Życie dzięki truciźnie

Choć zewnętrznie żywe organizmy różnią się od siebie, ich – i ludzi również – wewnętrzna biologiczna maszyneria wygląda tak samo. Całe życie na Ziemi opiera się na sześciu pierwiastkach – węglu, tlenie, azocie, wodorze, siarce i fosforze. Wchodzą one m.in. w skład białek i kwasów nukleinowych, bez nich funkcjonowanie jakiegokolwiek znanego organizmu jest niemożliwe.

Czy na pewno? Zespół mikrobiologów z amerykańskiej Służby Geologicznej odkrył szczep bakterii, który obywa się bez fosforu. Zamiast niego te organizmy wykorzystują silnie trujący arsen. Na pierwszy rzut oka to odkrycie może zainteresować tylko biologów. Ale w rzeczywistości ma ogromne znaczenie dla poszukiwań życia w najbardziej niedostępnych zakamarkach naszej planety. I poza nią. To właśnie dlatego tymi badaniami tak bardzo interesują się astrobiolodzy z NASA. Takie „dziwne” organizmy żywe mogą zamieszkiwać inne globy, które dotąd wydawały się jałowe.

[srodtytul]Chemiczny fundament[/srodtytul]

– To jedna z „biologicznych stałych”: życie wymaga obecności sześciu pierwiastków: węgla, wodoru, azotu, tlenu, fosforu i siarki w trzech składnikach: w DNA, białkach i tłuszczach – tłumaczy Felisa Wolfe-Simon kierująca zespołem mikrobiologów. – Staraliśmy się doświadczalnie sprawdzić tu na Ziemi, czy ta hipoteza jest prawdziwa.

Naukowcy sięgnęli po próbki z jednego z najbardziej niezwykłych środowisk na Ziemi. Pobrali muł z dna Mono Lake – jeziora w stanie Kalifornia liczącego ponad 750 tys. lat, najstarszego w Ameryce Północnej. Ma ono wysoki poziom zasolenia, a także duże stężenie arsenu. Mikroorganizmy z jeziora przeniesiono do laboratorium i hodowano bez fosforu, za to stopniowo zwiększając poziom arsenu. W normalnych warunkach ten pierwiastek niszczy komórki. Tym razem jednak życie sprawiło naukowcom niespodziankę.

– Nie spodziewałam się znaleźć bakterii, które to przeżyją – przyznaje Wolfe-Simon, która metodycznie sprawdzała zawartość arsenu i fosforu w każdej próbce. – Za każdym razem wstrzymywałam oddech.

Ale udało się. Sprawcą zamieszania stał się szczep GFAJ-1. Dokładne badania przy użyciu zaawansowanych technik dowiodły, że poradził sobie z arsenem, włączając go do budowy m.in. cząsteczek DNA.

– Obecnie przyjmujemy, że chemia życia jest tak wrażliwa, iż jakakolwiek zmiana wpływająca na stabilność molekuł i ich zachowanie nie będzie tolerowana – mówi magazynowi „Science” Clara Chan, mikrobiolog z Uniwersytetu Delaware. – Z tego odkrycia wynika, że życie może być bardzo odmienne od tego, jakie obecnie znamy.

[srodtytul]Naukowcy: jesteśmy na nie[/srodtytul]

Ale nie wszyscy naukowcy podzielają tę opinię. – Przy takim odkryciu, odkryciu zmieniającym podstawowe zasady gry, ludzie potrzebują solidnych dowodów – komentuje mikrobiolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego Robert Gunsalus.

– To, że w przypadku organizmów GFAJ-1 arsen zastępuje fosfor, jest jeszcze nieudowodnione – uważa astrobiolog Steven Benner. Dodatkowych dowodów oczekuje Barry Rosen z Uniwersytetu Miami, który jednak przyznaje, że informacja ta jest „ważna i ekscytująca”.

Podobnie oceniają to odkrycie naukowcy NASA – badania były finansowane przez Program Astrobiologii tej agencji. Naukowcy sądzą, że znalezienie organizmów funkcjonujących tak odmiennie od tego, co znamy, to sygnał, że życie może istnieć tam, gdzie obecnie wcale się go nie spodziewamy.

[srodtytul]Co jeszcze znajdziemy[/srodtytul]

– Jedną z najważniejszych wytycznych w naszym programie poszukiwania życia na innych planetach jest sprawdzanie obecności pewnych pierwiastków. Badania Felisy pokazały nam, że powinniśmy się zastanowić, które pierwiastki są naprawdę niezbędne do życia – tłumaczy prof. Ariel Anbar z Uniwersytetu Stanowego Arizony, dawny szef Wolfe-Simon. – Życie potrzebuje pewnych składników chemicznych, a inne odrzuca. Ale czy to jedyna opcja? Życie może być bardziej urozmaicone.

– Nasze badania pokazują, że życie, jakie znamy, może być znacznie bardziej elastyczne, niż sobie wyobrażaliśmy – tłumaczy sama badaczka. – To nie jest historia o arsenie czy o Mono Lake. Jeżeli jakiś organizm tu, na Ziemi, potrafi zrobić coś tak niezwykłego, to co jeszcze może wymyślić życie, czego jeszcze nie widzieliśmy?

[ramka]

[b]Poszukiwanie niezwykłych bakterii[/b]