Una investigación de astrobiología patrocinada por la NASA ha cambiado el conocimiento principal sobre lo que comprende a la vida conocida en la Tierra.Los investigadores realizaron pruebas en el duro medioambiente del Lago Mono en California y descubrieron los primeros microorganismos conocidos en la Tierra capaces de vivir y reproducirse usando el químico tóxico arsénico. El microorganismo sustituye el arsénico por fósforo en sus componentes celulares.
Arriba: El crecimiento del microbio GFAJ-1 en arsénico. Crédito: Jodi Switzer Blum.
"La definición de la vida acaba de expandirse," dijo Ed Weiler, adinistrador asociado de la NASA para el Directorado de Misiones Científicas en la sede central en Washington, D.C. "A medida que aunamos nuestros esfuerzos para buscar signos de vida en el Sistema Solar, tenemos que pensar más ampliamente, más diversamente y considerar a la vida como si no la conociéramos."
Este hallazgo alterará los libros de biología y expandirán la amplitud de búsqueda de vida más allá de la Tierra. La investigación es publicada en la edicición de esta semana de Science Express.
El carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y sulfuro son los seis bloques básicos fundamentales para todas las formas de vida en la Tierra. El fósforo es parte de la columna química del ADN y ARN, las estructuras que llevan las instrucciones genéticas para la vida, y es considerado un elemento fundamental para todas las células vivientes.
El fósforo es un componente central de la molécula que transporta energía en todas las células (adenosín trifosfato) y también los fosfolípidos que forman todas las membranas celulares. El arsénico, el cual es químicamente similar al fósforo, es venenoso para la mayor parte de la vida en la Tierra. El arsénico interrumpe las vías de comunicación metabólicas porque químicamente se comporta de forma similar al fosfato.
"Sabemos que algunos microbios pueden respirar arsénico, pero lo que hemos encontrado es un microbio haciendo algo nuevo -construyendo partes de sí mismo con arsénico," dijo Felisa Wolfe-Simon, Miembro de Investigación de Astrobiología de la NASA en el U.S. Geological Survey, en Menlo Park, California, y científica principal del equipo de investigación. "Si algo aquí en la Tierra puede hacer algo tan inesperado, ¿qué más puede hacer la vida que no hayamos visto aún?"
Arriba: El Lago Mono, en California. Crédito: NASA.El microbio recientemente descubierto, GFAJ-1, es un miembro de un grupo común de bacteria, la Gammaproteobacteria. En el laboratorio, los investigadores cultivaron microbios exitosamente desde el lago con una dieta muy rica en fósforo, pero incluía generosas cantidades de arsénico. Cuando los investigadores removieron el fósforo y lo reemplazaron con arsénico los microbios continuaron creciendo. Los análsis posteriores indicaron que el arsénico era usado para producir los bloques fundacionales de las nuevas células de GFAJ-1.
El tema clave que los científicos investigaron fue cuando el microbio crecío en arsénico si éste de hecho fue incorporado en la maquinaria bioquímica vital del organismo, como el ADN, proteínas y las membranas celulares. Se usó una variedad de técnicas de laboratorio sofisticadas para determinar dónde fue incorporado el arsénico.
El equipo eligió explorar el Lago Mono debido a su química inusual, especialmente su alta salinidad, alta alcalinidad y altos niveles de arsénico. Esta química es en parte un resultado del aislamiento del Lago Mono desde sus fuentes de agua fresca por 50 años.
Los resultados de este estudio informarán la investigación actual en muchas áreas, incluyendo el estudio de la evolución de la Tierra, la química orgánica, los ciclos biogeoquímicos, la mitigación de enfermedades y la investigación del sistema terrestre. Estos hallazgos también abrirán nuevas fronteras en microbiología y otras áreas de investigación.
"La idea de bioquímicos alternativos para la vida es común en la ciencia ficción," dijo Carl Pilcher, director del Instituto de Astrobiología de la NASA en el Centro de Investigaciones Ames en Moffett Field, California. "Hasta ahora una forma de vida usando arsénico como bloque fundamental era sólo teoría, pero ahora sabemos que la vida como esa existe en el Lago Mono."
Más información:
Artículo en el sitio de la NASA
Fuente: NASA.
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