El anuncio de la NASA hace un par de días levanto muchas expectativas sobre que habían descubierto y desde luego no eran para menos ya que a partir de hoy va a cambiar el modo de entender y estudiar la vida en la Tierra.

Zona de investigación del Lago Mono.

Los investigadores han realizado diversas pruebas en el ambiente hostil del Lago Mono en California y han descubierto el primer microorganismo en la Tierra que es capaz de prosperar y reproducirse usando el arsénico, un elemento toxico. Este microorganismo sustituye el fosforo por el arsénico en sus componentes celulares.

“La definición de lo que es la vida acaba de expandirse”, dijo Ed Weiler, el administrador asociado de la NASA para el Directorio de Misiones Científicas (Science Mission Directorate), en el cuartes general de la NASA en Washington. “Mientras que centramos nuestros esfuerzos en buscar signos de vida en otros lugares del sistema solar, tenemos que pensar de una forma más amplia y diversa y considerar la vida de un modo que no conozcamos”.

Felisa Wolfe-Simon durante la investigación en el lago.

Este hallazgo de una composición bioquímica alternativa va a modificar los libros de texto de biología y ampliar el alcance de la búsqueda de vida fuera de la Tierra. La investigación se publica en la edición de esta semana de Science Express.

Carbono, hidrogeno, nitrógeno, oxigeno, fosforo y azufre son los seis ladrillos básicos para todas las formas de vida conocidas en la Tierra. El fosforo es parte central de la química del ADN y el ARN, las estructuras que contienen las instrucciones genéticas de la vida y que son esenciales para todas las células vivas.

El fosforo es el componente principal del transporte energético de la célula (adenosina trifosfato) y también de los fosfolípidos que forman las membranas celulares. El arsénico, el cual es químicamente similar al fosforo, es venenoso para la mayoría de seres vivos de la Tierra. El arsénico altera las vías metabólicas  debido a su similiritud química con el fosfato.

“Sabemos que algunos microbios pueden respirar arsénico, pero lo que hemos hallado en este microbio es algo nuevo ya que partes de su cuerpo están formadas de arsénico”, dijo Felisa Wolfe-Simon, astrobióloga de la NASA y líder del equipo investigador. “Si algo aquí en la Tierra puede hacer algo tan inesperado, ¿de qué puede ser capaz de hacer la vida en sitios que aun no hemos visto?”.

Imagen de GFAJ-1 alimentada con arsénico.

Imagen de GFAJ-1 alimentada con fósforo.

“Este nuevo microbio descubierto, denominado GFAJ-1, es miembro de un grupo común de bacterias, las Gammaproteobacteria. En el laboratorio, los investigadores consiguieron cultivar con éxito microbios del lago con una dieta abundante en fosforo, pero incluyendo también una generosa cantidad de arsénico. Cuando los investigadores eliminaron el fosforo y lo reemplazaron por arsénico, las bacterias continuaron reproduciéndose. Análisis posteriores indicaron que el arsénico era usado para producir partes de la célula de la bacteria GFAJ-1.

La cuestión clave de los investigadores fue que cuando el microbio maduraba en arsénico, este se incorporaba en la maquinaria bioquímica del organismo. Una gran variedad de técnicas de laboratorio se usaron para determinar donde se incorporó el arsénico.

El equipo investigador eligió el Lago Mono debido a su inusual química, principalmente su alta salinidad, alcalinidad y niveles de arsénico. Esta química es en parte resultado del aislamiento del lago de fuentes de agua dulce desde hace 50 años.

Los resultados de este estudio ayudaran a las investigaciones actuales en curso de muchas áreas como el estudio de la evolución de la vida en la Tierra, bioquímica, ciclos bioquímicos, medicina y la investigación del sistema terrestre. Estos hallazgos también abrirán nuevas fronteras en microbiología y otras áreas de investigación.

“La idea de una bioquímica alternativa para la vida es algo normal en la ciencia ficción”, dijo Carl Pilcher, director del Instituto de Astrobiología de la NASA en el Centro de Investigación Ames en California. “Hasta ahora, el que una forma de vida usase arsénico era solo algo teórico, pero ahora hemos demostrado que tal forma de vida existe en la Lago Mono”.

En el equipo de investigación también formaron parte científicos del  U.S. Geological Survey, Arizona State University en Tempe; Lawrence Livermore National Laboratory en Livermore, California; Duquesne University en Pittsburgh, Pennsylvania y del Stanford Synchroton Radiation Lightsource en Menlo Park, California.

Para más información:

NASA

Sección de astrobiología de la NASA