В 2010 году специалисты NASA выдвинули удивительную гипотезу о существовании микроорганизмов, питающихся ядовитым элементом мышьяком.
Речь шла о палочковидных бактериях GFAJ-1, обитающих в щелочном озере Моно, расположенном в штате Калифорния.
Этот водоём населён преимущественно одноклеточными, а также беспозвоночными, в частности, артемиями. Поскольку озеро Моно не имеет стоков, вода в нём очень солёная.
Специалисты из США в ходе серии анализов определили, что бактерии GFAJ-1 обладают уникальной способностью — используют для поддержания жизни мышьяк (As) вместо фосфора (P).
Поясним. Считается, что для существования органической формы жизни необходимо шесть основных элементов из периодической таблицы: углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера (их символы складываются в "формулу" CHNOPS).
Что касается фосфора, то он важен для клеток, так как входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, фосфолипидов, а также различных ферментов. Внутри фосфат-иона (PO43-) фосфор входит в основу структур ДНК и РНК, определяет транспорт веществ через мембрану клетки и играет важную роль в обмене энергией.
Идея замены фосфора мышьяком была высказана специалистом NASA Фелисой Волф-Саймон (Felisa Wolfe-Simon) ещё в 2006 году.
Уже через четыре года в журнале Science была опубликована статья, где исследователи доказывали возможность замены фосфат-иона другим ионом AsO43-, что фактически было сенсацией, поскольку означало подтверждение существования жизни, которая не нуждается в фосфоре.
Однако удивительное "открытие" вызвало неоднозначную реакцию в научной среде и подверглось резкой критике. Было проведено несколько независимых исследований, и лишь теперь учёными был вынесен окончательный вердикт: первоначальный вывод группы специалистов, возглавляемой Фелисой Волф-Саймон является ошибочным.
Так, тщательный анализ ДНК бактерий GFAJ-1 продемонстрировал отсутствие мышьяка в структуре молекул.
Другое исследование показало, что бактерии действительно могут расти в условиях высокого содержания мышьяка, однако если удалить фосфор полностью, развитие прекращается.
Таким образом, выходит, что бактерии всё-таки нуждаются в фосфоре, но в чрезвычайно малом его количестве.
В настоящее время Фелиса продолжает заниматься изучением бактерий в национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory).
"Мы пытаемся установить, где присутствует мышьяк в организме бактерий, – объясняет Волф-Саймон. – Нас интересуют причины, обеспечивающие процветание GFAJ-1 в условиях высокого содержания мышьяка, а также обменные процессы, в которых участвует этот элемент".
Несмотря на это, казалось бы, разочаровывающее открытие, астробиологи продолжают искать альтернативные формы жизни.
Ведь, несмотря на то что в процессе поиска внеземной жизни, учёные в первую очередь сосредоточены на поиске планет, аналогичных по своим характеристикам Земле, отдельное внимание уделяется организмам, способным выжить в экстремальных условиях.
Так называемых экстремофилов немало даже на нашей планете. Эти живые существа могут жить и размножаться, несмотря на такие особенности окружающей среды, как крайне высокая или крайне низкая температура, минимальный уровень влаги, сверхвысокое давление и так далее.
