Bacterias que comen arsénico replantean la química de la vida

Extrañas formaciones salinas en el Lago Mono
Podríamos estar presenciando los primeros signos de una "biosfera oculta", una forma paralela de vida en la Tierra con una bioquímica diferente a todos los demás. Se han aislado bacterias que crecen sin fósforo, uno de los seis elementos químicos se cree que son esenciales para la vida, en el Lago Mono en California. En lugar de fósforo, las bacterias lo sustituyen por el venenoso arsénico.
"La vida como la conocemos podría ser mucho más flexible de lo que generalmente asumimos o podemos imaginar", comenta Felisa Wolfe-Simon del Instituto de Astrobiología de la NASA y del Geological Survey de Estado Unidos en Menlo Park, California.
El equipo de Wolfe-Simon tomó barro que contienía bacterias del Lago Mono, rico en arsénico Lago Mono y las hizo crecer con concentraciones cada vez menores de fósforo. Su razonamiento era que, puesto que el arsénico se encuentra justo debajo de fósforo en la tabla periódica, y comparte muchas de sus propiedades químicas e incluso lo utilizan como fuente de energía algunas bacterias, los microorganismos podrían intercambiar uno por otro. Y precisamente esto es lo que sucedió.
"Después de un año, que todavía están vivos y bien", dice Paul Davies de la Universidad Estatal de Arizona en Tempe. No sólo eso, el equipo demostró que esta capacidad se incorporó profundamente en la construcción de bloques moleculares en las bacterias halófilas, de la cepa GFAJ-1 de la familia Halomonadaceae, hasta el ADN.
La Columna vertebral de la Vida
Hasta ahora, toda la vida conocida se ha construido en torno a los seis elementos químicos principales: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre, conocidos como CHNOPS, y que constituyen las proteínas, los lípidos y el ADN. En todas las formas normales de vida, el fósforo es una parte importante de la columna vertebral del material genético.
"Es la primera vez que se ha demostrado una sustitución de productos químicos para el ADN", señala Philippe Bertin , de la Universidad de Estrasburgo, Francia, que no participó en el equipo. "Posiblemente, es una reliquia de un metabolismo ancestral que fue sustituido durante la evolución, porque el uso de fósforo fue más estable y menos tóxico."
A pesar de que sobreviven con arsénico durante un año, las bacterias todavía "prefieren" crecer con fósforo: las biomoléculas reaccionan de forma más eficicaz en el agua y parecen ser más estables cuando se construyen con fósforo que con arsénico. Sólo sustituyen el arsénico, si no hay otra alternativa.
Steven Benner, químico de la Fundación para la Evolución Molecular Aplicada en Gainesville, Florida, que trabaja en formas alternativas de ADN, se muestra escéptico en que la bacteria contenga realmente arsénico. "Dudo de estos resultados", afirma Benner, ya que para medir el ADN modificado debe ponerse en un gel que contiene el agua, que rápidamente disolvería cualquier molécula de arseniato. Cualquier hipótesis de que el arseniato pudiera reemplazar al fosfato en las biomoléculas debe tener esto en cuenta, dice.
La sombra de la biosfera
Davies dice que los futuros trabajo futuros encaminarán a abordar la el problema de estabilidad en el agua, pero sostiene que el descubrimiento subraya la necesidad de mirar más allá para encontrar los primeros representantes verdaderos de formas de vida alternativa a la sombra de la biosfera de la Tierra.
¿Dónde buscar? serían buenos objetivos los nichos ecológicos extremos y aislados como los desiertos secos o mesetas frías, perforaciones en el manto o más profundo, lagos contaminados o chimeneas hidrotermales de aguas profundas. "También podría ser que esta 'vida extraña' estuviera a nuestro alrededor, mezclada con la vida basada en el carbono. Si ésto así, sería difícil de detectar, ya que tendríamos que encontrar una forma para filtrar todo lo demás," añade Davies.
Las bacterias del arsénico tienen implicaciones para la posible vida extraterrestre, también. "Si la vida comenzó en más de una forma en nuestro planeta, sería muy peculiar creer que otros lugares en el universo no estuvieran atiborradas", dice Davies. El experto concluye que deberíamos debemos pensar cuidadosamente qué elementos químicos seguir para encontrarla.
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