说起砷元素，大多数人首先想到的可能是它的剧毒化合物——砒霜。美国航天局科学家2日宣布，他们新发现了一种独特的细菌，能利用砷来代替磷元素构筑生命分子，进行一些关键的生化反应。

这是首次发现构成生命的基本元素可以由其他元素取代。如果得到进一步确认，该发现将使人类对生命的认识发生重大改变，拓宽在地球极端环境乃至外星球寻找生命的思路。

碳、氢、氧、氮、磷、硫是组成地球生命的六大基本元素。磷元素在细胞中起着极为重要的作用，包括维持遗传物质DNA和RNA的骨架、参与形成细胞膜、以三磷酸腺苷（ATP）分子的形式输送能量等。

但美国航天局的科学家费丽萨·沃尔夫-西蒙等人发现，磷的这种地位并非不可代替。他们在《科学》杂志网络版上发表报告说，在美国加利福尼亚州东部的莫诺湖里生活的一种细菌，能利用砷来代替磷完成这些功能。

由于周边地区矿物中富含砷，莫诺湖的砷浓度极高。科学家从湖底采集淤泥，用高砷低磷的人工盐进行培养，然后进行一系列稀释过程，尽量去除溶液中剩下的磷，用砷取代。

结果发现，有一种细菌的长势明显比其他细菌要好。分离培养证实，这种细菌在砷溶液里的生长速度，能够达到在磷溶液中生长速度的60%。如果环境中既没有磷也没有砷，它就完全无法生长。

这种细菌被称为GFAJ-1，属于变形菌门的盐单胞菌科。放射性标记表明，砷元素存在于这种细菌的多种重要部件中，包括蛋白质、脂类、ATP、构成DNA和RNA的核苷酸。光谱分析间接显示，在DNA骨架中，砷取代了磷的角色。

沃尔夫-西蒙说，研究数据强有力地支持这种细菌用砷替代磷的看法。她认为，如果相对常见的盐单胞菌能做到这一点，其他细菌或许也能做到，这可能将会向人们展示一个前所未见的世界。

在元素周期表中，砷排在磷下方，两者属于同族，化学性质相似。事实上，砷对多数生物有毒正是源于这一点，它能够“劫持”磷参与的生化反应，制造混乱。此前曾经发现有微生物能够利用砷化合物来进行光合作用，但这是头一次发现直接用砷来构成生命基本分子的生物。

人们早就设想，生命基本元素是可以被其他元素取代的，用硅元素取代碳元素作为生命分子核心的“硅基生命”出现在许多科幻作品中。新发现的细菌是类似设想的第一个实际例证，不过由于磷对生命的重要性比不上碳元素，这种细菌并不适合被称为“砷基生命”。