Do przełomowego odkrycia doszło w 2020 roku. Wtedy to naukowcy z Uniwersytetu w Tel Avivie odkryli pasożyta przypominającego meduzę. Jak się okazało, stworzenie nie ma genomu mitochondrialnego, a co za tym idzie – może żyć całkowicie niezależnie od tlenu, ponieważ... nie oddycha.
Henneguya salminicola, bo tak nazywa się organizm, jest jak dotąd jedynym stworzeniem, które jest w stanie funkcjonować bez wspomnianego pierwiastka.
Oddychanie pojawiło się na Ziemi niemal ponad miliard lat temu
Około 1,45 miliarda lat temu życie na Ziemi zaczęło rozwijać zdolność do metabolizowania tlenu, czyli oddychania. Wiązało się to z sytuacją, w której większy archeon wchłonął mniejszą bakterię. Ta nowa symbiotyczna relacja okazała się korzystna dla obu stron i obydwa organizmy ewoluowały razem, a ostatecznie bakterie przekształciły się w organelle znane jako mitochondria.
Wszystkie komórki naszego ciała, z wyjątkiem czerwonych krwinek, zawierają dużą liczbę mitochondriów. Te są niezbędne do oddychania. Bez mitochondriów nie istniałby cykl Krebsa ani cząsteczki ATP, tym samym nie byłoby życia. Te organelle produkują 15 razy więcej energii niż byłoby to możliwe bez obecności tlenu. Badania wskazują, że zmniejszenie liczby mitochondriów przyczynia się nie tylko do rozwoju tak zwanych wtórnych mitochondriopatii, ale także jest odpowiedzialne za proces starzenia się organizmu.
Przełomowe odkrycie naukowców
Znamy adaptacje, które umożliwiają niektórym organizmom przetrwanie w warunkach niskiego stężenia tlenu lub niedotlenienia. Niektóre organizmy jednokomórkowe wyewoluowały organelle związane z mitochondriami do metabolizmu beztlenowego. Jednak istnienie wyłącznie beztlenowych organizmów wielokomórkowych było przedmiotem debaty naukowej przez lata. Zmieniło się to dopiero w 2020 roku, kiedy zespół kierowany przez dr Dayanę Yahalomi z Uniwersytetu Tel Awiwu odkrył pasożyta ryb łososiowatych o nazwie Henneguya salminicola.
Pasożyt należy do parzydełkowców (Cnidaria), tego samego typu co koralowce, meduzy i ukwiały. Chociaż cysty, które tworzy w ciele ryby, są nieestetyczne, pasożyty te nie są szkodliwe i mogą żyć z łososiem przez całe jego życie. Ukryty wewnątrz swojego żywiciela, mały parzydełkowiec może przetrwać w warunkach znacznego niedotlenienia. Dokładny mechanizm tego przetrwania stał się jasny dopiero po zbadaniu DNA tego organizmu.
Zagadkowy parzydełkowiec
Okazało się, że H. salminicola nie posiada genomu mitochondrialnego ani genów jądrowych związanych z transkrypcją i replikacją mitochondriów. Podobnie jak organizmy jednokomórkowe, wyewoluował organelle związane z mitochondriami. Te są jednak niezwykłe – mają fałdy w wewnętrznej błonie, co jest rzadkością. Jest to jedyny znany wielokomórkowy organizm, który nie potrzebuje tlenu do przetrwania.
Mimo że H. salminicola wciąż stanowi pewną zagadkę, utrata mitochondriów wpisuje się w ogólny trend genetycznego uproszczenia tych organizmów. Przez wiele lat przekształciły się one z wolno żyjących przodków meduz w znacznie prostsze pasożyty, które obserwujemy dzisiaj. Straciły większość oryginalnego genomu meduzy, ale zachowały złożoną strukturę przypominającą komórki parzydełkowe. Nie używają ich do żądlenia, lecz do przyczepiania się do żywiciela – jest to adaptacja ewolucyjna do pasożytniczego trybu życia.
Czytaj też:
W Bałtyku żyje jedno z najstarszych zwierząt świata. Przypomina meduzęCzytaj też:
Te zwierzęta korzystają z roślin, by się leczyć. Naukowcy w szoku