swesda-Modul
Experimentator Dr. Petra Rettberg
Einrichtung DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, Köln
Bereich Astrobiologie
Partner ESA; Roskosmos; nationale und internationale Forschungsinstitute

 

Zuletzt geändert am:
05.06.2014 10:59:41 Uhr