Arszenik niezbędny do życia jak tlen

Odkryto mikroorganizmy morskie, które w procesie oddychania używają arsenu zamiast tlenu. Biolodzy twierdzą, że to strategia zaczerpnięta z wczesnej historii Ziemi.

Aktualizacja: 07.05.2019 13:36 Publikacja: 07.05.2019 13:27

Arszenik niezbędny do życia jak tlen

Foto: shutterstock

tn

Wszystkie ziemskie organizmy potrzebują do życia tlenu. Prócz niego wykorzystują jeszcze węgiel, azot, siarkę, fosfor i wodór. To jedyne, czego potrzeba, aby życie powstało i trwało. Nagle okazuje się, że jeden z tych pierwiastków jest zbędny i śmiało można go zastąpić innym, który z zasady jest śmiertelną trucizną dla większości żywych stworzeń.

Chodzi o arsen, który zastępuje tlen. To nim właśnie oddychają mikroorganizmy zamieszkujące duże obszary Oceanu Spokojnego. Zespół z University of Washington (UW) odkrył, że ta starożytna strategia przetrwania organizmów jest nadal stosowana w częściach środowiska morskiego z deficytem tlenowym.

- Pomysł, że organizmy mogą używać arsenu do podtrzymania życia - to zupełnie nowy metabolizm w otwartym oceanie - powiedziała współautorka badań Gabrielle Rocap, profesor oceanografii UW.

Zespół przeanalizował próbki zebrane w Pacyfiku u wybrzeży Meksyku podczas rejsu badawczego w 2012 roku. Analizy genetyczne DNA pozyskanego z wody morskiej wykazały dwie ścieżki genetyczne, o których wiadomo, że przekształcają cząsteczki oparte na arsenie jako sposób pozyskiwania energii. Analiza opierała się na badaniach próbek wody morskiej zebranych w miejscach gdzie prawie nie ma tlenu.

Wyniki sugerują, że drobnoustroje oddychające arsenem stanowią mniej niż 1% populacji mikroorganizmów w tych wodach. Mikroby odkryte w wodzie są prawdopodobnie daleko związane z organizmami oddychającymi arsenem, występującymi w gorących źródłach lub zanieczyszczonych miejscach na lądzie.

Biolodzy twierdzą, że strategia ta jest zaczerpnięta z wczesnej historii Ziemi. W okresie, gdy na Ziemi pojawiło się życie, poziom tlenu był niewystarczający zarówno w powietrzu, jak i w oceanie. W ziemskiej atmosferze tlenu przybyło dopiero po tym, jak fotosynteza stała się powszechna. To właśnie ona doprowadziła do przekształcenia dwutlenku węgla w tlen. Wczesne formy życia musiały więc zyskać energię przy użyciu innych pierwiastków, takich jak arsen, który był prawdopodobnie znacznie bardziej powszechny w oceanach niż obecnie. Populacje mikroorganizmów oddychających arszenikiem mogą zwiększać się pod wpływem zmian klimatycznych. Przewiduje się, że regiony o niskim poziomie tlenu będą się rozszerzać, a tlenu rozpuszczonego w całym środowisku morskim będzie spadać.

Obecnie zespół próbuje wyhodować w laboratorium mikroby morskie oddychające arszenikiem, aby dokładniej je zbadać.

Nauka
Sprawdzian z góralskiego. Czy da się jeszcze ocalić mowę Podhala?
Nauka
Szympansom bliżej do zachowań ludzi, niż nam się wydawało. Nowe wyniki badań
Materiał Partnera
Jak postrzegamy UE? Co myślimy w zależności od mediów, z których korzystamy?
Nauka
Tajny rosyjski satelita „nie jest już operacyjny”. Wywoływał spore obawy
Materiał Promocyjny
Tech trendy to zmiana rynku pracy
Nauka
Dlaczego superwulkan Yellowstone nie wybucha? Naukowcy odkryli cenną wskazówkę
Materiał Partnera
Polska ma ogromny potencjał jeśli chodzi o samochody elektryczne