A NASA, az új létformák a világűrben és Conan, a baktérium
A minapi NASA-bejelentés felkavarta a kedélyeket. Ennek kapcsán kémiázunk, biológuskodunk és kommunikálunk is egy kicsit: az extremofil, vagyis extrém körülményeket szerető baktériumokról írunk, majd elővesszük a NASA kommunikációját, és megvizsgáljuk, hogy klingont könnyebb-e találni, vagy arzénalapú baktériumot.
Amikor a világ első nagy rádióüzenetét küldte a világűrbe, a sci-fi-szerzőkön kívül még senki nem gondolta volna, hogy az örökítőanyag esetében a megszokott alkotóelemeken kívül más is szóba kerülhetne. A sci-fi-szerzőket egyébként sem szokás annyira komolyan venni, egy-két izgalmas kivételtől eltekintve.
Szokás azonban a NASA korszakalkotónak jelzett bejelentéseit komolyan venni. A weben – annak rendje s módja szerint – felbolydult a világ. Aztán amikor kiderült, hogy ET mégsem személyesen látogatta meg a Fehér Házat, hogy ott az Obama-családdal teázás közben megállapodjon a világbékéről, sokan nagyot csalódtak. Ezt a kommunikációs szakemberek a NASA-bejelentés hibájának tudták be: kicsit eltúlzott volt a bréking nyúz, az idő múlásával az elvárások pedig egyre vadabbak lettek. Persze, nem a felfedezés jelentőségével volt a gond. Inkább azzal, hogy nehéz megérteni, mit is turkásznak az űr kutatói egy tó iszapjában – különösen, amikor számtalan más, extrém körülményeket is kibíró organizmust tartunk nyilván.
Cikkünkben áttekintjük hát, mit tudunk a szuperbacikról; mi ehhez képest az, amire a NASA bukkant; megnézzük, mit vágnak a sztárbloggerek az amerikai űrügynökök fejéhez; rájövünk, hogyan is zavarjuk össze a szilíciumalapú rádióamatőröket a világegyetem egy másik szegletében; majd összegzünk és megállapítjuk, mire is volt jó ez az egész.
Egy kis biológia, egy kis kémia, egy kis földrajz
Dél-Amerikában az Andok és a Csendes-óceán között ezer kilométer hosszan húzódik az Atacama-sivatag. Itt található Copiapó, az a bánya, ahol idén augusztusban 33 bányászra ráomlott az akna.
Ez a Föld legszárazabb sivataga, területén 1570-től 1971-ig nem volt eső. Kisebb területei a tengeri párának köszönhetően jutnak ugyan egy kevés nedvességhez, ezeken élnek algák, zuzmók, sőt néhány kaktusz is, de a sivatag általában mégis csaknem sterilnek tekinthető. Azért írjuk, hogy „csaknem”, mert léteznek olyan baktériumok, amik nemcsak túlélni, de szaporodni is képesek ilyen száraz, rideg körülmények között. Az ilyeneket xerofil (szárazságszerető) élőlényeknek nevezzük.
A 3000 méter magasságban lévő, minden nedvességtől védett terület a Marshoz hasonlítható. A sivatag tulajdonságait filmrendezőkön kívül a NASA is hasznosítja az Earth-Mars Cave Detection Program keretein belül. Az itt élő organizmusok kimondottan kemény gyerekek: a szárazságon kívül ugyanis az erős ultraibolya-sugárzás is veszélyt jelent itt a legtöbb földi létformára – mivel károsítja a sejtek DNS-ét.
A Guinness Rekordok Könyve szerint egyébként a legellenállób ismert baktérium a Deinococcus radiodurans. Túlél akár ezerszer akkora ionizáló sugárzást, mint az ember (továbbiakban csak „sugárzás”: legyen itt ez a gyűjtőneve az UV-, Röntgen- és gamma-fotonoknak, valamint a radioaktív bomláskor keletkező sugárzásoknak). Ezen kívül kibírja a kiszáradást, a hideget és a vákuumot is, ezért is nevezik poliextremofilnek – azaz többféle extrémet kedvelőnek. Beceneve: „Conan, a baktérium”. Az osztrák harcosról elnevezett bacit egyébként a tervek szerint a NASA a Marson kívánja majd „bevetni”.
Erős sugárzással kell megküzdeniük az argentin Diamante-tóban élő baktériumoknak is. Ez a tó a tengerszint felett 4700 méterrel, egy vulkán kráterében helyezkedik el. Szélsőséges feltételek egész sorával kedveskedik lakóinak: az arzénkoncentráció az ivóvízben megengedett határérték húszezerszerese, sókoncentrációja a tenger vízének ötszöröse. A tó vize ezért soha nem fagy meg, hiába hűl jóval 0 °C alá a hőmérséklete.
Van olyan élőlény, amelyik nem hidegben (kriofil), hanem forró, 45-80 °C közötti hőmérsékletű helyen érzi jól magát, ezeket termofilnak (melegkedvelőnek) nevezzük. Találhatunk ilyeneket a földfelszínen, meleg vizű tavakban, vagy a tenger mélyén, hőforrások mellett (vulkánok közelében). Ezeknek nagy része ősbaktérium vagy másnéven archea, amik a prokarióták (sejtmag nélküliek) és eukarióták (sejtmagosok) mellett az élőlények harmadik ágát alkotják. Egyesek levegőtől elzárt helyen, szulfát redukciójával jutnak az anyagcseréjükhöz szükséges oxigénhez, és sokszor megtalálhatók olajlelőhelyek közelében. Különös, de van olyan termofil baktérium, amely – bár szaporodni ilyen körülmények között nem képes –, spóraállapotban túléli az Északi-sark klímáját is.
Az ilyen élőhelyeket különös gonddal figyelik a korai földfelszínt, az élet kialakulását, valamint az alternatív biológiai fejlődést, illetve földönkívüli életet vizsgáló csoportok. Így lehetőség nyílik betekinteni múltunkba és más bolygók életébe.
A földi „idegen”
A múlt heti bejelentés viszont ezeknél is furcsább élőlényről számol be. A kaliforniai Mono-tó rendkívül sós és erősen lúgos (pH=10) vízében élő mikroorganizmusok közül egy eddig ismeretlen módon működő baktériumtörzset azonosítottak.
Az élethez korábbi tudásunk alapján a szén, az oxigén, a hidrogén, a nitrogén, a foszfor és a kén jelentik az alapvető építőköveket, ezek az úgynevezett biogén elemek. Kutatók most arra jutottak, hogy ezek egyike mégis helyettesíthető. Az arzén a periódusos rendszer azonos csoportjában található, ezért hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, mint a foszfor. Elemi állapotban mindkettő mérgező, vegyületeiben a foszfát már nem, ám az annak megfelelő arzenát és a többi arzénvegyület azonban igen.
És most, kedves olvasóink, kössék be biztonsági öveiket, mert a következő bekezdésben egyetlen tagmondatban több mint fél tucat olyan szóval találkozhatnak, amilyenekkel máskor szökőévenként sem.
A NASA asztrobiológiai intézetének munkatársai a nagy arzéntartalmú Mono-tó üledékéből izolálták a Halomonadaceae baktériumcsalád GFAJ-1 jelű törzsét, ami képes felépíteni a DNS-ét arzénes táptalajon. A DNS olyan kettős spirál, amelynek gerincét cukor-foszfát lánc alkotja, és a két szálát a dezoxiribózhoz kötődő, nitrogén-tartalmú szerves bázisok tartják össze, komplementerpárokat alkotva. A laboratóriumban olyan táptalajon tenyésztették ki a baktériumot, ami nem tartalmazott foszfátot, csak arzenátot. A GFAJ-1 a foszfát helyett a főláncba arzenátot is képes volt beépíteni, és ez nem tette tönkre a DNS-ét, hanem életképes maradt, tovább osztódott.
A felfedezés további kérdéseket vet fel. Vajon pótolható a többi biogén elem is? Lehet, hogy más felé is kell keresgélni az élet nyomát (akár a Földön, akár azon kívül), mint ahol eddig tettük? A bejelentést követően sokan ragadtak klaviatúrát, hogy erről kérdezzék a közönségkapcsolatokat egyébként mindig is kitűnően kezelő SETI Intézet vezetőit.
Szenzáció vagy bulvár: a NASA üzenetei értelmes létformáknak
Seth Shostak, a SETI Intézet vezető csillagásza a Huffington Postnak írt reakciójában úgy vélte, a NASA a bejelentést megelőző kommunikációja kissé talán eltúlzott volt. A szaktekintély szerint az előzetesen kiadott kurta sajtóközlemény hatására a felfedezés és jelentősége a „szenzációs” ködös határait elhagyva leginkább a „bulvár” kategóriába csapott át.
„Amikor végül kiderült, hogy a hír egy földi organizmusról szól” – írja Shostak – „a blogoszféra számtalan lakója becsapva érezte magát. Azt kezdték feszegetni, hogy a NASA, aminek a nevében – és erre sokan segítőkészen rámutattak – ott szerepel a „space” szó, miért szórja az adófizetők pénzét egy kaliforniai tó üledékének a kotrására? És miért hívnak egy ilyen kimondottan földi vállalkozást „asztrobiológiának” – azaz olyan tudománynak, ami legalábbis úgy hangzik, mint ami az Enterprise űrhajó tudományos tisztjének feladata lenne?”
Shostak szerint a Felicia Wolfe-Simon által végzett munka azonban kétségkívül nagyon izgalmas, hiszen egy olyan „alapigazságot” döntött meg, amit gyerekkorunk óta magoltattak velünk – méghozzá a DNS „építőköveivel” kapcsolatosat.
Félrebeszéltünk
Ha kimondottan a SETI programról beszélünk, akkor rögtön eszünkbe juthat az a Shostak által is megemlített, 1974. november 16-án elküldött híres üzenet, amiben többek között a DNS alkotóelemeit (hidrogén, szén, nitrogén, oxigén és foszfor) „küldtük el” az Arecibo rádióteleszkóp segítségével. Itt máris felmerül a probléma. Ha mostantól az arzén is építőkőnek számít, mi más? És ha a világegyetemben valaki véletlenül mégis fogja majd ezt az üzenetet, mire megy vele, ha történetesen arzén is szerepel az örökítőanyagában (más, szerintünk evidens dolog meg nem)?
Ahogy Shostak rámutat, a sci-fi szerzők leginkább a szilíciumalapú életformákkal kedvelik benépesíteni űroperáikat – aminek a csillagász szerint annyi értelme legalább lehet, hogy a szilícium közvetlenül a szén alatt található a periódusos rendszerben. Ugyanakkor az arzén meg közvetlenül a foszfor alatt található, ennek ellenére a tudományos-fantasztikus regényekben nem nagyon olvashattunk (legalábbis eddig) arzénalapú idegenekről. A Wolfe-Simon és kollégái által tanulmányozott mikroba, annak ellenére, hogy ugyan képes arzént használni, még mindig a foszfort preferálja – mindezzel együtt a felfedezés jelentősége felmérhetetlen. Hiszen a beszélő kutya is attól érdekes, hogy egyáltalán beszél, és nem attól, hogy milyen jól.
Hagyjuk a bulvárt
Shostak szerint a felfedezés jelentősége, hogy rámutat arra az alapvető problémára, miszerint egyszerűen nem vesszük észre az idegen életformát. Más dolog ugyanis egy „szőrtelen és humortalan klingontípust” felismerni, és megint más egy porszemnyi életet kiszűrni egy másik bolygó felszínén. A szerző az 1976-os, a NASA által a Marsra küldött két méregdrága szondát hozza fel példának, amelyek számos kísérletet végeztek el – azonban eredményeiket máig vitatják. Mégpedig éppen azért, mert a két egység olyan élet után kutatott, amilyet elképzeltünk.
Felejtsük el tehát a bulvárt – tanácsolja Shostak –, a történet tanulsága ugyanis az, hogy ha egy kaliforniai tóban olyan életre lelünk, amit nem tudtunk volna elképzelni, az sokkal jobb esélyeket teremt nekünk arra, hogy olyan biológiai jeleket találjunk más világokon, amelyek mind definíció szerint is, mind valójában tényleg idegenek.
Lásd még:
http://hu.wikipedia.org/wiki/Dezoxiribonukleinsav
Forrás:
http://en.wikipedia.org/wiki/Atacama_Desert
http://www.reuters.com/article/idUSTRE67A4UX20100811
http://en.wikipedia.org/wiki/Radioresistant
http://hu.wikipedia.org/wiki/Arche%C3%A1k
http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/1999/ast14dec99_1/
Nem tudom, milyen alapon sajátítja ki Szabolcs a hülyeséget, amikor én raktam rá a szilikonra azt a linket, amely arra mutat, hogy a szilícium nem szilikon.
Bizony, már javítottuk, mire megpillantottuk ezt a bejegyzést. Amint a Facebookon is megjegyeztem: a hülyeség az enyém és csak az enyém. Ezért a klasszikus félrefordításért még csak mentegetőzni sem esik jól...
Mentségemre szolgáljon, hogy a mai magyar média csak úgy ontja a szilikonalapú életformákat.
Szilícium, nem szilikon.