Вчені знайшли першу тварину, якій для виживання не потрібен кисень

(Стівен Дуглас Аткінсон)

Деякі істини про Всесвіт і наш досвід у ньому здаються незмінними. Небо вгору. Гравітація відстій. Ніщо не може подорожувати швидше за світло. Для існування багатоклітинного життя потрібен кисень. За винятком того, що нам, можливо, доведеться переосмислити останнє.

На початку цього року вчені виявили, що медузоподібний паразит не має мітохондріального геному — це перший багатоклітинний організм, у якого він відсутній. Це означає, що він не дихає; фактично, він живе своїм життям повністю вільним від кисневої залежності.

Це відкриття не тільки змінює наше розуміння того, як може функціонувати життя тут, на Землі, – воно також може мати наслідки для пошуку позаземного життя.

Життя колись почало розвивати здатність метаболізувати кисень, тобто дихати понад 1,45 мільярда років тому . Більший археон поглинула меншу бактерію, і якимось чином новий дім бактерії був корисним для обох сторін, і вони залишилися разом.

Ці симбіотичні стосунки призвели до спільної еволюції двох організмів, і зрештою ті бактерії, які влаштувалися всередині, стали органели називають мітохондріями. Кожна клітина вашого тіла, крім еритроцитів, має велику кількість мітохондрій, і вони необхідні для процесу дихання.

Вони розкладають кисень, утворюючи молекулу, яка називається аденозинтрифосфат , який багатоклітинні організми використовують для живлення клітинних процесів.

Ми знаємо, що існують адаптації, які дозволяють деяким організмам процвітати в умовах низького вмісту кисню або гіпоксії. Деякі одноклітинні організми еволюціонували пов'язані з мітохондріями органели для анаеробного метаболізму; але можливість існування виключно анаеробних багатоклітинних організмів була предметом деяких наукових дискусій.

Тобто до тих пір, поки група дослідників під керівництвом Даяни Яхаломі з Тель-Авівського університету в Ізраїлі не вирішила ще раз поглянути на поширеного паразита лосося під назвою Хеннегуя сальмінікола .

(Стівен Дуглас Аткінсон)

Це кнідарія, яка належить до того ж типу, що й корали, медузи та анемони. Незважаючи на те, що цисти, які він створює в тілі риби, непривабливі, паразити є непривабливими не шкідливий і житиме з лососем протягом усього життєвого циклу.

Захована всередині свого хазяїна, крихітна кнідарія може вижити в досить гіпоксичних умовах. Але як саме це відбувається, важко дізнатися, не дивлячись на ДНК істоти, тому дослідники зробили це.

Вони використовували глибоке секвенування та флуоресцентну мікроскопію для ретельного вивчення H. salminicola , і виявив, що він втратив свій мітохондріальний геном. Крім того, він також втратив здатність до аеробного дихання та майже всіх ядерних генів, залучених до транскрипції та реплікації мітохондрій.

Подібно до одноклітинних організмів, він мав еволюційні органели, пов’язані з мітохондріями, але вони теж незвичайні – вони мають складки у внутрішній мембрані, які зазвичай не видно.

Ті самі методи секвенування та мікроскопічні методи у близькоспорідненого паразита книдарії риби, Myxobolus squamalis , використовувався як контроль і чітко показав мітохондріальний геном.

Ці результати показують, що нарешті є багатоклітинний організм, якому для виживання не потрібен кисень.

Як саме він вижив, досі залишається загадкою. Це може бути випорожнення аденозинтрифосфату від свого господаря, але це ще належить визначити.

Але ця втрата цілком узгоджується із загальною тенденцією цих істот – генетичним спрощенням. Протягом багатьох, багатьох років вони в основному перейшли від a вільноживучий предок медузи у набагато простішого паразита, якого ми бачимо сьогодні.

(Стівен Дуглас Аткінсон)

Вони втратили більшу частину оригінального геному медузи, але зберегли, як це не дивно, складну структуру, схожу на жалючі клітини медузи. Вони не використовують їх, щоб жалити, але чіплятися за своїх господарів : еволюційна адаптація від потреб вільноживучих медуз до потреб паразита. Ви можете побачити їх на зображенні вище - це речі, схожі на очі.

Відкриття може допомогти рибальству адаптувати свої стратегії боротьби з паразитом; хоча він нешкідливий для людей, ніхто не хоче купувати лосося, пронизаного крихітними дивними медузами.

Але це також неймовірне відкриття, яке допомагає нам зрозуміти, як влаштовано життя.

«Наше відкриття підтверджує, що адаптація до анаеробного середовища властива не тільки одноклітинним еукаріотам, але й у багатоклітинних тварин-паразитів», — написали дослідники у своїй статті, опублікованій у лютому 2020 року.

'Отже, H. salminicola дає можливість зрозуміти еволюційний перехід від аеробного до виключно анаеробного метаболізму».

Дослідження опубліковано в PNAS .

Версія цієї статті була вперше опублікована в лютому 2020 року.

Про Нас

Публікація Незалежних, Перевірених Фактів Звітів Про Здоров'Я, Космос, Природу, Технології Та Навколишнє Середовище.