O cercetare în domeniul astrobiologiei finanțată de NASA tocmai a modificat cunoașterea fundamentală asupra cuprinsului vieții pe Terra. Cercetătorii care au realizat teste în mediul foarte dur al Mono Lake din California, au descoperit priml microorganism cunoscut de pe Terra capabil să prospere şi să se reproducă utilizând arsenicul, un compus chimic foarte toxic, adică anhidridă arsenioasă sau trioxid de arsen. Microorganismul a utilizat arsenicul ca înlocuitor pentru fosfor în componentele celulare.
„Definiţia vieţii tocmai s-a extins”, a spus Ed Weiler, Administrator asociat pentru Directoratul Misiunii Științifice al sediului agenției din Washington. ”Pe măsură ce vom continua eforturile de a căuta semne de viață în sistemul nostru solar, trebuie să gândim mult mai larg, mult mai divers și să considerăm viața posibilă și în locuri care pareau a nu putea găzdui viață, conform standardelor luate în considerare”.
Această constatare realizată prin descoperiri experimentale ale biochimiei va altera considerabil textul cărților de biologie și va extinde aria de căutare a vieții dincolo de Terra. Cercetarea este publicată în ediția Science Express din această săptămână.
Carbonul, hidrogenul, nitrogenul, oxigenul, fosforul și sulful sunt cele șase cărămizi de construcție ale tuturor formelor de viață cunoscute pe Terra. Fosforul este parte a coloanei vertebreale a ADN-ului și ARN-ului, structurile care poartă instrucțiunile genetice ale vieții și este considerat elementul esențial al tututror celulelor vii.
Fosforul este o componentă centrală a molecului de transport energetic din toate celulele (adenosine triphosphate) și de asemenea din fosfolipidele care formează toale membranele celulare. Arsenicul, care din punct de vedere chimic este similar fosforului, este otrăvitor pentru cele mai multe organisme de pe Terra. Arsenicul întrerupe căile metabolice deoarece chimic se comportă similar cu fosfatul.
„Cunoaştem că există microbi care pot respira arsenic dar ceea ce am găsit acum este un microb care îşi reconstruieşte structura pe baza arsenicului”, a precizat Felisa Wolfe-Simon, conducătoarea echipei ştiinţifice de cercetare astrobiologică a NASA în acest experiment. „Dacă există pe Terra ceva care să facă ceva atât de neaşteptat, ce poate viaţa să facă altceva şi noi să nu fi văzut încă?”
Nouă microb descoperit, tulpina GFAJ-1, este membru al unui grup comun de bacterii, Gammaproteobacteria. În laborator, cercetătorii au crescut cu succes microbi din lac bazandu-se pe o dietă cu foarte puţin fosfor şi cu multe porţii de arsenic. Când cercetătorii au încetat să mai distribuie fosfor, care a fost înlocuit în întregime cu arsenic, microbul a continuat să crească. Analizele ulterioare au indicat utilizarea arsenicului pentru a produce blocuri de noi celule GFAJ-1.
Cheia problemei investigată de cercetători a fost dacă atunci când microbul a crescut hrănit cu arsenic acesta l-a încorporat în maşinăria biochimică vitală a organismelor, respectiv ADN, proteine şi membranele celulare. O varietate de tehnici sofisticate de laborator a fost utilizată pentru a determina încorporarea arsenicului.
Echipa a ales să exploreze Mono Lake, datorită chimiei sale neobişnuite, cu o bogată salinitate și alcalinitate, prezentând de asemenea și mult arsenic. Această chimie locală este în parte rezultatul izolării de peste 50 de ani al Mono Lake de sursele de apă proaspătă.
Rezultatele acestui studiu vor avea impact în multe domenii de cercetare, incluzând studiul evoluției Terrei, chimia organică, ciclurile biogeochimice, medicina de vârf (prin atenuarea afecțiunilor bolilor ) și cercetarea sistemului terestru.
”Ideea unei biochimii alternative pentru viață este comună în Science Fiction”, a precizat Carl Pilcher, directorul Institutului Astrobiologic al NASA. ”Până acum, o formă de viață utilizând arsenicul ca și cărămidă a vieții a fost doar teorie, însă în prezent știm că asemenea forme de viață există chiar pe Terra, la Mono Lake”.
Exhipa de cercetare este compusă din cercetători de la U.S. Geological Survey, Arizona State University din Tempe, Ariz., Lawrence Livermore National Laboratory din Livermore, Calif., Duquesne University din Pittsburgh, Penn., și de la Stanford Synchroton Radiation Lightsource in Menlo Park, Calif.
Programul de Astrobiologie al NASA finanțat ca parte a cercetării prin Programul de Exobiologie și Biologie Revoluționară al Institutului de Astrobiologie al NASA: Programul de Astrobiologie al NASA finanțează cercetarea în domeniul originii, evoluției, distribuției și viitorului vieții pe Terra.
Sursa: NASA.GOV
Crișan Petru Ciprian
