کشف نخستين موجود زندة سم زي
ترجمه: شادي حامدي آزاد
اين کشف بزرگ نه فقط تغييري بنيادي در کتاب هاي آموزش زيست شناسي پديد خواهد آورد بلکه شيوه هاي جست و جو کردن به دنبال موجودات فرازميني را دگرگون خواهد کرد. حالا مي دانيم آن چه پيش از اين دربارة حيات مي دانسته ايم کامل نبوده است.
پژوهشي در حوزة اخترزيست شناسي، که با بودجة ناسا انجام شد، دانش بنيادين ما را دربارة اجزاي سازندة حيات شناخته شده روي زمين دگرگون کرد. پژوهشگراني که آزمايش هايي را در محيط خشن درياچه مونو در کاليفرنيا انجام مي دادند نخستين ريز جاندار (ميکرو ارگانيسم) را يافته اند که با استفاده از مادة شيميايي سمي آرسنيک زندگي و رشد مي کند. اين ريز جاندار، آرسنيک را جانشين فسفر در اجزاي سلولي خود کرده است.
ادوايلر، يکي از دانشمندان ناسا، مي گويد: «تعريف حيات گسترش پيدا کرده است. همين طور که تلاش هاي مان را براي کشف نشانه هايي از حيات در منظومة شمسي پي مي گيريم بايد گسترده تر و متنوع تر بيانديشيم و حياتي را در نظر بگيريم که شايد آن را نمي شناسيم».
اين کشف نوعي ديگرر از آرايش در زيست شيمي، کتاب هاي زيست شناسي را تغيير و حوزه هاي جست و جو به دنبال حيات در فراسوي زمين را نيز گسترش خواهد داد.
کربن، هيدروژن، نيتروژن، اکسيژن، فسفر و گوگرد، شش سنگ بناي اصلي همه شکل هاي شناخته شدة حيات روي زمين (DNA0 و آران اي (RNA) است؛ يعني ساختارهايي که حامل دستورالعمل هاي ژنتيکي براي حيات اند و جزئي ضروري براي همة سلول هاي زنده محسوب مي شوند.
فسفر جزء مرکزي هر مولکول حامل انرژي در همة سلول ها (آدنوزين تري فسفات) و نيز فسفوليپيدهايي است که غشاء هاي سلولي همة موجودات زنده را مي سازند (فسفوليپيد نوعي ليپيد است که از يک مولکول گليسرول، دو مولکول اسيد چرب، و يک مولکول فسفات تشکيل شده است). آرسنيک، که از نظر شيميايي شبيه فسفر است، براي اغلب موجودات زندة روي زمين سمي است. آرسنيک مسيرهاي سوخت و ساز را مختل مي کند زيرا از نظر شيميايي مشابه فسفات رفتار مي کند.
فليسا ولف – سيمون، پژوهشگر اختر زيست شناسي ناسا و مدير اين پژوهش و ساکن در اقامت گاه پژوهشي زمين شناسي در منلوپارک کاليفرنيا، مي گويد: «مي دانيم که برخي از ميکروب ها آرسنيک را تنفس مي کنند، اما چيزي که اکنون يافته ايم ميکروبي است که کاري کاملاً اين ميکروب آرسنيک را بخشي از ساختارش کرده است. اگر چيزي روي زمين مي تواند چنين کار غير منتظره اي انجام بدهد، حيات چه کارهاي ديگري ممکن است انجام بدهد که هنوز نديده ايم؟»
ميکروب تازه کشف شده، از نژاد GFA-1 عضو گروهي از باکتري هاي عادي است که به نام گاماپروتئوباکتري ها شناخته مي شوند. اين پژوهشگران، در آزمايشگاه ميکروب هايي را از اين درياچه با کمک رژيم غذايي متکي بر فسفر، اما شامل مقادير کمکي آرسنيک را جايگزين آن کردند، ميکروب همچنان به رشد خود ادامه داد. تحليل هاي بعدي نشان داد که از آرسنيک براي توليد سنگ بناهاي سلول هاي جديد ميکروب GFA-1 استفاده شده است.
نکتة کليدي که پژوهشگران را بررسي کردند اين بود که وقتي ميکروب در آرسنيک رشد مي کرد، آيا آرسنيک واقعاً وارد ترکيب دستگاه زيست شيمي حياتي- ماندن دي ان اي- پروتئين ها و غشاء هاي سلولي- اين جاندار شده بود؟ تنوعي از روش هاي آزمايشي پيچيده استفاده شد تا معلوم شود آرسنيک در کدام بخش ها حضو رداشته است.
اين گروه، درياچة منو را به سبب شيمي غير عادي اش انتخاب کرد؛ به ويژه نمک و آلکالين بالا و نيز سطح بالاي ر را در آب آن. اين نوع شيمي تا حدي نتيجة ايزوله ماندن اين درياچه از منابع آب شيرين طي 50 سال گذشته است.
نتايج اين بررسي در بسياري ازپژوهش هاي آتي در بسياري از حوزه ها کاربرد دارد؛ از جمله بررسي تحول زمين، شيمي آلي، چرخه هاي زيست شيمياي، درمان بيماري ها، و پژوهش هاي سامانة زمين، اين يافته ها همچنين مرزهاي جديدي را در علم ميکروبيولوژي و ديگر حوزه ها مي گشايد.
کارل پيلچر، مدير موسسة اختر زيست شناسي ناسا در مرکز تحقيقات ايمز، مي گويد: «ايدة زيست شيمي هاي حياتي جايگزين در مباحث علمي- تخيلي معمول است. تا به حال حياتي که آرسنيک در آن سنگ بنا باشد فقط نظري بود، اما حالا مي دانيم چنين موجودي در درياچة مونو وجود دارد».
بررسي ها نشان مي دهد که در آب اين درياچه تقريباً 280 ميليون تن نمک حل شده است! و ميزان شوري آب آن بسته به مقدار آب موجود تغيير مي کند. در زمستان سال 1360، که آب درياچه به کمترين ميزان خود رسيده بود، مقدار شوري آب 99 گرم در ليتر محاسبه شد (مقايسه کنيد با مقدار 31/5 گرم در ليتر که حالت عادي اقيانوس هاست) ودر سال 1381 اين مقدار 78 گرم در ليتر بود. پيش بيني مي شود شوري درياچه طي 20 سال آينده حدود 69 گرم در هر ليتر باقي بماند.
به سبب قليايي و نمکين بودن اين درياچه، هيچ نوع ماهي در آن زندگي نمي کند و تنها ساکن اين درياچه نوعي ميگو آب شور نادر موسوم به آرتميا است که زيست گاه بزرگ ديگرش در جهان درياچه ي اروميه است. اين ميگو براي انسان هيچ ارزش غذايي ندارد اما خوراک پرنده هاي آن اطراف است. البته از آرتميا در صنايع پرورش ميگو و ماهي هم استفاده مي شود.
منبع: نجوم، شماره 203.
پژوهشي در حوزة اخترزيست شناسي، که با بودجة ناسا انجام شد، دانش بنيادين ما را دربارة اجزاي سازندة حيات شناخته شده روي زمين دگرگون کرد. پژوهشگراني که آزمايش هايي را در محيط خشن درياچه مونو در کاليفرنيا انجام مي دادند نخستين ريز جاندار (ميکرو ارگانيسم) را يافته اند که با استفاده از مادة شيميايي سمي آرسنيک زندگي و رشد مي کند. اين ريز جاندار، آرسنيک را جانشين فسفر در اجزاي سلولي خود کرده است.
ادوايلر، يکي از دانشمندان ناسا، مي گويد: «تعريف حيات گسترش پيدا کرده است. همين طور که تلاش هاي مان را براي کشف نشانه هايي از حيات در منظومة شمسي پي مي گيريم بايد گسترده تر و متنوع تر بيانديشيم و حياتي را در نظر بگيريم که شايد آن را نمي شناسيم».
اين کشف نوعي ديگرر از آرايش در زيست شيمي، کتاب هاي زيست شناسي را تغيير و حوزه هاي جست و جو به دنبال حيات در فراسوي زمين را نيز گسترش خواهد داد.
کربن، هيدروژن، نيتروژن، اکسيژن، فسفر و گوگرد، شش سنگ بناي اصلي همه شکل هاي شناخته شدة حيات روي زمين (DNA0 و آران اي (RNA) است؛ يعني ساختارهايي که حامل دستورالعمل هاي ژنتيکي براي حيات اند و جزئي ضروري براي همة سلول هاي زنده محسوب مي شوند.
فسفر جزء مرکزي هر مولکول حامل انرژي در همة سلول ها (آدنوزين تري فسفات) و نيز فسفوليپيدهايي است که غشاء هاي سلولي همة موجودات زنده را مي سازند (فسفوليپيد نوعي ليپيد است که از يک مولکول گليسرول، دو مولکول اسيد چرب، و يک مولکول فسفات تشکيل شده است). آرسنيک، که از نظر شيميايي شبيه فسفر است، براي اغلب موجودات زندة روي زمين سمي است. آرسنيک مسيرهاي سوخت و ساز را مختل مي کند زيرا از نظر شيميايي مشابه فسفات رفتار مي کند.
فليسا ولف – سيمون، پژوهشگر اختر زيست شناسي ناسا و مدير اين پژوهش و ساکن در اقامت گاه پژوهشي زمين شناسي در منلوپارک کاليفرنيا، مي گويد: «مي دانيم که برخي از ميکروب ها آرسنيک را تنفس مي کنند، اما چيزي که اکنون يافته ايم ميکروبي است که کاري کاملاً اين ميکروب آرسنيک را بخشي از ساختارش کرده است. اگر چيزي روي زمين مي تواند چنين کار غير منتظره اي انجام بدهد، حيات چه کارهاي ديگري ممکن است انجام بدهد که هنوز نديده ايم؟»
ميکروب تازه کشف شده، از نژاد GFA-1 عضو گروهي از باکتري هاي عادي است که به نام گاماپروتئوباکتري ها شناخته مي شوند. اين پژوهشگران، در آزمايشگاه ميکروب هايي را از اين درياچه با کمک رژيم غذايي متکي بر فسفر، اما شامل مقادير کمکي آرسنيک را جايگزين آن کردند، ميکروب همچنان به رشد خود ادامه داد. تحليل هاي بعدي نشان داد که از آرسنيک براي توليد سنگ بناهاي سلول هاي جديد ميکروب GFA-1 استفاده شده است.
نکتة کليدي که پژوهشگران را بررسي کردند اين بود که وقتي ميکروب در آرسنيک رشد مي کرد، آيا آرسنيک واقعاً وارد ترکيب دستگاه زيست شيمي حياتي- ماندن دي ان اي- پروتئين ها و غشاء هاي سلولي- اين جاندار شده بود؟ تنوعي از روش هاي آزمايشي پيچيده استفاده شد تا معلوم شود آرسنيک در کدام بخش ها حضو رداشته است.
اين گروه، درياچة منو را به سبب شيمي غير عادي اش انتخاب کرد؛ به ويژه نمک و آلکالين بالا و نيز سطح بالاي ر را در آب آن. اين نوع شيمي تا حدي نتيجة ايزوله ماندن اين درياچه از منابع آب شيرين طي 50 سال گذشته است.
نتايج اين بررسي در بسياري ازپژوهش هاي آتي در بسياري از حوزه ها کاربرد دارد؛ از جمله بررسي تحول زمين، شيمي آلي، چرخه هاي زيست شيمياي، درمان بيماري ها، و پژوهش هاي سامانة زمين، اين يافته ها همچنين مرزهاي جديدي را در علم ميکروبيولوژي و ديگر حوزه ها مي گشايد.
کارل پيلچر، مدير موسسة اختر زيست شناسي ناسا در مرکز تحقيقات ايمز، مي گويد: «ايدة زيست شيمي هاي حياتي جايگزين در مباحث علمي- تخيلي معمول است. تا به حال حياتي که آرسنيک در آن سنگ بنا باشد فقط نظري بود، اما حالا مي دانيم چنين موجودي در درياچة مونو وجود دارد».
مونو ليک
بررسي ها نشان مي دهد که در آب اين درياچه تقريباً 280 ميليون تن نمک حل شده است! و ميزان شوري آب آن بسته به مقدار آب موجود تغيير مي کند. در زمستان سال 1360، که آب درياچه به کمترين ميزان خود رسيده بود، مقدار شوري آب 99 گرم در ليتر محاسبه شد (مقايسه کنيد با مقدار 31/5 گرم در ليتر که حالت عادي اقيانوس هاست) ودر سال 1381 اين مقدار 78 گرم در ليتر بود. پيش بيني مي شود شوري درياچه طي 20 سال آينده حدود 69 گرم در هر ليتر باقي بماند.
به سبب قليايي و نمکين بودن اين درياچه، هيچ نوع ماهي در آن زندگي نمي کند و تنها ساکن اين درياچه نوعي ميگو آب شور نادر موسوم به آرتميا است که زيست گاه بزرگ ديگرش در جهان درياچه ي اروميه است. اين ميگو براي انسان هيچ ارزش غذايي ندارد اما خوراک پرنده هاي آن اطراف است. البته از آرتميا در صنايع پرورش ميگو و ماهي هم استفاده مي شود.
منبع: نجوم، شماره 203.
