FORAREX – Astronautin im Miniaturformat – Science Blog der Uni Bremen

Wie ein Einzeller seinen Weg vom Meer ins All findet

von Team FORAREX
Aktualisiert: 22.11.2021

Stell dir vor, du lebst im Meer. Du siehst die Sonnenstrahlen durchs Wasser scheinen. Unter dir ist Sand. Das Wasser umströmt dich im Takt der Brandung – und du schwingst mit (siehe Abb. 1). Alles fühlt sich sehr angenehm an. Du denkst gerade, wie wunderbar dein Zuhause doch ist. Die Wellen, das Licht – alles ist perfekt.

Doch plötzlich taucht ein dunkler Schatten über dir auf – und dieser Schatten holt dich aus diesem Paradies und katapultiert dich ins Weltall! Ist das nicht eine beunruhigende und ziemlich unwahrscheinliche Vorstellung?

Aber genau das ist meine Geschichte.

Wer bin ich?

Darf ich mich vorstellen? Mein Name ist Fora und ich gehöre zu der Gruppe der Foraminiferen. Ich bin weder Tier noch Pflanze, sondern ein Einzeller. Für einen einzelligen Organsimus bin ich ungewöhnlich groß. Im Gegensatz zu Bakterien und Hefezellen, könnt ihr mich mit dem bloßen Auge sehen. Während einige andere Arten aus meinem Stamm wie aufgepopptes Popcorn oder wie Sternchen aussehen, bin ich spiralförmig wie eine Schnecke aufgebaut.

Meine Leibspeise ist Plankton, dazu gehören Diatomeen (Kieselalgen) und Flagellaten (Geißeltierchen). Die fange ich mit meinen fadenförmigen Pseudopodien ein (siehe Abb. 2). Diese sind wie zarte Ärmchen, die ich auch zum Fortbewegen nutzen kann. Sehr praktisch!

Wer verbirgt sich hinter dem Schatten?

Der Schatten ist eine Hand, am Arm einer Meeresbiologin (siehe Abb. 3). Diese Meeresbiologin findet mich offenbar sehr schick, denn sie beobachtet mich lang mit großer Faszination. Sie macht sich anscheinend viele Gedanken darüber, wie ich aussehe und was ich alles kann. Ich fühle mich sehr geehrt.

Abb. 3: Während eines Tauchgangs endeckt die Meeresbiologin die kleine Foraminifere. Sie fragt sich, ob der Einzeller auch außerhalb der Meerestiefen wachsen kann und ob ein Umgebungswechsel das Schalenwachstum beeinflusst. Copyright © Xin Yu Qiu 2016 / Pixabay

Sie scheint eine gute Idee zu haben, denn jetzt bringt die Meeresbiologin nun eine Ökologin mit (siehe Abb. 4). Die Ökologin findet meine Algen sehr spannend. Diese sind meine Mitbewohner und es ist wirklich gut, dass es sie gibt! Ich beschütze sie. Dafür versorgen sie mich mit Zucker und Sauerstoff, wenn die Sonne scheint. Zusammen bilden wir eine Symbiose.

Nach und nach bringt die Meeresbiologin immer mehr Leute mit, um mich zu beobachten und zu analysieren. Ich weiß inzwischen, dass es angehende Wissenschaftler*innen und Techniker*innen sind, alle noch ziemlich jung. Die scheinen ja nichts anderes zu tun zu haben, als jeden Tag einen großen Wirbel um mich herum zu machen.

Abb. 4: Ähnlich wie landlebende Pflanzen können Algen Fotosynthese betreiben und damit Energie in Form von Zucker gewinnen. Die Ökologin erkennt, dass durch die Symbiose mit den Algen die Foraminifere für eine bestimmte Zeit alleine (ohne zusätzliche Fütterung) versorgt werden kann. Copyright © Nadeem Khan 2021 / Pixabay

Eine Geologin (siehe Abb. 5) gibt es auch in diesem seltsamen Team. Sie bewundert meine Kalkschale. Die ist schließlich auch mein ganzer Stolz!

Ich baue die Kalkschale im Laufe meines Lebens Kammer für Kammer auf. Immer wenn ich eine neue Kammer an einer kleinen Öffnung gebildet habe, muss ich mich erst einmal ausruhen. Das ist schließlich ganz schön anstrengend. Mein Name „Foraminifere“ bedeutet übrigens: Organismus, der eine kleine Öffnung trägt.

Meine Schale ist porös, also etwas durchlässig. Das ist sogar ganz gut, denn so kann ich Gase – wie zum Beispiel Sauerstoff – aus dem Wasser aufnehmen. Trotzdem ist sie stabil genug, um mich und – nicht zu vergessen – meine Algen-Mitbewohner zu schützen. Ein echtes Meisterwerk! Ich erfahre, dass ich im Ökosystem eine bedeutende Rolle einnehme. Ich bin wichtig für die Bestimmung der Wasserqualität und ein elementarer Produzent von Kalk.

Abb. 5 Geolog*innen nutzen fossile Foraminiferen zur Altersbestimmung von Meeres- und Brackwassersedimenten sowie zur Bestimmung der Ökosysteme in der erdgeschichtlichen Vergangenheit. Copyright © Brena Geisse 2018 / Pixabay

Den Chemiker (siehe Abb. 6) habe ich auch schon kennengelernt. Er scheint alles ganz genau wissen zu wollen. Mir ist es ein Rätsel, warum er meine wunderschön durchsichtigen, geleeartigen Ärmchen so ausführlich untersucht. Die ganze Zeit murmelt er dabei Begriffe vor sich hin wie Karbonat…, Kalzium…, Kohlendioxid… und all’ solche Sachen. Ich benutze meine Ärmchen doch einfach zum Essen und Fortbewegen. Aber er redet von annähernden Schwerelosigkeit – auch Mikrogravitation genannt – und wie sich das Verhalten der Ärmchen dadurch verändert.

Er versucht sogar, sie sichtbar zu machen, aber warum? Seine bunten Flüssigkeiten in den langen, schmalen Gläsern machen mir Angst. Und was ist mit „Schwerelosigkeit” gemeint? Der Chemiker meint, ich hätte dann kein Gewicht. Aber ich bin doch sowieso nicht schwer.

Abb. 6: Zellfärbungen sind hilfreiche Methoden um definierte Zellenbestandteille optisch besser hervorzuheben. Der Chemiker testet mit welcher Färbung die Pseudopodien für eine Kameraaufnahme am besten zu sehen sind. Copyright © PublicDomainPictures 2013 / Pixabay

Noch verrückter als der Chemiker ist die Pressesprecherin (siehe Abb. 7). Sie macht dauernd Selfies mit mir für irgendwelche „Follower”. Anscheinend gibt es ganz viele Menschen, also Follower, die mir zuschauen wollen.
Gerade Wissenschaftler*innen finden mich wegen der besonderen Strukturen meiner Kalkschale spannend. Wenn die sich in der Mikrogravitation verändern, können damit neue Anwendungsgebiete gefunden werden. Also vorausgesetzt, ich mache das gut mit.

Abb. 7: Die Pressesprecherin hält mit ihrer Kamera die schönsten Momente und wichtigsten Erfolgsschritte des Studierendenprojekt fest. Über die teameigenen Social-Media-Kanälen können Interessierte die Reise der Foraminifere verfolgen. Copyright © Stock Snap 2017 / Pixabay

Warum machen die Studierenden das alles?

Die Pressesprecherin erzählt, dass das Team mit mir am deutsch-schwedischen Bildungsprogramm “REXUS/BEXUS” teilnimmt, um genau das zu testen. REXUS ist innerhalb dieses Raumfahrt-Programms ein Projekt für Studierende, die ihre Experimente mit einer Rakete hoch hinaus bringen wollen. “Hoch hinaus” heißt in Richtung “Weltall”. Ob ich da hin will, weiß ich nun wirklich nicht.

Was genau ist dieses Weltall überhaupt? Und was bedeutet das für mich als Foraminifere? Eigentlich wohne ich doch im Meer, das ist mein richtiges Zuhause!

Manchmal sehne ich mich nach meinem ruhigen Alltag zurück. Nun will die Sprecherin, dass ich für die Fotos pose und dabei die „Ärmchen weiter auseinander“ halten soll. Ich scheine fotogen zu sein – zumindest freut sie sich immer über meine schönen Aufnahmen.

Hilfe naht

Aber es gibt auch ganz vernünftige Leute im Team. Ein Ingenieur (siehe Abb. 8) kümmert sich um ein neues, kleines Haus für mich und meine Algen-Mitbewohner – ein Mini-WG-Zimmer sozusagen. Endlich macht jemand mal etwas Handfestes, etwas Nützliches!

Ihm ist es wichtig, dass das Team mich die ganze Zeit beobachten kann, auch wenn ich mit der Rakete fliege. Deshalb hat er mich in eine Kammer eingeschlossen. Na ja… aber wenigstens baut der nette Ingenieur eine Sonne für meine Algen. Die Sonne ist ein LED-Licht, mit dem meine Mitbewohner damit durch Fotosynthese – Zucker und Sauerstoff für uns produzieren können. Über eine Pumpe bekomme ich sogar immer frisches Wasser.

Abb. 8: Der Ingenieur eilt der Foraminifere zur Hilfe. Er baut ein Lebenserhaltungssystem, das ähnlich wie ein kleines Aquarium, marinen Lebwesen ein Überleben außerhalb ihrer aquatischen Gefilde ermöglicht. Das dämpft ein wenig das Heimweh der Foraminifere nach ihrem geliebten Meer. Copyright © Trapeze Mike 2017 / Pixabay

Mein neues Zuhause bezeichnet er als “flow cell” (= Durchflusszelle). Insgesamt ist die “flow cell” so groß wie eine Zehn-Cent-Münze. Damit soll ich in einer Rakete Richtung Weltall fliegen. Dort soll es aber weder Luft noch Wasser geben. Unvorstellbar! Damit mein Wasser und meine Luft sich nicht einfach nach draußen in dieses “Weltall” verteilen, muss alles in einem Druckbehälter untergebracht werden.

Die Temperatur in meiner “flow cell” muss natürlich auch stimmen. Bei 20°C Grad fühle ich mich wohl und diese sollten eingehalten werden. Auch wenn es in Nordschweden, wo die Rakete startet, minus 30°C sind. Die Wissenschaftler bezeichnen die “flow cell” deshalb auch als Teil des Lebenserhaltungssystems. Weil es mein Überleben in dieser extremen Umgebung sichert. Überleben finde ich gut! Nach dem ersten Schrecken – diese “flow cell” ist natürlich viel kleiner als mein geliebtes Meer – fühle ich mich nun eigentlich ganz wohl. Vielleicht wird diese Reise doch noch gut.

Der Ingenieur arbeitet übrigens mit einem Nerd (= Informatiker) zusammen. Von ihm hört man vor allem das Klappern von Tasten (siehe Abb. 9). Ab und zu kaut er an seiner Pizza, sagt aber nicht viel. Wenn der Nerd mal etwas sagt, hat es irgendwas mit „Wo ist der Adapter für das Kabel?“ oder „Puh… muss ich noch programmieren“ zu tun.

Sie versuchen allerhand um mich und meinen Gesundheitszustand auch von weit weg beobachten zu können. Dafür haben sie kleine Sensoren eingebaut, mit denen Sauerstoff und pH-Wert gemessen werden.
Normale, große Sensoren muss man ständig neu kalibrieren. Deshalb hat der Nerd sich darum gekümmert, dass wir nur für mich besondere Sensoren bekommen, die man lange Zeit nicht kalibrieren muss. Sie haben auch noch eine Kamera eingebaut, die mich fotografiert.

Bald ist es soweit. Mein Zuhause soll nun wirklich mit einer Rakete fliegen (siehe Abb. 10). Ich kann es kaum glauben. Ich fliege tatsächlich ins Weltall. Im März startet meine Rakete vom eisigen Lappland aus! Ich bin schon ziemlich nervös, aber mit dem neuen Zuhause fühle ich mich sicher. Im Team sind sie natürlich auch ein bisschen aufgeregt, denn bald werden sie erfahren, ob ich mich in der Mikrogravitation tatsächlich anders verhalte.

Wir werden sehen, was passiert!

Du möchtest mehr über das Projekt erfahren?

Projektwebseite: http://forarex.de/

FORAREX beim Studierenprogramm REXUS/BEXUS: http://rexusbexus.net/experiments/scientific-research/biology/