Когда мы пытаемся найти иную жизнь в бескрайних просторах Космоса, то допускаем, что она может существенно отличаться от нашей. Еще в 1964 году Известный писатель-фантаст Иван Ефремов описал встречу жителей Земли с обитателями фторной планеты ("Сердце Змеи").
Оказывается не нужно так далеко лететь, чтобы обнаружить представителей иной жизни... Надо хорошо поискать у себя дома - на Земле!
В результате серии экспериментов, проводимых в суровых условиях соленого озера Моно в Калифорнии, были обнаружены микроорганизмы, способные расти и развиваться на основе мышьяка – вещества, широко известного благодаря своим токсическим свойствам. Ядовитость этого химического элемента нисколько не мешает крохотным существам использовать его для построения и поддержания тех компонентов клеток, для которых в других живых организмах необходим фосфор. Открытие не только повлияет на ход новых космических программ, но и заставит ученых пересмотреть базовые положения биологии – фактически, оно станет подспорьем к тому, чтобы начать переписывать учебники по биологии. Ранее, к числу основных структурных компонентов жизни относили углерод, водород, азот, кислород, фосфор и серу. В частности, фосфор известен как «химический костяк» ДНК и РНК – структур, которые несут в себе генетическую информацию, необходимую для продолжения жизни на Земле. Именно поэтому новость о том, что его может заменять ядовитый мышьяк, кажется столь невероятной.
Озеро Моно в Калифорнии (вид со спутника).
«Мы знали, что некоторые микробы могут дышать мышьяком, но теперь мы нашли микробов, делающих кое-что новое – они выстраиваю части собственного организма из мышьяка» – объясняет значимость находки Фелиза Вульф-Саймон (Felisa Wolfe-Simon), ведущий специалист исследовательской команды. «Если что-то здесь, на Земле, может сделать что-то столь неожидаемое, то на что же способны формы жизни, которых мы еще не видели?».
Новооткрытый штамм получил название GFAJ-1. Он относится к классу гамма-протеобактерий (gammaproteobacteria) и его уже удалось вырастить и размножить в лабораторных условиях – все, что было необходимо сделать, это заменить фосфор щедрыми порциями мышьяка. Заменив химические элементы, ученые увидели, что бактерии начали использовать мышьяк в качестве «строительного элемента», необходимого для роста своего организма. Впрочем, пока неизвестно, был ли мышьяк вовлечен в важные биохимические структуры, такие как ДНК, протеины и мембраны клеток – разработка данного вопроса ведется в настоящее время.
Изображение штамма микробов GFAJ-1, выращенных на основе мышьяка.
Изображение штамма микробов GFAJ-1, выращенных на основе фосфора.
Причиной, по которой в качестве зоны исследований было избрано именно озеро Моно, стал его необычный химический состав, в частности, высокий уровень солености и щелочности, а также повышенное содержание мышьяка. Такие необычные условия были обусловлены длительной изоляцией Моно от каких-либо источников пресной воды.
Результаты проведенной научной работы повлияют на многие сферы исследований, в частности, на теорию эволюции, органическую химию, изучение биохимических циклов и другие. К тому же, открытие существенно расширит границы микробиологии.
