🔬 5 300 Jahre nach seinem Tod: Diese Mumie enthüllt noch lebende Mikroben!

Eine 5.300 Jahre alte Leiche, die im Eis konserviert wurde, beherbergt noch immer lebende Mikroorganismen. Das ist die verstörende Entdeckung, die Forscher gerade an Ötzi gemacht haben, dieser natürlichen Mumie, die 1991 in den italienischen Alpen gefunden wurde. Das Team analysierte Proben, die am Körper, im Inneren des Körpers sowie in der Kühlkammer, in der er aufbewahrt wird, entnommen wurden.

Das Ziel war einfach: die Mikroben, die zu Lebzeiten in Ötzis Darm lebten, von denen zu unterscheiden, die sich nach seinem Tod ansiedelten, sei es im Gletscher oder im Museum. Dazu verglichen die Wissenschaftler die stark abgebaute alte DNA mit der von jüngeren Mikroben. Eine Präzisionsarbeit, die eine einzigartige Momentaufnahme der unsichtbaren Welt liefert, die diese Mumie begleitet.

Ein mikrobielles Ökosystem aus fünf Jahrtausenden

Die Forscher fanden ursprüngliche Darmbakterien, die denen der ersten menschlichen Populationen ähneln. Diese Stämme sind heute bei Bewohnern industrialisierter Länder sehr selten. Ötzi bietet daher einen einzigartigen Einblick in unsere mikrobielle Vergangenheit vor den Veränderungen durch moderne Ernährung und Antibiotika.

Unerwarteterweise wurden auf der Haut, im inneren Schmelzwasser und im Magen kälteangepasste Hefen isoliert. Ihre DNA weist Ähnlichkeiten mit Stämmen auf, die in der Antarktis gefunden wurden. Diese mikroskopisch kleinen Pilze stammen daher wahrscheinlich aus der Gletscherumgebung, in der Ötzi gefunden wurde.

Einige dieser Mikroben könnten sogar noch aktiv sein. Die Genetiker beobachteten sowohl stark abgebaute als auch gut erhaltene DNA. Dies deutet darauf hin, dass diese Hefen keine bloßen Überreste der Vergangenheit sind: Sie existieren weiterhin, möglicherweise in einem Ruhezustand, bei einer Temperatur von −6 °C und der hohen Luftfeuchtigkeit der Kühlkammer.

Hefen, die Fragen zur Konservierung aufwerfen

Drei der vier identifizierten Hefen besitzen ein Gen, das ihnen den Abbau von Phenol ermöglicht. Diese Substanz wurde jedoch direkt nach der Entdeckung Ötzis verwendet, um Pilze auf der Oberfläche der Mumie abzutöten. Die Hefen könnten diese Substanz daher als Nahrungsquelle genutzt haben, was Fragen zu den früheren Konservierungsmethoden aufwirft.

Heute sind die Bedingungen sehr stabil, mit strenger mikrobiologischer Überwachung. Die Mumie zeigt keine Anzeichen von Zersetzung. Aber diese in der Fachzeitschrift Microbiome veröffentlichte Studie zeigt, dass ein empfindliches Gleichgewicht zwischen Konservierung und mikrobieller Aktivität besteht. Die Wissenschaftler fordern weitere Forschungen, um Ötzi für zukünftige Generationen zu schützen.

Über die Mumie hinaus könnten diese kälteangepassten Mikroorganismen industrielle Anwendungen finden, beispielsweise in Fermentationsprozessen bei niedrigen Temperaturen, die weniger energieintensiv sind. Eine Spur, die die Forscher erkunden wollen.

Für weiterführende Informationen: Woher weiß man, dass ein Mikrobe alt ist?

DNA ist ein fragiles Molekül. Mit der Zeit fragmentiert sie durch Wasser, Strahlung oder Temperaturschwankungen. Je älter ein Mikrobe ist, desto kürzer und in kleinere Stücke zerteilt sind seine genetischen Stränge. Die Wissenschaftler messen diese Länge, um das relative Alter einer Probe zu schätzen.

Über die Fragmentierung hinaus verändern sich einige chemische Basen spontan. Beispielsweise wird Cytosin oft zu Uracil, eine bei lebenden Organismen seltene, aber bei alter DNA häufige Modifikation. Durch den Nachweis dieser spezifischen Veränderungen können Forscher einen mehrere Jahrtausende alten Mikroben von einer kürzlichen Kontamination unterscheiden.

Diese Techniken wurden auf die Hefen Ötzis angewendet. Die Forscher beobachteten sehr kurze DNA und typische Abbaumerkmale, was beweist, dass diese Mikroben die Mumie seit Jahrtausenden begleiten. Gleichzeitig deutet das Vorhandensein intakter DNA in denselben Proben darauf hin, dass einige Zellen bis heute lebensfähig geblieben sind.

Kann eine Hefe wirklich 5.000 Jahre lang am Leben bleiben?

Ja, sofern sie in einen Zustand tiefer Ruhe (Dormanz) eintritt. Angesichts von Kälte, Nährstoffmangel oder Austrocknung verlangsamen einige Hefen ihren Stoffwechsel, bis sie ihn fast vollständig einstellen. Sie teilen sich nicht mehr, verbrauchen keine Energie mehr, bewahren aber ihre Zellintegrität. Dieser Zustand, Kryptobiose genannt, ermöglicht ein extrem langes Überleben.

In den von Ötzi entnommenen Proben gelang es den Forschern, Hefen im Labor zu kultivieren. Das bedeutet, dass diese Zellen, die 5.300 Jahre auf der Mumie verbracht hatten, immer noch in der Lage waren, aufzuwachen und sich zu vermehren, sobald sie in günstige Bedingungen gebracht wurden. Der Beweis ist eindeutig: Ihre Lebensfähigkeit ist nicht vollständig verloren gegangen.

Die konstante Kälte des Gletschers und dann der Kühlkammer bei −6 °C wirkte konservierend. Die an niedrige Temperaturen angepassten Hefen besitzen Frostschutzproteine, die die Bildung von Kristallen in ihren Zellen verhindern. So geschützt können sie Jahrtausende abwarten und auf die Rückkehr einer milderen Umgebung lauern.