Vasta löydetty bakteeri elää myrkystä

Kalifornialaisesta Monojärvestä löydetty uusi bakteerilaji on ensimmäinen tunnettu elämänmuoto, joka käyttää arseenia DNA:nsa ja proteiiniensa valmistamiseen, kertovat tutkijat. Nimen GFAJ-1 saanut bakteerikanta pystyy korvaamaan arseenilla fosforia, yhtä kuudesta tärkeimmästä ”rakennuspalikasta”, joista enin osa tunnetusta elämästä koostuu. Muut viisi ainetta ovat hiili, vety, happi, typpi ja rikki.

Arseeni on myrkyllistä useimmille tunnetuille organismeille. Nyt löydetty bakteeri ei kuitenkaan vain siedä suuria arseenipitoisuuksia vaan yhdistää sitä soluihinsa. ”Sitä on tunkeutunut kaikkiin elintärkeisiin osiin”, sanoo Arizonan yliopiston alaisen BEYOND-tutkimuskeskuksen johtaja Paul Davies, yksi tutkimuksen kirjoittajista.

Vaikka maapallo onkin toistaiseksi ainoa paikka, jossa tiedämme olevan elämää, löydöllä on merkitystä elämän etsinnälle muualta maailmankaikkeudesta. Se nimittäin todistaa elämän voivan olla mahdollista kemiallisissa ympäristöissä, joita on tähän asti pidetty elinkelvottomina.

Syntyikö maapallon elämä kahteen otteeseen?

Astrobiologit löysivät arseenipohjaisen bakteerin etsiessään jälkiä maapallon elämän mahdollisesta ”toisesta syntymästä”. He toivoivat löytävänsä todisteita ”varjobiosfääristä”, josta on joskus käytetty nimeä ”Elämä 2.0”. Sellaisen löytyminen todistaisi, että maapallolle olisi syntynyt elämää itsenäisesti ja erillään jo ennen meidän tuntemaamme elämää. ”Jos elämä syntyi yhdellä planeetalla kahteen kertaan, vastaavaa on varmasti tapahtunut muillakin universumin planeetoilla”, sanoo Davies.

Tutkimusta johtanut Nasan astrobiologisen instituutin Felisa Wolfe-Simon julkaisi viime vuonna artikkelin, jossa vihjattiin, että Elämä 2.0:n yksi mahdollinen versio olisi olio, joka käyttää kemiallisesti arseenia fosforin asemesta. Wolfe-Simon kollegoineen otti bakteerinäytteitä Monojärvestä, joka on suolainen, arseenipitoinen järvi vulkaanisessa laaksossa lähellä Yosemiten kansallispuistoa. Tutkijat viljelivät bakteereita petrimaljoissa ja lisäsivät vähitellen arseenimäärää ja vähensivät samalla fosforia. Radioaktiivisten varjoaineiden perusteella tehdyissä kemiallisissa analyyseissa kävi ilmi, että GFAJ-1-kannan bakteerit todellakin käyttivät arseenia aineenvaihdunnassaan. ”Useimmat [organismit] kuolevat, mutta nämä jatkavat elämäänsä”, sanoo Paul Davies.

Omituisuudestaan huolimatta bakteerit ovat geneettisesti liian samankaltaisia tavanomaisen elämän kanssa ollakseen todellakin elämän toisen syntymän jälkeläisiä. ”Kyseessä ei ole Elämä 2.0”, sanoo Davies.

Bakteeri menee todella äärimmäisyyksiin

GFAJ-1-kantaa voi silti huoletta kutsua poikkeuksellisimmaksi ekstremofiiliksi eli bakteeriksi, joka viihtyy esimerkiksi kovassa kuumuudessa, korkeassa suolapitoisuudessa, vähähappisissa oloissa tai muissa äärioloissa.

Aiempia vastaavia bakteerilöytöjä pidettiin ”hyvin tavanomaisina”, sanoo Chris McKay, Nasan Amesin tutkimuskeskuksessa työskentelevä astrobiologi sähköpostissaan. ”Niiden ainoa ’äärimmäisyys’ oli niiden elinpaikka. Biokemiallisesti ne olivat aika normaaleja.” Arseenipohjainen bakteeri on McKayn mielestä ”erittäin tärkeä löytö. Se on ensimmäinen esimerkki todella äärimmäisestä elämänmuodosta ääriympäristössä.”