Können die Flechten, die einst die Erdoberfläche veränderten, in Zukunft auch zur Umgestaltung des Mars genutzt werden?

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Liu Liqiong (Institut für Mikrobiologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Hersteller: China Science Expo

Sind Flechten Pflanzen?

Flechten sind als Pflanzen so „getarnt“, dass ihre Tarnung vom Menschen lange Zeit nicht entdeckt wurde. Als der britisch-norwegische Forscher Carsten Borchgrevink 1895 in der Antarktis erstmals Flechten entdeckte, erklärte er sie zu „grünen Pflanzen“. Tatsächlich handelt es sich bei Flechten um eine Pilz-Algen-Symbiose aus Pilzen und Algen (oder Cyanobakterien) und im Wesentlichen um Pilze.

Lebensraum der Gattung Pseudosphagnum in 4500 Metern Höhe

(Bildquelle: Kunming Institute of Botany, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Das Erscheinungsbild der Flechten ist vielfältig und kunstvoll und nicht alle sehen aus wie „grüne Pflanzen“. Es handelt sich um einen komplexen Organismus, der eine symbiotische Kombination aus Pilzen (meistens Schlauchpilze, einige wenige Basidiomyceten) und Algen (meistens Grünalgen) oder Cyanobakterien darstellt . Da Pilze und Algen bzw. Cyanobakterien über lange Zeit eng miteinander verwachsen sind, bilden sie eine eigenständige, feste Organismengruppe mit einzigartigen morphologischen, strukturellen, physiologischen und genetischen Merkmalen.

Lebensraum der Gattung Pseudosphagnum in 4500 Metern Höhe

(Bildquelle: Kunming Institute of Botany, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Pilze und Algen sind wie Brüder, sie sind für beide von Vorteil und leben in einer symbiotischen Beziehung zusammen. Algenzellen führen Photosynthese oder Stickstofffixierung durch, um organische Nährstoffe für den gesamten Flechtenkörper zu produzieren, während Myzel einen geeigneten Schutz für Algen und Cyanobakterien bietet und durch die Aufnahme von Wasser und anorganischen Salzen Rohstoffe für ihre Photosynthese und Stickstofffixierung liefert.

Einige Forscher haben jedoch Experimente durchgeführt, bei denen Pilze und Algen in Flechten getrennt unter nährstofffreien Bedingungen gezüchtet wurden. Dabei stellten sie fest, dass die Algen vom Hungertod kaum betroffen waren, während die Pilze verhungerten. Das heißt, man kann argumentieren, dass der Pilz von dieser Beziehung immer mehr profitiert.

Flechten sind außergewöhnliche Überlebenskünstler

Die Außerirdischen in „Die drei Sonnen“ können dehydrieren, um sich vor extrem hohen Temperaturen zu schützen. Unter den richtigen Bedingungen können sie dann aufwachen und weiterleben und wohlauf sein. Für den Menschen kann es schwierig sein, mit solch harten Lebensbedingungen zurechtzukommen.

Für Flechten ist dies jedoch kein Problem. Flechten sind eine Art wasserwechselnder Organismus. Wenn sich die natürlichen Bedingungen ändern, aktivieren sie schnell ihre Reaktionsmechanismen, wodurch sich der Wassergehalt in ihren Zellen ändert und sich gleichzeitig physiologische Reaktionsprozesse wie die Atmung oder die Photosynthese verändern. Weder die hohe Temperatur von 60 °C noch die extreme Kälte von minus 50 °C können ihn von seinem mutigen Vorwärtsschreiten abhalten. Die wilde Welt ist voller Ambitionen der kleinen Flechten.

Konzeptkarte der zukünftigen Wohnumgebung

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Etwa 8 % der Landoberfläche der Erde sind mit Flechten bedeckt. Vom Äquator bis zu den Polen, von den Ebenen bis zu den Bergen, in Wüsten, Graslandschaften und Wäldern sind Flechten überall zu finden. So entdeckten Forscher des Kunming-Instituts für Botanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften während ihrer zweiten wissenschaftlichen Expedition zum Qinghai-Tibet-Plateau auf einen Schlag elf neue Flechtenarten und etablierten die Gattung Pseudolichen.

Die Verbreitung und das Wachstumsumfeld von Flechten sind sehr breit gefächert. Flechten wachsen auf einer Vielzahl natürlicher Substrate wie Steinen, Erde, Bäumen und Moosen. Sehr weit verbreitet. Es gibt auch einige widerspenstige Flechten, die auf künstlichen Materialien wie Stoff, Papier, Glas, Seide, Skulpturen, Farbe, Holz, Eisen usw. wachsen. Sie sind die wahre Liebe der Archäologen und mit ihrer Hilfe können viele archäologische Entdeckungen gemacht werden. Manche Flechten sind sogar noch bösartiger und wachsen beispielsweise auf Vogelfedern oder sogar auf lebenden Insekten und Schildkröten.

Flechten tragen den menschlichen Traum der interstellaren Migration in sich

Der Mensch strebt danach, länger zu leben und in dieser Hinsicht kann man sagen, dass Flechten diesen Menschheitstraum verwirklicht haben. Chinesische Wissenschaftler haben in der Provinz Guizhou ein Fossil entdeckt, bei dem es sich vermutlich um eine Flechte handelt, und sind zu dem Schluss gekommen, dass es 600 Millionen Jahre alt ist. Es ist zu beachten, dass auf der 4,6 Milliarden Jahre alten Zeitachse der Erde höhere Pflanzen erst vor 430 Millionen Jahren auftauchten.

Teefleckenflechte

(Foto mit freundlicher Genehmigung von Yang Qiuxia, Institut für Mikrobiologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Stellen Sie sich vor, dass in der Antike Pilze und Algen von den Gezeiten mitgerissen wurden, fröhlich aus dem flachen Meer auf dem Boden landeten, sich zu Flechten vereinten, in einer unbekannten neuen Welt landeten und dann unermüdlich und unermüdlich daran arbeiteten, das Land zu verändern. Sie scheiden Flechtensäure aus, die Gesteine ​​korrodiert und auflöst. Wenn die Flechten sterben, verwesen ihre Überreste und vermischen sich mit den Gesteinspartikeln, die sie zersetzt haben. Zusammen mit der Zeit kehrt so die ewige Stille zurück. Sie schufen schließlich nährstoffreichen Boden und ließen eine Welt des Lebens entstehen, in der alles leuchtet.

Cladonien

(Foto mit freundlicher Genehmigung von Yang Qiuxia, Institut für Mikrobiologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Da wir die Erde „formen“ können, können wir auch andere Planeten „formen“?

Das glauben auch Wissenschaftler.

In den Jahren 2005 und 2007 schickten sie zweimal unterschiedliche Flechten ins All. Nachdem sie harten Bedingungen wie Vakuum, Schwerelosigkeit, drastischen Temperaturschwankungen und extrem tödlicher kosmischer Strahlung ausgesetzt waren, kehrten sie schließlich gesund und munter zur Erde zurück und erfüllten alle Erwartungen: Sie erlangten ihre Vitalität zurück und sahen noch immer so munter aus wie vor ihrem Abflug.

Wenn wir also die Ökologie des Mars oder einiger Satelliten so verändern wollen, dass sie für höhere Pflanzen oder sogar menschliches Leben geeignet ist, könnten Flechten die am besten geeignete biologische Gruppe sein. Die Wissenschaftler hoffen, weitere Experimente durchführen zu können, beispielsweise die künstliche Schaffung von Bodenumgebungen, die denen auf dem Mond und dem Mars ähneln, um Flechten zu züchten. Wenn dies gelingt, könnten die Menschen möglicherweise die Atmosphäre und den Boden fremder Planeten durch das Anpflanzen von Flechten verändern und dann höher entwickelte Pflanzen und Tiere einführen, ein Ökosystem ähnlich dem der Erde wiederaufbauen und eine blühende „Neue Erde“ schaffen.

Der Traum der Menschheit von der interstellaren Migration erstrahlt hell auf den Flechten.

Abschluss

Flechten haben im Laufe der Jahre still und leise das Gesicht der Erde geformt. Wenn wir die großartige Idee aufwerfen: „Können Menschen durch Flechten einen anderen Planeten erschaffen?“ mit großer Vorfreude müssen wir uns der Komplexität und den Herausforderungen der Realität stellen. Dies erfordert von uns nicht nur ein tiefes Verständnis der biologischen Eigenschaften von Flechten und ihrer Interaktionsmechanismen mit der Umwelt, sondern auch die Beherrschung fortschrittlicher Luft- und Raumfahrttechnologie, ökologischer Ingenieurwissenschaften und Methoden zur langfristigen Aufrechterhaltung der Stabilität des Ökosystems.

Noch wichtiger ist, dass diese Vision uns daran erinnert, über unsere Beziehung zur Erde nachzudenken. Während wir unsere Reise zum Sternenhimmel und zum Meer antreten, sollten wir unser einziges Zuhause schätzen und schützen. Daher ist es möglicherweise eine dringendere und wichtigere Aufgabe, die Erforschung von Flechten zu nutzen, um die Wiederherstellung und den Schutz des Ökosystems der Erde zu fördern.