четвъртък, 2 декември 2010 г.

Живот изграден с токсичен елемент: първят известен микроорганизъм на Земята

GFAJ-1, отглеждани на арсен (НАСА)

Изследователите провеждащи тестове в тежки условия на езерото Моно в Калифорния са открили първите известни микроорганизми на Земята, които могат да живеят добре и да се възпроизвеждат, използвайки токсичния арсен. Микроорганизмите, използват арсен като заместител фосфора в компонентите на своята клетка.

"Определението на живот просто се разширява", заяви Ед Вайлер, асоцииран администратор на НАСА за мисията на науката в централата на агенцията във Вашингтон. "Тъй като ние продължаваме усилията да търсим признаци за живот в Слънчевата система, ние трябва да мислим по-широко, по-диверсифицирано и да разглеждаме живота такъв, какъвто не го познаваме."

Тази констатация на алтернативна биохимия ще промени учебниците по биология и ще разшири обхвата на търсене на живот извън Земята. Изследването е публикувано в седмичното издание за наука Express.

Въглерод, водород, азот, кислород, фосфор и сяра са шестте основни градивни елементи на всички известни форми на живот на Земята. Фосфорът е част от химическия гръбнак на ДНК и РНК, на структурите, които носят генетичните инструкции за цял живот, и се счита за основен елемент за всички живи клетки.

Фосфорът е централен компонент на молекулата - енергиен носител във всички клетки (аденозин трифосфат), както и на фосфолипидите, които образуват всички клетъчни мембрани. Арсенът, което е химически подобен на фосфора е отровен за по-голямата част от живота на Земята. Арсенът нарушава метаболитните процеси, тъй като химически той се държи подобно на фосфат.

"Знаем, че някои микроби могат да дишат арсен, но това, което открихме, е микроб който прави нещо ново - изгражда части от себе си от съдържанието на арсен," каза Фелиса Уолфи-Саймън, научен сътрудник в Националния институт по астробиология, в Геоложко проучване на САЩ в Менло Парк, Калифорния, и водещият учен на изследователския екип. "Ако нещо, тук на Земята може да направи нещо толкова неочаквано, какво друго може животът да направя, което не сме видели още?"

Новооткритите микроби, щам GFAJ-1, са от групата бактерии Gammaproteobacteria. В лабораторни условия учените успешно нараснали микроби от езерото на диета, много постна на фосфор, но с щедри порции арсен. Когато изследователите отстраняват фосфора и го заменя с арсен, микробите продължават да растат. Анализите показват, че арсенът е бил използван за производството на градивните елементи на новите GFAJ-1 клетки.

Основният въпрос на изследователите е бил изследване кога микробите, отглеждани на арсен включват арсена действително в жизнените за организмите "биохимични машини", като ДНК, протеините и клетъчните мембрани. Разнообразие от сложни техники на лабораторията е било използвано, за да се определи къде арсенът е бил приет.

Екипът избра за изследването езерото Моно заради необикновената му химия: особено високата соленост, висока алкалност и високи нива на арсен. Тази химия е отчасти резултат от изолацията Черното езеро от източниците на прясна вода в продължение на 50 години.

Резултатите от това проучване ще информира текущата научноизследователска дейност в редица области, включително изучаването на еволюцията на Земята, органичната химия, биогеохимичните цикли, намаляването на заболяванията и изследванията на системата Земя. Тези данни също ще отворят нови граници на микробиологията и други области на научните изследвания.

"Идеята за алтернативна биохимия на целия живот се среща често в научната фантастика", казва Карл Пилчър, ръководител на Националния институт по астробиология в агенцията Ames Research Center в Мофет Фийлд, Калифорния. "До сега форма на живот, използвашд арсен като съставен елемент е само теоретична, но сега знаем,че такъв живот съществува в Черното езеро."

Изследователският екип включва учени от Геоложки проучвания на САЩ, Аризонския държавен университет в Темпе, Аризона, Национална лаборатория Лоурънс в Ливърмор, Калифорния, Дюкейнския Университет в Питсбърг, Пенсилвания и Станфорд светлинни синхротронни лъчения в Менло Парк, Калифорния

Програма на Националния институт по астробиология във Вашингтон допринесе финансиране за научнтеи изследвания чрез своите програми Екзобтология и Еволюционна биология и Националния институт по астробиология. Националният институт по астробиология подкрепя изследванията в областта на произхода, развитието, разпространението и бъдещето на живота на Земята.

За повече информация относно откритието и пълен списък на изследователите, посетете: http://astrobiology.nasa.govГеомикробиологът Фелиса Уолфи-Саймън събира дънни утайки в плитките води на езерото Моно в Калифорния © 2010 Хенри Бортман

Няма коментари:

Публикуване на коментар