Кисень здається невіддільною частиною складного життя...
Люди, тварини та більшість інших багатоклітинних організмів використовують його для отримання енергії, а в клітинах для цього працюють мітохондрії. Проте вчені знайшли організм, який пішов зовсім іншим шляхом.
Паразит лосося Henneguya salminicola виявився першим відомим багатоклітинним організмом, який здатен обходитися без кисню. Його відкриття змушує по-новому подивитися на те, наскільки різноманітними можуть бути способи існування живих істот.
- Як взагалі можна жити без кисню?
Здатність використовувати кисень для отримання енергії сформувалася в еукаріотів приблизно 1,45 мільярда років тому. Ключову роль у цьому відіграли мітохондрії — структури всередині клітин, які перетворюють енергію поживних речовин на доступну для організму форму.
Безкисневий метаболізм давно відомий науці. Деякі бактерії, наприклад, використовують для отримання енергії водень, нітрати, сірку або її сполуки. Проте серед складних багатоклітинних організмів подібне явище залишалося великою загадкою.
Особливо дивним виявився випадок Henneguya salminicola.
- Паразит, який відмовився від мітохондрій
Цей крихітний організм належить до кнідаріїв — групи, до якої входять медузи, корали та інші водні тварини. Він паразитує в лососі й може жити разом із господарем протягом усього життєвого циклу.
Дослідники на чолі з Даяною Яхаломомі з Тель-Авівського університету вирішили з'ясувати, як паразит виживає в умовах майже повної відсутності кисню.
Для цього вони дослідили його ДНК і клітинну структуру за допомогою глибокого секвенування та флуоресцентної мікроскопії.
Результат виявився несподіваним: у Henneguya salminicola немає мітохондріального геному. Паразит також утратив гени, необхідні для роботи та розмноження мітохондріальної ДНК.
Фактично організм позбувся системи, яка для більшості тварин є критично важливою.
- Як він отримує енергію?
На це питання вчені поки не мають остаточної відповіді.
У клітинах паразита залишилися незвичайні органели, подібні до сильно змінених мітохондрій. Вони зустрічаються і в деяких одноклітинних організмів, які живуть без кисню.
Одна з головних гіпотез полягає в тому, що паразит може отримувати готову енергію від свого господаря. Зокрема, Henneguya salminicola, ймовірно, здатен використовувати аденозинтрифосфат — молекулу, яку клітини застосовують як основне енергетичне «паливо».
Тобто, замість самостійного виробництва енергії паразит міг еволюційно перейти до її отримання безпосередньо від лосося.
- Від медузи до паразита
Є в цієї історії ще одна дивовижна деталь. Предки Henneguya salminicola були значно складнішими організмами, схожими на медуз.
У процесі еволюції паразит поступово втрачав непотрібні для його способу життя гени та клітинні структури. Така генетична «економія» дозволила йому стати набагато простішим, зберігши водночас здатність успішно паразитувати.
Деякі структури, успадковані від предків, він використовує для прикріплення до господаря. Вони нагадують маленькі очі, хоча насправді виконують зовсім іншу функцію.
- Чому відкриття важливе?
Henneguya salminicola не становить небезпеки для людини, однак паразит може уражати м'ясо лосося, через що воно втрачає товарну привабливість.
Для науки його значення набагато ширше. Організм показує, наскільки далеко еволюція може змінити базові клітинні механізми, якщо певна функція більше не потрібна.
Вчені отримали рідкісний шанс простежити, як складний організм поступово переходить до життя без кисню та скорочує власний набір біологічних інструментів.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ:
- Турки знають правду про гареми: чому в школах їх вивчають зовсім не так, як показують у серіалах?
- Шлях до серця через шлунок: як наложниці зваблювали султанів їжею та до чого тут сучасний кебаб?
- Що сталося з гаремами після падіння Османської імперії: чи можна сьогодні мати кількох дружин?