Nowa żywa forma z jeziora Mono

Życie na arszeniku
GFAJ-1 to w tej chwili bohaterka wszystkich serwisów naukowych. Ta bakteria do powstania i wzrostu potrzebuje arsenu.
Jezioro Mono w Kalifornii, w którego mule Felisa Wolfe-Simon znalazła nową formę życia.
Henry Bortman/materiały prasowe

Jezioro Mono w Kalifornii, w którego mule Felisa Wolfe-Simon znalazła nową formę życia.

Felisa Wolfe-Simon podczas zbierania próbek mułu nad jeziorem Mono w Kalifornii.
Henry Bortman/materiały prasowe

Felisa Wolfe-Simon podczas zbierania próbek mułu nad jeziorem Mono w Kalifornii.

Główna bohaterka ostatnich dni - protobakteria GFAJ-1, która zamiast fosofru wykorzystuje arsen.
Science/AAAS

Główna bohaterka ostatnich dni - protobakteria GFAJ-1, która zamiast fosofru wykorzystuje arsen.

Wszystkie żywe organizmy Ziemi, od słonia po najmniejszą bakterię powstają i żyją dzięki tym samym sześciu pierwiastkom; są nimi: tlen, węgiel, wodór, azot, siarka i fosfor. Chemia życia posiada pewien paradygmat lub wzór, dzięki któremu podstawowe cegiełki organizmów – DNA i RNA – wykorzystują te pierwiastki w bardzo ściśle określony sposób i w ściśle określonych proporcjach. Ich zachwianie jest dla życia zgubne. Teraz jednak okazuje się, że przynajmniej jeden z tych pierwiastków wcale nie jest do życia niezbędny i może być zastąpiony innym. W najnowszym wydaniu czasopisma Science ukazał się artykuł, w którym badacze z U.S. Geological Survey donoszą o odkryciu bakterii wykorzystującej w swojej budowie zamiast fosforu jedną z największych znanych trucizn na Ziemi, a mianowicie arsen.

To niezwykłe i fascynujące odkrycie – mówi  biochemik Barry Rosen z Florida International University w Miami – ponieważ dowodzi  ono, że życie może mieć zupełnie inne formy niż dotąd przypuszczaliśmy.

Nieśmiałe przypuszczenia

W 2009 roku Felisa Wolfe-Simon, geomikrobiolog z U.S. Geological Survey w Menlo Park w Kalifornii, pracująca  dla NASA,  oraz jej współpracownicy – Ariel Anbar i Paul Davies – wysunęli tezę, że arsen, który znajduje się tuż pod fosforem w okresowej tablicy pierwiastków i ma do niego zbliżone właściwości chemiczne być może mógł być wykorzystywany niegdyś  jako budulec  życia w prymitywnych jego formach, egzystujących dawno temu. Wprawdzie dla ludzi, i dla większości organizmów żywych, związki arsenu, zwłaszcza jego tlenek – arszenik - są zabójcze, to jednak mógł on  pełnić istotną rolę w powstawaniu prymitywnych form.  Mikroorganizmów. Te przypuszczenia znalazły się nawet w publikacji zespołu kierowanego przez Wolfe-Simon,  czyli w artykule  pod tytułem  Did nature also choose arsenic?  (Czy natura wybrała także arsen?), który ukazał się w 2009 roku w czasopiśmie International Journal of Astrobiology.

Jednakże większość badaczy była sceptyczna. Argumentowali, że arsenian jest o wiele bardziej nietrwały w wodzie aniżeli fosoran i nie bardzo widzieli możliwość,  by jakiekolwiek komórki były w stanie wykorzystywać ten pierwszy zamiast drugiego w procesie powstawania i rozwijania się.

Opłacalny upór

Jednakże Felisa Wolfe-Simon nie dawała za wygraną. Wiedziała, że musi jakoś spróbować potwierdzić swoją hipotezę. W tym celu jej zespół pobrał wiele próbek mułu z pustynnego jeziora Mono w Kalifornii, które jest znane z tego, że zawiera w sobie podwyższone stężenie arsenu. Simon-Wolfe zaczęła podtrzymywać i namnażać mikroorganizmy wyselekcjonowane z próbek mułu, jednak  do pożywki, w której drobnoustroje się znajdowały nie dodawała  fosforanów – co zwykle się robi by podtrzymać  je przy życiu – przeciwnie, przenosiła organizmy do nowych pożywek, w których fosforany te były coraz bardziej ograniczane, aż w końcu zabrakło ich w ogóle. Organizmy  miały więc do dyspozycji wyłącznie arsen. Jak Wolfe-Simon wspomina, sama nie spodziewała się, że w tak przetrasformowanej pożywce cokolwiek utrzyma się przy życiu. Jednak pewnego dnia, oglądając ją pod mikroskopem ze zdumieniem stwierdziła, że porusza się w niej wspaniała  i doskonale mająca się bakteria. Zespół jeszcze raz zbadał środowisko pożywki, by upewnić się, że nie ma w niej fosforanów. Nie było. Bakteria doskonale radziła sobie w środowisku, w którym fosforany zostały zastąpione arsenianem. Dalsze badania potwierdziły, że arsen zamiast fosforu znajduje się w proteinach bakterii, w jej lipidach, kwasach nukleinowych oraz metabolicznych frakcjach. Ta bakteria, która należy do grupy protobakterii  Halomonadaceae  i którą oznaczono symbolem GFAJ-1 okazała się zupełnie nową formą życia na Ziemi, życia, w budowie którego zamiast fosforu wykorzystany jest arsen.

Nowe życie

W świecie naukowym zawrzało, jest to bowiem jedno z najważniejszych odkryć w dziedzinie mikrobiologii. NASA natychmiast zorganizowała konferencję astrobiologiczną, której głównym hasłem stało się stwierdzenie, że definicja życia została dzięki odkryciu Wolfe-Simson znacznie rozszerzona. I tak stało się, w istocie.

Jeżeli chcemy poszukiwać innych form życia w naszym Układzie Słonecznym – stwierdził administrator NASA z Science Mission Directoriate w Waszyngtonie – musimy patrzeć na życie znacznie szerzej i szukać go w zupełnie innych niż ziemskie warunkach.

Co jest w odkryciu Wolfe-Simon najbardziej niezwykłe to fakt, że wcześniej naukowcy znali bakterie potrafiące oddychać  w środowisku przesyconym arsenem. Jednak to, co udało się znaleźć w jeziorze Mono jest rzeczywiście niezwykłe, bowiem GFAJ-1 to  ślad życia, które wykorzystuje jako  budulec inny pierwiastek, aniżeli pozostałe żywe formy Ziemi.  Skoro tu, na naszej planecie można znaleźć coś takiego, z pewnością na innych planetach, w innych światach, w których panują inne chemiczne właściwości, mogą istnieć formy powstające i egzystujące na nasze niepodobieństwo.

Czytaj także

Aktualności, komentarze

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj