Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2011 № 06

Поначалу публикации в газетах произвели эффект разорвавшейся бомбы. «Ученые NASA нашли внеземную жизнь!» «Инопланетяне живут рядом с нами!» — кричали заголовки. Впрочем, читатели были разочарованы, узнав, что «пришельцы» — это всего лишь бактерии. Да и те, вполне возможно, происхождения чисто земного. Так почему же тогда возник переполох?

Астробиологи обнаружили в Калифорнии, в очень соленом озере Мона, бактерии, которые способны использовать ядовитый мышьяк вместо фосфора, «встраивая» его даже в молекулы ДНК. Это открытие может привести к пересмотру самих понятий «жизнь» и «живое» и расширить поле для поисков внеземной жизни — такова суть статьи, опубликованной в журнале Science .

Дело в том, что жизнь всех живых существ на Земле — от бактерий и вирусов до человека — зависит от шести химических элементов: кислорода, углерода, водорода, азота, фосфора и серы. Другие элементы, в частности металлы, присутствуют в живых организмах в весьма небольших количествах, даже если играют важную роль в тех или иных процессах жизнедеятельности.

Биологи и ранее сталкивались с тем, что элементы второго ряда способны подменять друг друга. Так, например, у некоторых моллюсков роль переносчика кислорода в крови играет не железо, как у нас с вами, а медь. Поэтому кровь у них не красная, а голубая.

И вот авторы нового исследования — Фелиса Вольф-Саймон и ее коллеги из астробиологического подразделения NASA, впервые представили доказательства того, что один из этих ключевых элементов — фосфор — заменен мышьяком у бактерий, обнаруженных ими в озере.

В обычных живых организмах, в том числе и человеческих, фосфор в форме фосфатов (солей фосфорной кислоты) образует основу нитей молекул ДНК и РНК, а также входит в состав «топлива» для живых организмов — аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).

Мышьяк в таблице Менделеева находится точно под фосфором и очень похож на него по своим физико-химическим свойствам. Чем, кстати, и объясняется его высокая токсичность — организм не может отличить мышьяк от фосфора и допускает его к процессам обмена веществ, что наносит организму вред.

Но когда Фелиса Вольф-Саймон и ее коллеги стали изучать обитателей калифорнийского озера Моно, вода которого отличается высоким содержанием щелочей и солей, в том числе высокой концентрацией солей мышь-яка, они обнаружили, что некоторые бактерии используют мышьяк вместо фосфора в ДНК и других жизненно важных молекулах. Таким образом, впервые удалось обнаружить живой организм, в котором произошла замена одного из считавшихся абсолютно незаменимых «кирпичиков» жизни.

Комментируя свое открытие, биологии предположили, что бактерии, в составе которых роль фосфора играет мышьяк, могут неплохо чувствовать себя на холодных окраинах Солнечной системы. Им, возможно, вполне комфортно жилось бы, например, на спутниках Сатурна или Юпитера. Отсюда, возможно, и пошли домыслы, что бактерии могли быть занесены на Землю с другой планеты.

Впрочем, некоторые молекулярные биологи подвергли это открытие жесткой критике, посчитав, что Вольф-Саймон и ее коллеги недостаточно тщательно проверили среду, в которой жили подопытные бактерии. По их мнению, мышьяк мог не содержаться в клетках бактерий, а попасть из воды озера, в которой этого элемента, как сказано, довольно много.

Картину окончательно должны прояснить последующие эксперименты со странной бактерией GFAJ-1. Но в любом случае авторам исследования удалось найти очень интересный и необычный организм, полагают эксперты.

Кроме того, открытие необычных бактерий GFAJ-1 — не единственное в своем роде. Ныне все чаще появляются сообщения об обнаружении организмов, существование которых с точки зрения теории о шести «кирпичах мироздания», кажется невероятным.

Например, микробиологи из Национального исследовательского совета Канады и Института SETI, занимающегося изучением жизни во Вселенной, нашли уникальные анаэробные бактерии, потребляющие вместо кислорода метан. Они выживают в экстремальных условиях канадского севера — в источнике, температура воды в котором отрицательна, но при этом настолько соленая, что не замерзает. Данное открытие, по мнению ученых, поможет в поиске признаков жизни на Марсе — ведь этот источник существует в условиях, схожих с условиями Красной планеты.