В Калифорнии обнаружили "инопланетные" формы жизни

В Калифорнии обнаружили

В начале прошлой недели Американское космическое агентство (NASA) объявило о предстоящей видеоконференции, на которой специалисты должны были рассказать об обнаружении "неземных" форм жизни, обитающих в калифорнийском озере, буквально заполненном мышьяком.

Как и следовало ожидать (и как, очевидно, было запланировано NASA), анонс вызвал жуткий переполох в СМИ - причем в основном далеких от науки - и для итогов конференции в газетах и интернет-изданиях было заранее зарезервировано место. Вряд ли репортеры всерьез рассчитывали услышать о первом контакте ученых с "зелеными человечками", но, судя по тому, что такая серьезная организация, как NASA, выступила с настолько интригующим заявлением, сообщить 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 присутствуют организмы, непохожие ни на какие другие известные биологам формы жизни. Обитающие в озере Моно бактерии используют в своем обмене веществ мышьяк - страшный яд, даже от небольших доз которого человек умирает крайне мучительной смертью (достаточно вспомнить описание смерти Эммы в "Госпоже Бовари" Флобера).

Но жестокие законы дарвиновской межвидовой конкуренции заставляют живых существ приспосабливаться даже к самым неподходящим условиям. Найденным в озере Моно микроорганизмам, названным учеными GFAJ-1, например, пришлось осваивать жизнь в присутствии мышьяка, концентрация которого в 700 раз превышала предельно допустимую (по нормам США). Мышьяк попал в озеро не в результате загрязнения от какого-нибудь завода - ядовитый элемент накапливался в воде тысячелетиями.

Озеро Моно питается от ледников гор Сьерра-Невада, содержащих довольно значительные количества мышьяка. Высокогорное озеро не имеет стока, поэтому As (так сокращается название мышьяка в периодической системе элементов; сокращение происходит от латинского названия элемента - arsenicum) с вершин остается в нем.

Авторы новой работы под руководством Фелисы Вольфе-Симон (Felisa Wolfe-Simon) отобрали образцы придонных отложений из озера и в лаборатории выделили из них бактерии (ученые уже знали, что в ядовитом озере кто-то живет). Исследователи "подкармливали" микроорганизмы необходимыми микроэлементами и постепенно 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 между двумя этими веществами.

О вреде идеализма

Дело в том, что бактерии из озера Моно не просто нейтрализуют ядовитый мышьяк - они используют его в качестве одного из основных "кирпичиков" для построения своих клеток. Приспосабливаясь к существованию в мышьяковой среде, бактерии научились встраивать As в свою ДНК, а 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 назвать главными молекулами клетки. Молекулы ДНК представляют собой полимеры, состоящие из отдельных блоков четырех различных типов. Каждый блок (их называют нуклеотидами), в свою очередь, состоит из трех составных частей: азотистого основания (сложное циклическое соединение), сахара дезоксирибозы и остатка фосфорной кислоты. Нуклеотиды соединяются друг с другом через сахар и фосфат, образуя так называемую фосфодиэфирную связь

Именно ее свойства определяют многие особенности ДНК - если бы она была немного менее прочной, то цепи ДНК просто рассыпались бы, а более прочную связь было бы труднее разрывать специальным ферментам, осуществляющим, например, "ремонт" поврежденных участков ДНК. Не менее 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, в частности, для синтеза ДНК. И опять же, именно конкретные свойства фосфата определяют способность АТФ работать универсальной "батарейкой".

Чрезвычайно точная "подгонка" фосфора под нужды клетки обеспечивает очень эффективную работу клеточных механизмов, но такой идеализм (как и любой другой) является узким местом системы. Небольшое отклонение в свойствах ключевого элемента приведет к разрушению всего механизма целиком. Фосфор - не единственный излишне идеализированный элемент в земных системах: другим типичным примером является углерод. Из-за такой узкой специализации элементов у ученых сложилось мнение, что жизнь может быть только углеродной (существование других форм жизни однозначно не отвергается, однако считается маловероятным), поэтому обнаружение "мышьяковых" бактерий можно без преувеличения назвать сенсацией.

GFAJ-1 используют мышьяк вместо фосфора – то есть в состав ДНК, РНК и АТФ входят остатки не фосфорной, а мышьяковой кислоты (в периодической системе элементов мышьяк находится прямо под фосфором, и, соответственно, образует химические соединения той же структуры). Пока ученые не могут объяснить, как именно калифорнийским бактериям это удается - остатки мышьяковой кислоты, например, несколько менее устойчивы в воде по сравнению с фосфатами.

Столь принципиальное отличие в биологии существ из озера Моно могло бы служить очень сильным доводом в пользу того, что общий предок всех живущих на Земле организмов не похож на то существо, которое ученые представляли себе до сих пор. Сейчас специалисты полагают, что химическое 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 именно фосфор.

Однако пока ученые не торопятся провозгласить этот вывод. Найденные в озере Моно бактерии подозрительно напоминают микроорганизмы семейства Halomonadaceae из группы гамма-протеобактерий (к этой же группе принадлежит, например, знаменитая кишечная палочка Escherichia coli). То есть, 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, возможно, смогут по итогам более тщательного изучения калифорнийских микроорганизмов.

Но даже если привлекательная, но пока сомнительная гипотеза не подтвердится, открытие "мышьяковых" бактерий останется не менее значимым. Оно означает, что жизнь возможна не только в привычной земным ученым форме, когда ключевыми элементами являются углерод, кислород, водород, азот и фосфор. А это соображение, в свою очередь, подразумевает, что в список потенциально обитаемых планет можно включить не только "двойников" Земли, но и совсем непривлекательные для землян миры.

Ещё в разделе

В калифорнийском озере Моно найдены неизвестные бактерии

В калифорнийском озере Моно найдены неизвестные бактерии

В калифорнийском озере нашли бактерии с неизвестной на Земле ДНК

Сумчатые превзошли

Сумчатые превзошли "обычных" животных по разнообразию

Разнообразие сумчатых животных было сравнимо с разнообразием "обычных" представителей фауны. К такому выводу пришли исследователи, анализировавшие черепа вымерших хищников - как сумчатых, так и плацентарных.

Обнаружен новый редкий вид земляного попугая

Обнаружен новый редкий вид земляного попугая

Западноавстралийская разновидность попугая отличается от восточного собрата.

Ученые считают, что собаки умнее кошек

Ученые считают, что собаки умнее кошек

Ученые из Оксфордского университета утверждают, что собаки умнее кошек. «Их дружественный характер помог им развить умственные способности

Ученые выяснили секрет летающих змей

Ученые выяснили секрет летающих змей

Ученые выяснили, каким образом некоторые змеи практически "летают" по воздуху - планируют с высоты до 15 метров на существенное расстояние.

О популяции тигров в мире

О популяции тигров в мире

Тигр занесен в международную Красную книгу, а также в Красную книгу России. В связи с постоянным преследованием со стороны человека и неблагоприятными изменениями условий обитания численность тигра непрерывно падает, а область распространения сокращается

Белые акулы родом из Тихого океана

Белые акулы родом из Тихого океана

Ученые из шотландского Университета Абердина путем генного анализа выяснили, что живущие в Средиземном море белые акулы, являющиеся самыми крупными хищными рыбами на планете, попали туда из Тихого океана более 450 тысяч лет назад

Загадка об обволакивающем коконе тропических рыб раскрыта

Загадка об обволакивающем коконе тропических рыб раскрыта

Ученые выяснили, зачем тропические рыбы, обитающие в коралловых рифах, обволакивают себя слизистым коконом перед тем, как заснуть.

Выяснен секрет лакания кошек

Выяснен секрет лакания кошек

Ученые выяснили, каким образом кошки лакают воду и другие жидкости. Статья, в которой специалисты описывают используемый кошками механизм (который отличен от механизма лакания у других животных)

Всё тело личинок мух имеет

Всё тело личинок мух имеет "глазки"

По всему телу личинок мух расположены чувствительные к свету нейроны, которые позволяют насекомым избегать губительного для них воздействия света

Под Землей обнаружено огромное количество новых живых существ

Под Землей обнаружено огромное количество новых живых существ

К открытию ежегодной конференции Американского геофизического союза ученые объявили о своем открытии. «Земли населяет огромное количество живых существ».

3,5 млрд лет оксигенного фотосинтеза

3,5 млрд лет оксигенного фотосинтеза

История фотосинтеза древнее, чем предполагалось ранее, считают авторы статьи Early Archean origin of Photosystem II (Раннее архейское происхождение фотосистемы II), опубликованной в журнале Geobiology.

Клетки крови человека превратили в стволовые клетки нервной системы

Клетки крови человека превратили в стволовые клетки нервной системы

Ученые из Немецкого центра исследования рака в Хайдельберге перепрограммировали клетки крови человека и фибробласты в стволовые клетки нервной системы гомогенного типа.

Дельфины устанавливают между собой график охоты

Дельфины устанавливают между собой график охоты

9-летнее исследование выявило необычное поведение дельфинов (рода Афалины), обитающих у побережья Словении. В пределах одной популяции этого вида животные разделились на две группы, которые избегают контакта, охотясь в разное время дня - социальная стратегия, не известная у морских млекопитающих.

Оказывается, поведение пауков изучено еще не полностью

Оказывается, поведение пауков изучено еще не полностью

Как известно, представители рода Черных вдов отличаются своим уникальным поведением, которое предвещает так называемый половой каннибализм: после копуляции самка поедает самца.

У венериной мухоловки могут быть «друзья»

У венериной мухоловки могут быть «друзья»

Американские ученые из штата Северная Каролина выяснили, какие насекомые опыляют венерину мухоловку. В ходе этого эксперимента биологи заметили одну интересную особенность – растение не поедает своих опылителей.

Жуки-бомбардиры могут спасаться даже после съедения

Жуки-бомбардиры могут спасаться даже после съедения

Японские ученые обнаружили уникальную способность жуков-бомбардиров спасаться из желудка проглотившей их жабы. Как известно, жуки-бомбардиры принадлежат к подсемейству Brachyninae семейства жужелиц. Свою известность насекомые заработали благодаря методу активной обороны.

Раскрыты новые способности хамелеонов

Раскрыты новые способности хамелеонов

Ученые из Германии смогли доказать, что у некоторых видов хамелеонов гребни и бугорки на теле способны светится синим цветом в ответ на ультрафиолетовое излучение. Данное явление называется флуоресценцией. Иногда такое свечение можно встретить у водных организмов, значительно реже оно замечается среди наземных животных.

Акулы тоже могут «сидеть» на диете

Акулы тоже могут «сидеть» на диете

Ученым из Калифорнийского университета в Ирвайне при помощи экспериментов удалось подтвердить, что малоголовая молот-рыба может прекрасно себя чувствовать употребляя до 90% исключительно растительной пищи.

Станет ли человек бессмертным?

Станет ли человек бессмертным?

Группа ученых из Великобритании и Голландии провела исследование, целью которого является детальное изучение среды кишечника. В результате проведенного эксперимента биологам удалось увеличить продолжительность жизни червей и мух. Осуществить вышесказанное ученые смогли путем уменьшения активности фермента, который вырабатывается у всех живых существ и, люди, в данном случае, не стали исключением.

Оценка: