في أواخر عام 2010 ، ضبطت وكالة ناسا الإنترنت على الإنترنت عندما دعت إلى مؤتمر صحفي لمناقشة اكتشاف بيولوجي من شأنه أن يؤثر على البحث عن حياة خارج كوكب الأرض. ولكن تم العثور على الأدلة على الأرض. سلالة من البكتيريا في بحيرة مونو بولاية كاليفورنيا تحتوي على الزرنيخ في تركيبها الجيني. يشير الاكتشاف إلى أن الحياة يمكن أن تزدهر بدون العناصر التي تبحث عنها وكالة ناسا عادةً ، وخاصة الكربون والفوسفور. ولكن الآن ، تتحدى دراسة جديدة وجود أشكال الحياة القائمة على الزرنيخ.
ورقة عام 2010 التي تعلن عن الحياة القائمة على الزرنيخ ، "قد يعيد ميكروب أكل الزرنيخ تعريف كيمياء الحياة" ، كتبه فريق من العلماء بقيادة فيليسا وولف سيمون. ظهرت الورقة في علم ودحض الافتراض الراسخ بأن جميع الكائنات الحية تحتاج إلى الفوسفور لتعمل ، وكذلك العناصر الأخرى بما في ذلك الكربون والهيدروجين والأكسجين.
يلعب أيون الفوسفات عدة أدوار أساسية في الخلايا: فهو يحافظ على بنية الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، ويتحد مع الدهون لصنع أغشية الخلية ، وينقل الطاقة داخل الخلية من خلال جزيء أدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP). أدى العثور على بكتيريا تستخدم الزرنيخ السام عادة في مكان الفوسفات إلى هز الإرشادات التي نظمت بحث وكالة ناسا عن الحياة في عوالم أخرى.
لكن عالم الأحياء الدقيقة روزي ريدفيلد لم يوافق على مقالة وولف سيمون ونشرت مخاوفها كتعليقات فنية في الأعداد اللاحقة من علم. ثم وضعت نتائج وولف سيمون على المحك. قادت فريقًا من العلماء في جامعة كولومبيا البريطانية في فانكوفر وتتبعت تقدمها عبر الإنترنت باسم العلم المفتوح.
اتبعت ريدفيلد إجراء وولف سيمون. لقد طورت بكتيريا GFAJ-1 ، وهي نفس السلالة الموجودة في بحيرة مونو ، في محلول من الزرنيخ مع كمية صغيرة جدًا من الفوسفور. ثم قامت بتطهير الحمض النووي من الخلايا وأرسلت المادة إلى جامعة برينستون في نيو جيرسي. هناك ، فصل طالب الدراسات العليا مارشال لويس ريفز الحمض النووي إلى أجزاء ذات كثافة متفاوتة باستخدام الطرد المركزي لكلوريد السيزيوم. كلوريد السيزيوم ، وهو ملح ، يخلق تدرجًا للكثافة عند مزجه بالماء ويوضع في جهاز طرد مركزي. سوف يستقر أي DNA في الخليط طوال التدرج اعتمادًا على تركيبه. درس ريفز التدرج الناتج من الحمض النووي باستخدام مطياف الكتلة لتحديد العناصر المختلفة في كل كثافة. لم يجد أي أثر للزرنيخ في الحمض النووي.
نتائج ريدفيلد ليست نهائية بحد ذاتها ؛ تجربة واحدة لا تكفي للدحض النهائي لورقة حياة الزرنيخ وولف سيمون. يتوق بعض علماء الكيمياء الحيوية إلى مواصلة البحث ويريدون معرفة أدنى مستوى ممكن من الزرنيخ الذي يمكن أن تكتشفه طريقة ريدفيلد كطريقة لتحديد مكان الزرنيخ من DNA GFAJ-1 بالضبط على تدرج كلوريد السيزيوم.
كما أن وولف سيمون لا يعتبر نتائج ريدفيلد نهائية. لا تزال تبحث عن الزرنيخ في البكتيريا. "نحن نبحث عن الزرنيخ في المستقلبات ، وكذلك الحمض النووي الريبي المجمّع والحمض النووي ، ونتوقع أن يفعل الآخرون الشيء نفسه. مع كل هذا الجهد الإضافي من المجتمع ، سنعرف بالتأكيد أكثر بكثير بحلول العام المقبل ".
ومع ذلك ، لا تخطط ريدفيلد لأي تجارب متابعة لدعم النتائج الأولية التي توصلت إليها. وقالت: "ما يمكننا قوله هو أنه لا يوجد زرنيخ في الحمض النووي على الإطلاق". "لقد قمنا بواجبنا. هذا عرض نظيف ، ولا أرى أي فائدة في قضاء المزيد من الوقت في ذلك. "
من غير المحتمل أن يثبت العلماء بشكل قاطع أو يدحضون وجود الحياة القائمة على الزرنيخ في أي وقت قريب. في الوقت الحالي ، من المرجح أن تقتصر وكالة ناسا بحثها عن الحياة خارج كوكب الأرض على الأشكال المعتمدة على الفوسفور التي نعرف أنها موجودة.
المصدر: nature.com
