Divlja grana na drvetu života

U prvih četiri milijarde godina, na Zemlji je bila samo priroda. U njoj se odigravala selekcija i preživljavali su jedino najefikasniji geni kojima je evolucija omogućavala dalji opstanak i razvoj. Beskrajno dug i veličanstven darvinijanski proces prosto je milio napred zasnivajući se na pokušajima i greškama, na borbi i preživljavanju, na opstanku i nestanku živih bića kroz milenijume. A onda, pre 10-12 hiljada godina, naši preci počeli su sa stvaranjem civilizacije. Postepeno su se pojavile kamene sekire i alatke, što je vodilo ka daljem i nezaustavljivom tehnološkom napretku. Danas, početkom 21. veka, sposobnost modifikacije najmanjih komponenti života, uz pomoć molekularne biologije, podarila je ljudima moć koju mnogi od nas teško shvataju i razumeju. Vladanje ljudi prirodom odavno je na delu i odvija se nekad s manjim, a nekad s većim uspehom. Neki misleći ljudi boje se te vladavine dok se drugi njome ponose. Pola stoleća od razjašnjenja strukture DNK, što je možda najveće otkriće svih vremena u biološkim naukama, niko više ne sumnja da njena dvostruka spirala determiniše ono što jesmo - na isti način na koji linije „barkodova“ na omotima proizvoda u supermarketima determinišu svoj sadržaj. Po istom principu i raspored digitalnih nareza na nekom CD-u određuje muziku koju ćemo slušati. Usecite nove žlebove, tj. signale, dobićete novu muziku. Sve to, u genetičkom smislu, postigli su genetičari u svojim laboratorijama. Radeći sa četiri bazna nukleotida koji čine celu celcatu DNK, a koje srednjoškolci znaju kao adenin, citozin, guanin, i timin, genetičari su sastavili potpuno novi hromozom, dosada nešto nepostojeće i nešto što se prvi put pojavljuje na Zemlji. Ubacimo taj rukom napravljeni genom u ćeliju, kao što ubacujemo disk u računar, i pojaviće se nova živa stvar. Već ranije se pokazalo da presađeni genom iz jedne u drugu ćeliju, potpuno zaustavlja genetički program ćelije u koju je ušao i da je novouneti program onlajn, tj. preuzima sve funkcije. Činjenica da se ovo dogodilo većinu ljudi potpuno sluđuje, bilo zato što je sve to teško razumljivo, bilo što se u tome oseća preuzimanje nadležnosti tvorca. Ono što je, po svoj prilici, već urađeno, jeste dešifrovanje načina postanka života. Kad do toga dođete, više ne postoje granice koje bi vas sprečile da s molekulom DNK uradite bilo šta. Ali, tek što je dešifrovan biohemijski način postanka života, Nasa je prošle srede, 2. decembra, u 22.00 sata po našem vremenu, na konferenciji za štampu objavila svoje otkriće dosad nepoznate forme života na Zemlji. Istražujući neke oblike života u surovoj okolini jezera Mono (Mono Lake) u Kaliforniji, astrobiolozi iz laboratorije koju finansira Nasa prosto su naleteli na dosad jedinstveni zemaljski mikroorganizam koji opstaje i razmnožava se, a da pri tom kao osnovnu materiju svog bitisanja koristi toksični arsenik. Odmah potom detaljni podaci o otkriću ekipe astrobiologa objavljeni su i u naučnom časopisu Science Express, elektronskoj publikaciji sa selektiranim naučnim člancima. Mnogi od nas o arseniku znaju onoliko koliko pamte, ili su čuli o sadržaju priče poznatog filma Frenka Kapre „Arsenik i stare čipke“ s Kerijem Grantom u glavnoj ulozi, ali i o nekadašnjoj istoimenoj predstavi u Ateljeu 212 . U tom filmu i u komediji, dve nezaboravne, šašave usedelice, tetke pozorišnog kritičara Mortimera Brivstera, u njegovoj kući truju usamljene stare neženje preciznom kombinacijom kupinovog vina, obogaćenog arsenikom i strihninom s „vrlo malo“ cijanida. Arsen je, inače, hemijski element atomskog broja 33 i relativne atomske mase 74.92. Toksičan je za sve višećelijske organizme. Neke bakterije koriste ga kao metabolit. Sve što je živo na Zemlji, od mikroba do slona i do nas ljudi, zasnovano je i građeno na genetičkom modelu koji ne opstaje bez fosfora kao jednog od šest esencijalnih komponenti. „Zlatno pravilo života“ do pre nedelju dana glasilo je: bez šest esencijalnih elemenata, tj. ugljenika, vodonika, azota, kiseonika i sumpora, život ne postoji niti postojati može. Ali Nasini astrobiolozi tvrde da njihova bakterija ukida „zlatno pravilo života“ jer živi vrlo uspešno i komforno imajući pet od šest za život neophodnih elemenata, dok je fosfor zamenjen otrovom arsenikom (pretežno hemijskim grupama znanim kao arsenati-pesticidi) bliskim rođakom fosfora. Fosfor je centralna komponenta i u formi adenozin trifosfata (ATF) nosač je energije u svim ćelijama. U spoju s molekulima masti čini fosfolipide koji su bitni sastojci ćelijske mebrane Arsenik, u neku ruku, hemijski sličan fosfatima, otrovan je za skoro sve oblike života na Zemlji. Toksičnost arsenika posledica je njegove ružne osobine koja se sastoji u zloupotrebi sličnosti s fosfatima i u prodiranju u metaboličke puteve koje razara i zato lišava organizam neophodne energije. I do sada se znalo da neki mikroorganizmi mogu udisati arsenik, ali nije bilo poznato da ima i takvih koji svoje ćelijske komponenete mogu graditi korišćenjem arsenika. Po svoj prilici, tvrde istraživači, otkriće neobičnog mikroorganizma izmeniće sadržaje savremenih udžbenika biologije i proširiće dosadašnje okvire istraživanja vanzemaljskih oblika života. Vest o ovom otkriću uskomešala je mnoge naučne i političke krugove, jer svi znaju da kad Nasa nešto radi, a pogotovo kad nešto otkrije, onda to mora imati veze sa vasionom. Zbog toga su na konferenciju za štampu pristigli emisari iz Bele kuće i iz Kongresa ne bi li utvrdili o čemu je reč. Posle otkrića čudnog mikroorganizma, sasvim je jasno da život može biti mnogo fleksibilniji nego što smo mogli i zamisliti. Gospođa Felise Volf-Sajmon (Felise Wolfe-Simon), koja je rukovodilac istraživanja u Nasinoj astrobiološkoj laboratoriji u Menlo parku u Kaliforniji, tvrdi da „ukoliko tako nešto može postojati na Zemlji, kakav li onda život može biti tamo negde u svemiru, gde ga još nismo ni pronašli, a kamoli videli“? Novootkriveni mikrob soja GFAJ-1, pripada zajedničkoj grupi Gammaproteobacteria. Istraživači su ovu bakteriju iz jezera uspešno odgajili na hrani u kojoj je bilo vrlo malo fosfora, ali je zato bilo mnogo arsenika. Kad je jelovnik izmenjen i kad je fosfor u potpunosti zamenjen arsenikom, bakterija je i ne primećujući promenu nastavila s rastom. Naknadne analize pokazale su da je GFAJ-1 odmah počela sa korišćenjem arsenika kao gradivne jedinice i u oblikovanju svog „tela“. Ključni problem istraživača zaokupljenih biohemijskim ponašanjem neobičnog mikroorganizma koji raste i živi samo na arseniku, bila je njegovo učešće u metabolizmu i njegovo ulaženje u vitalnu bakterijsku biohemijsku mašineriju poput DNK, ćelijske membrane i proteina. Ideja o alternativnoj biohemiji života odavno postoji u naučnofantastičnim romanima. Realnost je, smatralo se, drugačija. Danas znamo da se i realnost izmenila. Astrobiolozi upućeni u događaje na jezeru Mono, a među njima i profesor Stiven Bener (Steven Benner) vodili su prošle srede, na konferenciji za štampu, zanimljivu raspravu. Bener je objasnio da uslovi na Zemlji nisu stabilni za formu života čija je glavna komponenta arsenik, ali da u našem solarnom sistemu postoje mesta koja su za takvu vrstu života i te kako pogodna. Kao primer naveo je Titan, četvrti Saturnov mesec, na kome je temperatura znatno niža nego na Zemlji (-178). „Arsenik umesto fosfora, inače kičme DNK, više nije samo teoretska mogućnost. Sada smo sigurni da takva forma života postoji u jezeru Mono“, kaže g. Karl Pilher (Carl Pilcher ), direktor Nasinog Astrobiološkog instituta u istraživačkom centru u Mofit Fildu u Kaliforniji. Rezultati ove studije daće mnogo vrednih podataka istraživanjima na mnogim naučnim poljima, uključujući evoluciju Zemlje, organsku hemiju, biohemijske cikluse, razne bolesti i njihovo lečenje, kao i druge složene sisteme na planeti. Osim toga, smatra se da će ovo istraživanje proširiti granice u mikrobiologiji i drugim poljima istraživanja Međutim, profesor Pol Dejvis (Paul Davies) iz Arizone, organizator i šef ukupnog projekta Nase, misli da novo otkriće osporava kardinalno pravilo života i da je obećavajući korak napred. „To je divlja grana na drvetu života koje svi znamo i poštujemo. Izgleda da moramo pronaći drugo, potpuno različito drvo, jer to će biti od značaja u daljem istraživanju životnih formi u univerzumu.“