Wat is aan de hand met die arsenicum etende bacteriën?

(Dit bericht werd oorspronkelijk gepubliceerd op de In het diepe blog op Vkblog op 3 december 2010)

Deze week kondigde NASA aan dat er donderdag een speciale persconferentie gehouden zou worden om een belangrijke vonst te vertellen. Wat die vonst was, dat werd nog even "onder embargo" gehouden, oftewel: journalisten kregen te horen wat NASA wetenschappers gevonden hadden, maar ze moesten het tot na de persconferentie voor zich houden. De hype rond deze perfconferentie was groter dan gebruikelijk, trouwens.

Inmiddels is de persconferentie geweest en dit is waar NASA wetenschappers mee op de proppen kwamen: er zijn op Aarde bacteriën gevonden die in plaats van fosfor op arsenicum kunnen gebruiken in hun stofwisseling.


De bacterie die kan overleven op arsenicum. Arsenicum zit een rij onder fosfor in het periodiek systeem.

Is fosfor dan zo belangrijk?
Ik moest er aanvankelijk even over nadenken. Heb ik wel eens te weinig fosfor in mijn dieet gehad of zo? Maar forsfor is inderdaad heel belangrijk. Belangrijker dan je denkt. De lange strengen van ons DNA en RNA bestaat bij de gratie van fosfaatgroepen (PO4, ofwel 1 fosfaat-atoom met vier zuurstofatomen). En energie binnen cellen wordt getransporteert en opgeslagen dankzij een molekuul genaamd adenosine trifosfaat (ATP), dat drie fosfaatgroepen heeft.

De bacterie die wetenschappers nu gevonden hebben, een bacterie uit de familie halomonadaceae, kan forfor vervangen door arsenicum. Diverse detectiveverhalen hebben ons geleerd dat arsenicum dodelijk voor ons is. Maar voor deze bacterie niet. Hij kan zijn DNA opbouwen uit arsenicum als fosfor niet voldoende voor handen is.

Mono Lake
De bacterie is gevonden in Mono Lake in Californië. Vorig jaar was ik toevallig daar. Ik reed Yosemite National Park uit om op weg naar Death Valley te gaan. Als je Yosemite N.P. verlaat aan de oostkant, dan rij je langs een meer. Dat is Mono Lake, een toeristische bezienswaardigheid, omdat er allerlei bijzondere kalkstructuren aan de kant staan. Mono Lake is een meer dat over de jaren erg uitgedroogd is. Het is er drie keer zo zout als de oceaan en de concentratie van allerlei chemicaliën is toegenomen. Het meer is ook erg basisch met een pH van 10.


Mono Lake in Californië met zijn karakteristieke kalkstructuren die zijn ontstaan bij opdroging van het meer (nu eens een eigen foto).

Wetenschappers zijn op zoek gegaan naar bacteriën in het slik op de bodem van het meer, waar arsenicumconcentraties hoog zijn. Wat men vond, probeerde men te kweken in een fosforarme omgeving. Een bacterie wist in die omstandigheden dus te overleven.

De belangrijkste les die we daarvan leren, is dat leven meer opties heeft dan we tot nu toe dachten. Daar komen we steeds weer achter of het nu gaat om thermofiele bacteriën rond vulkanisme op de bodem van de oceaan of bacteriën die hun eigen antivries maken om zich in poolijs te kunnen bewegen. Hoe leven elders in de kosmos tot stand gekomen is kunnen we dus alleen maar raden.

Bronnen: Bad Astronomy Blog, de Not Exactly Rocket Science blog.