Leven kan niet zonder fosfor. Dachten we. Maar nu blijkt er een bacterie te zijn die dit element kan verruilen voor arsenicum.

Eerder deze week was er heel wat over te doen: de NASA zou een persconferentie houden over een vondst die “invloed zou hebben op de zoektocht naar buitenaards leven”. Journalisten die wisten waar dit precies over ging, mochten niets zeggen vanwege een embargo, en dus barstte het op internet van de geruchten. Zou straks een Marsmannetje het podium betreden?

Vervolgens begonnen een aantal Britse kranten al voor de conferentie over het échte nieuws te berichten, waarna andere media niet achter konden blijven. Dat echte nieuws bleek te draaien om een bacterie uit het Californische Mono Lake, dat extreem veel zout bevat en ook rijk is aan arsenicum. In het lab bleek deze bacterie namelijk te kunnen leven van een arsenicumdieet, zo is te lezen in Science.

Goed, dat zal een teleurstelling zijn geweest voor wie hoopte op een aankondiging van leven op Mars of iets dergelijks. Toch is dit een ‘big deal’, want tot nu toe gingen we ervan uit dat leven niet kan bestaan zonder de elementen koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, fosfor en zwavel. Maar de bacterie waar het hier om draait (voor de liefhebbers: variant GFAJ-1 van de zogenoemde Halomonadaceae) kan ook groeien met behulp van arsenicum, het element dat direct onder fosfor staat in het periodiek systeem en er dus het nodige mee gemeen heeft.

Maar wacht even. Arsenicum is toch hartstikke giftig? Ja, zegt de bij het onderzoek betrokken astrobioloog Ariel Anbar, maar dat komt juist doordát de stof zo op fosfor lijkt. “Daardoor kunnen organismen moeilijk het verschil zien tussen die twee elementen. Maar arsenicum is anders genoeg om het niet zo goed te laten werken als fosfor; als het zich overal tussen wurmt, verstoort het de werking van onze biochemische machinerieën.”

Blijkbaar heeft de bacterie uit Mono Lake daar dus geen last van. Het organisme kreeg in het lab onder meer DNA-moleculen en eiwitten die arsenicumatomen bevatten, en kon onder die omstandigheden blijven bestaan. Wel groeit de bacterie minder snel als hij arsenicum te eten krijgt in plaats van fosfor, wordt hij groter (zie de foto’s beneden) en vertoont hij opvallend grote holtes, die hij volgens de onderzoekers gebruikt om afvalstoffen in te dumpen die voortkomen uit de overschakeling naar arsenicum.

De GFAJ1-bacterie op een arsenicumdieet. (Foto: Jodi Switzer Blum)

De 'fosforversie' van de GFAJ1-bacterie. (Foto: Jodi Switzer Blum)

En wat heeft dit dan met de zoektocht naar buitenaards leven te maken, zoals de NASA beloofde? Felisa Wolfe-Simon, hoofdauteur van de studie: “Onze bevindingen laten zien dat ‘leven zoals wij dat kennen’ weleens veel flexibeler zou kunnen zijn dan we doorgaans aannemen, of zelfs flexibeler dan we ons kunnen voorstellen.” En dat inzicht zou de mogelijkheden voor leven op andere planeten enorm verbreden. Vandaar.

Bronnen: Science Express, Arizona State University op EurekAlert!, Noorderlicht

Beeld: Henry Bortman