Nasa sai bakteerin syömään arsenikkia – uusi löydös ”jäävuoren huippu”

Ulkomaat 3.12.2010 08:22
Nasa arseeni Suolainen ja arseenipitoinen Monojärvi Kaliforniassa. Sen pohjasedimenteistä tutkijat löysivät pieneliön, joka käyttää elintoiminnoissaan arseenia. Kuva Nasa.

Elämää voi ilmetä erilaisissa ympäristöissä kuin on tähän asti luultu. Siinä on lyhyesti se sanoma, joka kerrottiin ennalta kohutussa Nasan tiedotustilaisuudessa Yhdysvalloissa ja nettitelevisiossa torstai-iltana Suomen aikaa.

Kyynikot kiirehtivät lisäämään sanomaan sen piiloviestin, jota ei sellaisenaan ääneen lausuttu: ”Kun kerran elämää voi löytyä Maan päältä näin ihmeellisistä paikoista, sitä kannattaa etsiä myös avaruuden ihmeellisistä paikoista. Antakaa rahaa!” Nasa on ollut huolissaan rahoituksensa riittävyydestä erityisesti presidentti Barack Obaman ja finanssikriisin aikana.

Maanpäällinen ihmepaikka on Yosemiten kansallispuiston lähistöllä Kaliforniassa sijaitseva, hyvin suolainen ja arseenipitoinen Monojärvi. Sen pohjasedimenteistä Arizonan yliopiston tutkija Felisa Wolfe-Simon kumppaneineen löysi pieneliön, joka käyttää elintoiminnoissaan arseenia (eli arsenikkia). Sitä ei ole tähän saakka tiedetty kelvolliseksi elämän ylläpitäjäksi, kuten vetyä, hiiltä, happea, typpeä, rikkiä ja fosforia. Monojärven bakteeri, nimeltään GFAJ-1, kuitenkin pystyy käyttämään arseenia fosforin korvikkeena.

Jo muutamia vuosia on keskusteltu siitä mahdollisuudesta, että joitakin elämänmuotoja ohjaavat erilaiset biologiset säännöt kuin tähän asti on oletettu. Ajatuksen tällaisesta ”oudosta elämästä” (weird life) esittivät Wolfe-Simon sekä hänen astrobiologitoverinsa Ariel Anbar ja Paul Davies muutama vuosi sitten. Viime vuonna kolmikko täsmensi ajatuksensa hypoteesiksi, että arseeni voisi korvata fosforin elämän ylläpitäjänä.

Hypoteesin testaamiseksi Wolfe-Simon otti Monojärven pohjasta näytteitä, joita hän ”terästi” laboratoriossa niin, että jäljellä oli vain hyvin vähän fosforia ja runsaasti arseenia. Tuossa ääriympäristössä hän onnistui monimutkaisten menetelmien ja laajan tutkijaverkoston avulla osoittamaan arseenin vaikutusreitit bakteerin elämässä ja kasvattamaan GFAJ-1:n. Koe todisti, että bakteeri ei ainoastaan pysy hengissä arseenipitoisessa ympäristössä, vaan myös kasvaa siinä, eli käyttää arseenia ”ravintonaan”, biokemiallisen koneistonsa toimintaelementtinä DNA:n, solukalvojen ja proteiinien kanssa.

Avaruuden tutkimiseen nyt saavutettu tulos liittyy siten, että jos kerran Maasta löytyy elämää myrkkyjärvestä, sitä voi löytyä myös muilta taivaankappaleilta sellaisista ympäristöistä, joita ei aiemmin ole pidetty mahdollisina. Erityisesti Saturnuksen suurinta kuuta, Titania, pidetään kiinnostavana kohteena.

GFAJ-1 ei vielä sinänsä ole mikään ”pienen vihreän miehen” siemen, mutta se voi olla merkki vielä oudommista, löytämättömistä organismeista, esimerkiksi sellaisista mikrobeista, jotka eivät tarvita fosforia ollenkaan, sanoo Wolfe-Simon. Davies sanoo nyt tehtyä löydöstä jäävuoren huipuksi, jonka alta saattaa paljastua kokonaan uusi mikrobiologian haara. Jos Maasta voi löytyä jotain näin odottamatonta, nyt on aika selvittää, mitä muuta voi löytyä avaruudesta, tutkijat hehkuttavat.

Ennen arseenijärveä on löydetty bakteereja, arkkieliöitä ja monisoluisia eliöitäkin monista äärioloista, kuten kivien sisältä, hyvin happamista tai emäksisistä paikoista, hapettomista ympäristöistä ja jopa ydinreaktoreista. Parin vuoden takaisessa kokeessa syntyi eräs luomakunnan ennätys: pikkuruiset (0,1 – 1 mm) eläimet, karhukaiset, pysyivät Euroopan avaruusjärjestön ESA:n kokeessa 12 vuorokautta hengissä tyhjiössä ja alttiina auringon ultraviolettisäteilylle. Aiemmin karhukaisten on havaittu kestävän 6 000 ilmakehän painetta ja 150 asteen kuumuutta.

Aiheesta muualla
Science-lehden uutinen YouTubessa