Астробиологи создали в пробирке новую форму жизни

После года издевательств в лаборатории бактерии со дна соленого и щелочного озера Моно в Калифорнии превратились в «пришельцев»: они не просто стали есть радиоактивный мышьяк вместо фосфора, они заменили мышьяком все атомы фосфора в своих клетках, в том числе в молекулах ДНК, в белках и других важных для жизни молекулах. Сообщение об этом эксперименте вышло в сегодняшнем Science и лишило меня покоя.

У всех жителей нашей планеты, от вирусов до бактерий, от кактуса до жирафа, от морской звезды до человека, фосфор является одним из шести ключевых атомов (наряду с C, H, N, O, S), строительным кирпичиком, без которого нельзя сделать ни одну живую молекулу. «Буквы» в генетическом коде связаны в цепочки при помощи фосфатных мостиков; мембраны, которые отделяют клетки от окружающей среды, прошиты фосфолипидными связями; наконец, белки (помните Энгельса? «Жизнь — это форма существования белковых тел») тоже содержат фосфор. Фосфор входит в ключевую молекулу, дающую клетке энергию, АТФ. Когда я в ярости и изумлении стучу по клавиатуре, в мышцах кисти сгорает АТФ, и именно разрушение связи между фосфором и кислородом в этой молекуле позволяет мне совершать этот нелегкий труд.

Про изумление я уже написал: уже много раз находили бактерий, которые дышат чем-то неожиданным вместо кислорода (например, железом), которые включают в свой рацион черт знает что (например, цианиды), но не бывает живых существ, у которых, при всех странностях, не было бы всех шести элементов в питании и, в результате, в составе их биомолекул.

Что касается ярости: нынешнее открытие сильно расшатывает наше понимание основ жизни. Уже больше 100 лет наука пытается понять, как развивалась жизнь на Земле до появления первых клеток. В древнем море, в этом первичном бульоне из биомолекул, формировались способы кодирования генетической информации, синтеза белка на основе этой информации, создания мембран, получения и расхода энергии. Все наши рассуждения исходили из неких правил игры: в них было только шесть игроков — C, N, O, H, P, S. По нашим выкладкам, этим шести атомам надо было научиться складываться в большие молекулы, которые должны были научиться копировать себя, получать энергию из окружающей среды и так далее.

Что же теперь получается? Имеется ли на Земле альтернативная или, как написали сегодня многие газеты, «теневая» биосфера? Развивается ли где-то в экстремальных условиях вроде озера Моно иная жизнь, жизнь, которая с самого начала строилась на мышьяке? Или, если жизнь была занесена из космоса, была ли она занесена более одного раза: один раз фосфорная жизнь, другой раз — мышьяковая?

 Надо заметить, что, хотя в озере много мышьяка, там есть и фосфор, и в природе эти бактерии едят именно его и из него строят свои молекулы. Ученые год плавно понижали концентрацию фосфора в еде бактерий в чашках Петри и заменяли на мышьяк (радиоактивный изотоп мышьяка, чтобы было удобнее его отслеживать в последующем анализе). Полностью мышьяковая жизнь на самом деле не найдена в природе — она была получена в пробирке.  

«Мы не говорим, что этот организм — пришелец из космоса, — говорит в подкасте Science ведущий автор статьи, астробиолог из NASA Фелиса Вольф-Саймон. — Этот организм находится на древе жизни земных существ, просто он кое-что умеет делать не так, как все».

 Я увидел тут зацепку, которая должна бы помочь мне восстановить душевное равновесие. Я вспомнил: «Один офицер так порол свою кошку, что она огурцы научилась есть» (Чехов) — и написал участнику нашего сообщества, профессору Евгению Нудлеру: «Послушай, но ведь это умение, пусть и поразительное, — это только лабораторное достижение. Оно говорит о невероятных способностях бактерий к приспособлению к чему угодно, но, возможно, оно ничего не говорит о том, как развивалась жизнь на земле, и о том, как вообще обстоят дела с поеданием мышьяка в природе?»

 Ответ был неутешителен: