Schweizer Forscher wollen die Erbinformationen der Natur nutzen, um Informationen für die Nachwelt über Millionen Jahre zu konservieren.

Die Welt am Abgund der ZeitBriefe, Verträge, Quittungen und Zahlungslisten. Wie durch eine Zeitmaschine blicken die Wissenschaftler in diesen Tagen an der Universität Heidelberg in den Alltag einer längst vergangenen Zeit. Der vor ihnen liegende Schatz besteht aus Papyrus und ist mehr als 1.200 Jahre alt. „Die Papyri dokumentieren, wie allmählich Araber und Muslime in den ägyptischen Städten und Dörfern auftauchten. Sie zeigen aber auch das Verhältnis zwischen den arabischen Herrschern und ihren Untertanen“, erläutert Lajos Berkes von der Universität Heidelberg.

Es sind Informationen, wie diese, die Wissenschaftlern den Schlaf rauben, wenn sie an die Zukunft denken. Denn vor ihnen liegt ein bislang kaum gelöstes Problem unserer Zeit. Noch niemals zuvor in der Geschichte häufte der Mensch so viel Wissen, in so kurzer Zeit an. Und gleichzeitig schaufelt unsere Wissensgesellschaft ihre Informationen in jeder Sekunde des Tages in unvorstellbaren Mengen auf die flüchtigsten und schlechtesten Speichermedien, die es je gab. Forschungsergebnisse über alle vorherigen Jahrtausende inklusive. Dabei stellt nicht nur die Haltbarkeit der Datenträger ein Problem dar. Auch der fortwährende Wechsel auf immer leitungsstärkere Speichertechnologien birgt große Risiken. Die jeweiligen Standards sind nach wenigen Jahren veraltert und Hardware nicht mehr verfügbar. So hatte das Deutsche Literaturarchiv in Marbach in den 1980er Jahren die Idee, den Nachlass des Schriftstellers Thomas Strittmatter ausschließlich in digitaler Form auf Disketten zu speichern. Doch die Dateien, die damals mit einem Atari SM 124 erstellt wurden, können heute nur noch mit größten Mühen ausgelesen werden.

 

Wissenschaftler um Robert Grass, Dozent am Departement Chemie und Angewandte Biowissenschaften der ETH Zürich, zeigen nun, wie eine fehlerfreie Langzeitspeicherung gelingen kann. Nach eigenen Angaben möglicherweise sogar für mehr als eine Millionen Jahre. Sie nutzen dafür das Speichermedium der Natur: die Erbsubstanz DNA.

Denn DNA bietet den Vorteil, dass sich in ihr große Mengen an Information kompakt speichern lassen. Problem dabei bislang: Die Daten lassen sich nicht unbedingt fehlerfrei zurückgewinnen: Durch chemischen Zerfall der DNA und Fehler beim Auslesen entstehen Lücken und Fehlinformationen in den codierten Daten. Die Wissenschaftler der ETH Zürich haben jedoch eine Methode entwickelt, mit der eine fehlerfreie Langzeitspeicherung gelingen kann. Zum einen verkapseln sie die informationstragenden DNA-Stücke in Siliziumdioxid (Glas), zum anderen verwenden sie einen Algorithmus, um Fehler in den ausgelesenen Daten zu korrigieren. Das Team bettete DNA dabei in Siliziumdioxid-Kügelchen von rund 150 Nanometern Durchmesser. Die von den Forschern in die DNA geschriebene Information bestand aus dem Schweizer Bundesbrief von 1291 und „Archimedes Methodenlehre von mechanischen Sätzen“. Um in kurzer Zeit den Verfall des Informationsträgers DNA über lange Zeiträume zu simulieren, lagerten sie diese bis zu einem Monat bei Temperaturen zwischen 60 und 70 Grad Celsius. Solch hohe Temperaturen erlauben, den chemischen Verfall mehrerer Jahrhunderte innerhalb weniger Wochen nachzuvollziehen. Die DNA ließ sich mittels einer Fluoridlösung einfach aus dem Material herauslösen, und die Information aus ihr ablesen. Und sie errechneten eine Prognose: Bei Lagerung mit tiefen Temperaturen, wie zum Beispiel im weltweiten Saatgut-Tresor auf Spitzbergen bei minus 18 Grad Celsius, könnte die DNA-codierte Information über eine Million Jahre überdauern. Im Vergleich dazu lassen sich Daten auf Mikrofilm „nur“ für schätzungsweise 500 Jahre bewahren.

Welche Informationen Robert Grass für Millionen Jahre speichern würde? Von der Unesco als besonders bedeutsam ausgezeichnete Dokumente (Memory of the World), antwortet Grass. Und Wikipedia. „Manches ist dort ausführlich beschrieben, anderes weniger ausführlich. Das gibt wahrscheinlich einen guten Überblick, was unsere heutige Gesellschaft wusste und was sie wie stark beschäftigte“, sagt Grass. Zum Schlagwort „Digital Dark Age“ jedenfalls, gab es in der deutschsprachigen Version von Wikipedia, im März des Jahres 2015, noch keinen Eintrag. (bue)