Поначалу прошлой недели Американское космическое агентство (NASA) объявило о будущей видеоконференции, на которой спецы должны были рассказать об обнаружении "неземных" форм жизни, обитающих в калифорнийском озере, фактически заполненном мышьяком.
Как и следовало ожидать (и как, очевидно, было запланировано NASA), анонс вызвал жуткий переполох в СМИ - при всем этом в основном далеких от науки
Поначалу прошлой недели Американское космическое агентство (NASA) объявило о будущей видеоконференции, на которой спецы должны были рассказать об обнаружении "неземных" форм жизни, обитающих в калифорнийском озере, фактически заполненном мышьяком.
Как и следовало ожидать (и как, очевидно, было запланировано NASA), анонс вызвал жуткий переполох в СМИ - при всем этом в основном далеких от науки - и для итогов конференции в газетах и интернет-изданиях было заранее зарезервировано место. Вряд ли репортеры серьезно рассчитывали услышать о первом контакте ученых с "зелеными человечками", но, судя по тому, что такая грозная организация, как NASA, выступила с так интригующим заявлением, сказать журналистам должны были что-то очень интересное, пишет Lenta.ru.
Так и оказалось. В четверг, 2 декабря, все, кто интересуются наукой, узнали, что на планете находятся организмы, непохожие ни на какие другие известные биологам формы жизни. Обитающие в озере Моно бактерии употребляют в своем обмене веществ мышьяк - страшный яд, даже от малеханьких доз которого человек гибнет очень истязающей смертью (достаточно вспомнить описание смерти Эммы в "Госпоже Бовари" Флобера).
Но жестокие законы дарвиновской межвидовой конкуренции заставляют живых созданий приспособиться даже к самым неподходящим условиям. Найденным в озере Моно бактериям, названным учеными GFAJ-1, например, пришлось осваивать жизнь в присутствии мышьяка, концентрация которого в 700 раз превосходила очень допустимую (по нормам США). Мышьяк попал в озеро не в конечном итоге загрязнения от какого-нибудь завода - ядовитый элемент накапливался в воде тысячелетиями.
Озеро Моно питается от ледников гор Сьерра-Невада, содержащих довольно важные количества мышьяка. Высокогорное озеро не имеет стока, поэтому As (так сокращается название мышьяка в циклической системе частей; сокращение происходит от латинского наименования элемента - arsenicum) с вершин остается в нем.
Создатели новой работы под управлением Фелисы Вольфе-Симон (Felisa Wolfe-Simon) отобрали образцы придонных отложений из озера и в лаборатории выделили из их бактерии (ученые уже знали, что в ядовитом озере кто-то живет). Исследователи "подкармливали" микроорганизмы необходимыми микроэлементами и умеренно повышали концентрацию мышьяка в среде. В итоге Вольфе-Симон и коллеги показали, что GFAJ-1 способны существовать на мышьяке при практически полном отсутствии в среде фосфатов (хотя при их наличии бактерии чувствовали себя лучше). Из следующих нескольких абзацев читателю станет ясно, какая связь меж 2-мя этими веществами.
О вреде идеализма
Дело в том, что бактерии из озера Моно не просто нейтрализуют ядовитый мышьяк - они употребляют его в качестве 1-го из основных "кирпичиков" для построения собственных клеток. Приспосабливаясь к существованию в мышьяковой среде, бактерии научились встраивать As в свою ДНК, также в молекулы, при помощи которых живые существа запасают энергию.
В длинных цепях дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) закодирована вся генетическая информация об организмах, так что их по праву можно называть главными молекулами клетки. Молекулы ДНК представляют собой полимеры, состоящие из отдельных блоков 4 различных типов. Каждый блок (их называют нуклеотидами), в свою очередь, состоит из 3-х составных частей: азотистого основания (сложное циклическое соединение), сахара дезоксирибозы и остатка фосфорной кислоты. Нуклеотиды соединяются совместно через сахар и фосфат, образуя так называемую фосфодиэфирную связь
Непосредственно ее свойства определяют многие особенности ДНК - если бы она была малость менее крепкой, то цепи ДНК просто рассыпались бы, а более крепкую связь было бы труднее разрывать особенным ферментам, осуществляющим, например, "ремонт" поврежденных участков ДНК. Более важную роль фосфодиэфирная связь играет для хранения энергии в клетках - одним из способов ее запасания является "сохранение" джоулей в форме такой же связи в молекулах аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ поставляет энергию для множества биохимических процессов, а конкретно, для синтеза ДНК. И опять же, непосредственно определенные свойства фосфата определяют способность АТФ работать универсальной "батарейкой".
Очень точная "подгонка" фосфора под нужды клетки обеспечивает очень эффективную работу клеточных устройств, но такой идеализм (как и хоть какой другой) является узким местом системы. Малюсенькое отклонение в свойствах головного элемента приведет к разрушению всего механизма стопроцентно. Фосфор - не единственный излишне идеализированный элемент в земных системах: другим обыденным примером является углерод. Из-за такой узкой специализации частей у ученых сложилось миропонимание, что жизнь может быть только углеродной (существование других форм жизни однозначно не отвергается, но считается маловероятным), поэтому обнаружение "мышьяковых" бактерий можно без преувеличения называть сенсацией.
GFAJ-1 употребляют мышьяк вместо фосфора – другими словами в состав ДНК, РНК и АТФ входят остатки не фосфорной, а мышьяковой кислоты (в циклической системе частей мышьяк находится прямо под фосфором, и, соответственно, образует хим соединения той же структуры). Пока ученые не могут объяснить, как непосредственно калифорнийским бактериям это удается - остатки мышьяковой кислоты, например, несколько менее устойчивы в воде по сравнению с фосфатами.
Так принципиальное отличие в биологии созданий из озера Моно могло бы служить очень сильным резоном в пользу того, что общий предок всех живущих на Земле организмов не похож на то существо, которое ученые представляли себе до сих пор. Сейчас спецы считают, что хим строение ДНК и РНК у пионеров жизни было таким же, как у современных организмов. Из новых данных можно было бы заключить, что в состав нуклеиновых кислот не обязательно входил непосредственно фосфор.
Но пока ученые не торопятся объявить этот вывод. Найденные в озере Моно бактерии подозрительно напоминают микроорганизмы семейства Halomonadaceae из группы гамма-протеобактерий (к этой же группе принадлежит, например, именитая пищеварительная палочка Escherichia coli). Другими словами, не исключено, что GFAJ-1 не произошли от неизвестного ученым гипотетического общего предка, а вторично развили способность использовать мышьяк вместо фосфора, пытаясь освоить незанятую экологическую нишу. Дать более точный ответ ученые, может быть, смогут по итогам более тщательного исследования калифорнийских бактерий.
Но даже если привлекательная, но пока непонятная гипотеза не подтвердится, открытие "мышьяковых" бактерий остается более значимым. Оно означает, что жизнь возможна не только в обыкновенной земным ученым форме, когда главными элементами являются углерод, кислород, водород, азот и фосфор. А это суждение, в свою очередь, подразумевает, что в список потенциально обитаемых планет можно включить не только "двойников" Земли, ну и совсем непривлекательные для землян миры.
Ирина Якутенко
Похожие статьи:
