Een bacterie uit een Californisch meer bewijst dat in een ‘onaardse’ omgeving leven met een afwijkende chemie kan bestaan.
Nee, bewijs voor buitenaards leven is het niet, maar toch is de vondst van Felisa Wolfe-Simon uiterst opmerkelijk. Deze wetenschapper van de USGS vond bacteriën die fosforatomen konden vervangen door arseenatomen de plaats innemen van fosforatomen. Wie zoekt naar buitenaards leven, moet er voortaan rekening mee houden dat in een andere omgeving de biochemie van levende wezens verschilt van wat we op aarde gewoon vinden. Voor Nasa, hongerend naar budget, was de ontdekking een welkome aanleiding voor media-aandacht. Al voor de officiële presentatie aan de pers vormde die ontdekking een bron voor speculatie en het nieuws lekte in feite al voortijdig uit.
Het leven op aarde is vooral gebaseerd op de elementen koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, fosfor en zwavel. DNA, eiwitten, vetten en suikers: de bouwstenen van het leven zijn grotendeels uit deze zes elementen opgebouwd. Deze elementen zijn dan ook ruim voorradig in het aardse milieu.
Frans de Waal (1948-2024): ‘Zo speciaal zijn wij mensen niet’
Primatoloog Frans de Waal is op 14 maart 2024 overleden. In juni 2019 interviewde New Scientist De Waal. De les die hij meegaf: ‘zo speciaal zijn wi ...
Een ander milieu kan theoretisch leiden tot een nieuwe biochemie, met andere verbindingen. Wolfe-Simon heeft nu het bewijs daarvoor gevonden in een bacterie die ze opviste uit een arseenhoudend meertje in Californië, Mono Lake. Eind november schitterde ze nog in een documentaire van het programma Labyrinth, waarin ze over haar onderzoek vertelde.
Giftig
Voor het ‘gewone’ aardse leven is arseen een giftig element. Chemisch gezien lijkt het sterk op fosfor, het element dat erboven staat in het periodiek systeem der elementen. Omdat arseen iets zwaarder en iets groter is, leidt vervanging van fosfor door arseen tot veranderingen in de biochemie, die doorgaans desastreus zijn.
Dat geldt niet voor de gevonden bacterie. Wolfe-Simon zette deze bacterie (variant GFAJ-1 van de Halomonadaceae-familie behorend tot de Gammaproteobacteria) op een fosforarm en arseenrijk dieet. Allerlei laboratoriumtechnieken moesten vervolgens uitwijzen in welke moleculen de bacterie fosfor had vervangen door arseen. Dat was inderdaad het geval, vooral in het DNA, waar dus volgens een animatie fosfaat (PO4–) was vervangen door arsenaat (AsO4–). Waar en in welke mate en verbindingen arseen zich bevond, lijken lastiger vragen die nog meer onderzoek vergen. De stofwisseling was op een lager pitje, maar niettemin overleefden de bacteriën, ze vermenigvuldigden zich zelfs.
Volgens Paul Davies van de universiteit van Arizona, die een van de co-auteurs van het artikel in Science Express, is hier weliswaar geen sprake van een werkelijk onaards organisme behorend tot een andere stamboom van het leven, maar wijst de bacterie er wel op dat er nog vreemdere organismen kunnen bestaan.
Voor astrobiologen zal dit een impuls zijn voor een nog bredere blik. NASA kijkt vol verwachting uit naar de volgende astrobiologie-missie, de eerste na de Vikings, die volgend jaar naar Mars moet vertrekken. Die zal niet zoeken naar DNA met arseen erin, maar de wetenschappers zullen nu wel alert zijn op afwijkende meetresultaten.
Erick Vermeulen
