Scientia

O cercetare în astrobiologie finanţată de NASA a venit cu o descoperire cel puţin interesantă: prima formă de viaţă  capabilă să prospere şi să se reproducă folosind arsenul, un element chimic extrem de otrăvitor pentru organismele pluricelulare (video).

Echipa de cercetători condusă de Felisa Wolfe Simon a ales să exploreze lacul Mono din California datorită chimiei sale neobişnuite cu o bogată salinitate şi alcalinitate, precum şi datorită nivelului ridicat de arsen.

Lacul Mono, locul în care s-a efectuat cercetarea

Arsen - arsenic, acelaşi lucru?
Dar înainte de a intrat în detalii, mi se pare util să lămuresc analogia arsen/arsenic: există o diferenţă în limba română între cei doi termeni. Arsenul (în engleză arsenic) este elementul chimic care apare în tabelul periodic al elementelor cu simbolul As şi numărul atomic 33, alături de fosfor, azot, oxigen şamd. Arsenicul, deşi este folosit uneori şi pentru a denumi elementul chimic arsen, este un compus chimic As2O3 şi se referă la trioxidul de arsen sau anhidridra arsenioasă. Numiţi-l voi cum vreţi, dar noi aici discutăm despre elementul chimic.

Elementul chimic - Arsen

După cum am învăţat cu toţi la şcoală, carbonul, hidrogenul, oxigenul, azotul, fosforul şi sulful sunt cele şase elemente de bază pentru toate formele de viaţă cunoscute pe Terra. Fosforul este parte a coloanei vertebrale a ADN-ului şi ARN-ului, structurile care poartă instrucţiunile genetice ale vieţii şi este considerat un element esenţial pentru toate celulele vii.

Pe de altă parte, arsenul, care din punct de vedere chimic este similar fosforului, este otrăvitor pentru cele mai multe organisme de pe Terra, întrucât poate imita proprietăţile chimice ale fosforului, permiţând otrăvii să întrerupă activitatea celulară. Se ştie că unii microbi pot respira arsen, dar bacteria nou descoperită nu numai că tolerează concentraţii mari din acest element, dar chiar îl încorporează în celulele ei.

Felisa Wolfe Simon (NASA)

Cercetătorii au colectat sedimente din lac pentru analiză pe care, la începutul anului 2009, le-au pus într-un mediu de laborator propice dezvoltării microbilor. Ulterior aceştia au eliminat fosforul din mediu, înlocuindu-l complet cu arsen, dar în mod surprinzător microbii au supravieţuit şi s-au dezvoltat timp de mai bine de un an. Partea şi mai interesantă este că arsenul a fost încorporat în ADN, proteine şi în membranele celulare, preluând, de fapt, rolul fosforului.

Cu toate acestea nu înseamnă că bacteria "nu ar fi preferat" în continuare fosforul: biomoleculele reacţionează mai eficient în apă şi par să fie mai stabile când sunt construite pe bază de fosfor. Însă, dacă nu există alternativă, se pare că ele sunt capabile să îl substituie.

Tulpina GFAJ-1crescută în fosfor (NASA)

Tulpina GFAJ-1, crescută în arsen (NASA)

Rezultatele acestui studiu vor avea impact în diverse domenii de cercetare, incluzând studiul evoluţiei Pământului, chimia organică sau medicina. Descoperirea are implicaţii şi în căutarea vieţii extraterestre, deoarece arată că există organisme care supravieţuiesc în medii chimice care până în prezent păreau incompatibile cu viaţa.

Sursa: NASA