Feniks z wodoru

Feniks z wodoru

Życie może istnieć nawet bez wody!
Żadne urządzenia sterylizujące nie są w stanie zniszczyć bakterii Strain 121 wydobytych z okolic kominów geotermalnych znajdujących się na dnie północno-wschodniego Pacyfiku. Te drobnoustroje mogą się rozmnażać w temperaturze 121 stopni C, a wytrzymują 130 stopni C! Bakterie Carnobacterium pleistocenium, odkryte w próbkach lodu z Antarktydy, "pamiętają" czasy mamutów. Po rozpuszczeniu lodu podjęły funkcje życiowe, mimo że były zamrożone przez 32 tys. lat.
Życie na Ziemi może istnieć w środowiskach z pozoru skrajnie nieprzyjaznych, co przeczy dotychczasowym dogmatom biologii. Naukowcy z West Chester University w Pensylwanii twierdzą, że wyizolowali bakterie, których wiek oszacowali na... 250 mln lat. Jeszcze bardziej zaskakujące jest odkrycie paleontologów z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej, którzy uzyskali tkanki miękkie dinozaura z gatunku Tyrannosaurus rex sprzed 68 mln lat! Co prawda tkanki były martwe, ale dotychczas uważano, że substancje organiczne nie są w stanie przetrwać dłużej niż 100 tys. lat!

Prazupa z lodu
Biolodzy coraz bardziej skłaniają się do poglądu, że żywe organizmy nie powstały na powierzchni ziemi "w jakimś ciepłym stawie", jak przekonywał Karol Darwin, lecz w pralodzie. Pierwsze biomolekuły mogły powstać w lodzie przed 4,2 mld lat. W tym okresie po rozgrzaniu powierzchni ziemi na skutek ruchów tektonicznych i zderzeń z meteorytami nastąpiło ochłodzenie - zamarzły zbiorniki wodne. Proces powstawania mikroorganizmów trwał znacznie dłużej niż w ciepłej "prazupie", ale powstałe w takich warunkach stworzenia były bardziej odporne na trudne warunki wegetacji. Mogły powstać na dnie oceanów, w glinie, a nawet pod ziemią na dużej głębokości.
Bakterie Deinococcus radiodurans wytrzymują dawkę promieniowania w wysokości 1,5 mln radów, czyli trzy tysiące razy większą od dawki śmiertelnej dla człowieka! Prof. Avi Minsky z Weizmann Institute uważa, że ten drobnoustrój zawdzięcza tak dużą odporność budowie DNA - jego nić jest zwinięta w ciasny pierścień. Bakteria składa się z czterech części, z których każda zawiera jedną kopię DNA. Oderwane kawałki materiału genetycznego nie odpływają w płynie wewnątrzkomórkowym, lecz powracają na miejsce. W wypadku złamania łańcucha DNA w kilku miejscach Deinococcus radiodurans nie ginie jak większość organizmów - przeżywa nawet wówczas, gdy liczba odłączonych fragmentów DNA w komórce dochodzi do 2 tys.!
Żywe organizmy są w stanie przetrwać 160 km pod dnem oceanu, choć nie ma pewności, czy w tych warunkach przejawiają aktywność. Uczeni z Geophysical Laboratory w Carnegie Institution w Waszyngtonie sprawdzali zachowanie bakterii Escherichia coli i Shewanella oneidensis przy wysokim ciśnieniu. Mikroby pozostawały aktywne i wzrastały przy ciśnieniu 10 tys. atmosfer, a wytrzymywały 16 tys. atmosfer! Trzeba pamiętać, że przy takim ciśnieniu woda w temperaturze pokojowej zamienia się w ciało stałe. Organizmy żywe znaleziono w próbkach pobranych spod jeziora Wostok na Antarktydzie, z głębokości 4 km. Mikroorganizmy wyizolowano już z warstw osadowych, granitu i bazaltu. Pod powierzchnią ziemi może żyć co najmniej tyle organizmów, ile na jej powierzchni.
Nasza planeta nie musi być zamkniętym systemem biologicznym. Bakterie Bacillus subtilis mogłyby przetrwać wędrówkę międzyplanetarną w odłamku meteorytowym. Wytrzymały sześć lat w próżni kosmicznej, podróżując w satelicie LDEF. Gdyby pojazd kursował na trasie Ziemia - Mars, przebyłyby tę drogę kilkanaście razy. W Ames Research Center należącym do NASA zderzano granitowy panel pokryty tymi bakteriami z aluminiową kulą rozpędzoną do 5,4 km/s. Analizy szczątków wykazały, że większość mikroorganizmów przeżyła mimo przeciążeń 150 tys. razy przekraczających przyspieszenie ziemskie!
Mikroby z okolic kominów hydrotermalnych odżywiają się żelazem, siarką, dwutlenkiem węgla, a nawet siarkowodorem. Badania bakterii z gorących źródeł Yellowstone, przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Kolorado w Boulder, pozwoliły ustalić, że te organizmy pozyskują energię z wodoru. Wodór wykorzystują też zamieszkująca jelita Salmonella i bakteria Helicobacter pylori. Ziemskie mikroby dopasowują się do ekstremalnych warunków, ale wszystkie używają płynnej wody do transportu molekuł. Czy jednak istotnie woda jest niezbędna do życia?

Amoniak zamiast wody
Jeszcze przed rokiem sądzono, że niektóre części liczącej 10-15 mln lat pustyni Atacama w Chile są pozbawione życia, nawet mikrobiologicznego. W ubiegłym roku naukowcy z University of Arizona w Tucson udowodnili, że wystarczyło pobrać próbki z głębszej warstwy - 20-30 cm pod ziemią, aby wyhodować kolonie drobnoustrojów. Bakterie doskonale czuły się w środowisku, w którym deszcz pada raz na 10 lat! Jaka jest zatem dolna granica niezbędnej do życia wilgotności? "Jeszcze jej nie zaleźliśmy" - uważa prof. Raina Maier z Tucson.
Steven Benner z University of Florida nie wyklucza, że życie znajdziemy też tam, gdzie wody w ogóle nie ma. Jej rolę mógłby odgrywać inny rozpuszczalnik. Na Tytanie, księżycu Saturna, mógłby to być amoniak, gazowe planety - takie jak Jowisz - oferowałyby płynny wodór, a Wenus - kwas siarkowy. Odkrycie na innych planetach Układu Słonecznego form życia, które pojawiły się niezależnie dzięki różnym reakcjom chemicznym, odebrałoby Ziemi uprzywilejowaną pozycję. Jeśli życie jest tylko naturalną konsekwencją chemicznej aktywności, wszechświat pozostawia mu ogromne pole do popisu.

Granice życia
Najcieplej 121 stopni C
bakterie Strain 121 żyjące w kominach geotermalnych na dnie Pacyfiku

Najzimniej -17 stopni C
nie sklasyfikowane bakterie z pokładów śniegu z okolic bieguna południowego

Najwyższe ciśnienie 10 tys. atmosfer
bakterie Escherichia coli i Shewanella oneidensis (warunki laboratoryjne)

Największa dawka promieniowania 1,5 mln radów
bakterie Deinococcus radiodurans (warunki laboratoryjne)

Najgłębiej 3,6 km
nie sklasyfikowane bakterie z rdzenia lodowego pobranego z okolic jeziora
Wostok na Antarktydzie

Najdalej Księżyc
bakterie Streptococcus mitus; kolonia przypadkowo pozostawiona na próbniku Surveyor III

Najdłużej w kosmosie 6 lat
bakterie Bacillus subtilis; badania realizowane za pomocą satelity LDEF

Najbardziej słone roztwór 30-proc.
Halobacteria; słone jeziora kalifornijskie

Najmniejsze 20-100 nanometrów
nie sklasyfikowane nanobakterie
Okładka tygodnika WPROST: 16/2005
Więcej możesz przeczytać w 16/2005 wydaniu tygodnika „Wprost”
Zamów w prenumeracie lub w wersji elektronicznej:

Czytaj także

 0