Új létformát találtak a Földön

A NASA olyan bejelentést ígért mai tájékoztatóján, mely alapvetően változtathatja meg a földönkívüli élet keresését célzó kutatásokat. Néhány órával a sajtótájékoztató előtt egy földi tavat vizsgáló kutatócsoport vezetőjétől szivárgott ki, hogy a NASA valóban eddig ismeretlen életformát talált, de itt a Földön, méghozzá Kaliforniában, a mérgező vizéről híres Mono-tóban. A baktérium különlegessége, hogy a DNS-e nem azokból az elemekből épül fel, mint a Földön ismert összes többi élőlényé. Mary Voytek, a NASA mikrobiológusa az élő adásban arról beszélt, hogy a mostani mikroorganizmus földi eredetű, de nem az itt megszokott létformáról van szó.

Minden valaha élt földi élőlény DNS-ét, az amőbáktól a T-Rexig, és az emberig öt elem alkotja: szén, hidrogén, nitrogén, oxigén, foszfor - ezek és a kén úgynevezett biogén elemek. A most felfedezett baktérium örökítőanyagában azonban a foszfor helyett arzén van, amiről a tudomány eddig úgy tartotta, hogy teljesen lehetetlen.

A felfedezés megváltoztathatja a földönkívüli élet kutatását, mert ha ilyen életformák léteznek, akár olyan bolygókon is lehet élet, amik nem hasonlítanak nagyon a Földre: olyan bolygók is az élhető kategóriába kerülhetnek, amelyekről eddig úgy tartották a csillagászok, hogy a körülményei kizárják az élet lehetőségét.

Foszfor helyett arzén

Egy korábban ismert baktérium új törzsét fedezték fel, ami ugyanúgy szénalapú, mint más földi élőlények, viszont a DNS-ének gerincében egy foszfor helyett arzén van. Ez is óriási jelentőségű felfedezés, de annyiban nem meglepő, hogy az arzén éppen a foszfor alatt van a periódusos rendszerben, szintén a nitrogéncsoportban.

A különleges baktériumot több kutatóintézet munkatársai találták a NASA Asztrobiológiai Intézete és az amerikai Geológiai Szolgálat kaliforniai Menlo Parkban levő központjának vezetésével. A Felisa Wolfe-Simon vezette csoport a Science című tudományos lapban publikálta eredményeit. A tudósok kutatásaik során kifejezetten az arzénre összpontosítottak, mert az kémiailag nagyon hasonlít a foszforra. Bár az arzén nagyon mérgező anyag, az utóbbi években több jel is arra engedett következtetni, hogy több élőlény is hasznosítani tudja az arzént.

A kutatók a nagyon sós és lúgos vízű, magas arzéntartalmú Mono-tó üledékéből vettek mintákat, ebből izolálták a Halomonadaceae baktériumcsalád GFAJ-1 jelű törzsét. A baktériumokat laboratóriumban tenyésztették úgy, hogy a tenyészetben a foszfátot fokozatosan arzenátra cserélték (a foszfornak és az arzénnak ezek a leggyakoribb megjelenési formái a természetben). A baktériumok át tudtak állni az új elemre, és a kutatók DNS-elemzéssel is megerősítették, hogy az arzén a GFAJ-1 DNS-ébe is beépült. Azt egyelőre nem tudták megmondani, hogy a baktérium hogyan tud ilyen rugalmas lenni és azt sem, milyen kémiai mechanizmussal működnek az arzéntartalmú szerves molekulák. Felisa Wolfe-Simon, a NASA asztrobiológusa az élő adásban be is mutatta, hogyan épül be az arzén a DNS-szerkezetbe.

A baktérium a standard genetikai kódot használja, vagyis DNS-ében ugyanúgy bázishármasok, úgynevezett tripletek határoznak meg egy-egy aminosavat, mint a csillós egysejtűekben és az elefántban.

Ismeretlen földi élet

A foszfor a kalcium után a második legnagyobb mennyiségű ásványi anyag az emberi szervezetben, egy felnőtt emberben nagyjából 700 gramm foszfor található szervetlen és szerves foszfátok alakjában. Több biokémiai folyamatban is fontos szerepet játszik, például az enzimek egyik építőköve, és a csontok szilárdságáért is felelős. Anyagcsere-folyamatokban is több helyen megtaláljuk, például a zsíranyagcserében, de energiát is foszforvegyületek formájában tartalékolnak az élőlények.

Bár a foszfát- és az arzenátvegyületek hasonló tulajdonságúak, eddig nem gondolták, hogy a foszfor az arzénnal helyettesíthető a fenti folyamatokban, ugyanis az arzén és az arzenátvegyületek mérgezőek. A GFAJ-1 azonban alkalmazkodott az arzénos vízű tó zord körülményeihez.

Ebben a baktériumban tehát arzénra cserélődik ki a foszfor a DNS-ben, ez elég ritka a Földön, mert nem elég stabil a kötés, de Steven Benner kémikus szerint a világűrben, nagyon alacsony hőmérsékleten általánosabb a jelenség. A Szaturnusz egyik holdján, a Titánon például előfordul a rendkívüli hidegben, ott az arzénvegyületek stabilabbak a foszfátvegyületeknél. Benner szerint nem elképzelhetetlen, hogy ott ilyen alapú az esetleges élet.

Nagyobb térképre váltás

A biológusok eddig úgy gondolták, hogy csak hat, úgynevezett biogén elem van, ami a DNS-t alkotja – úgy tűnik, most az arzént is fel kell venni hetediknek. A felfedezés azt is jelzi, hogy milyen keveset tudunk még az életről – és nemcsak a földönkívüli, hanem a földi életformák és az evolúció kutatásában is új utakat nyit.

Felisa Wolfe-Simon azt sem tartotta elképzelhetetlennek, hogy más kémiai elemeket is találnak, melyek helyettesítik az eddig ismert hat elemet.