Люди, животные и большинство других многоклеточных организмов используют его для получения энергии, а в клетках для этого работают митохондрии. Однако учёные обнаружили организм, который пошёл совершенно иным путём.
Паразит лосося Henneguya salminicola оказался первым известным многоклеточным организмом, способным обходиться без кислорода. Его открытие заставляет по-новому взглянуть на то, насколько разнообразными могут быть способы существования живых существ.
- Как вообще можно жить без кислорода?
Способность использовать кислород для получения энергии сформировалась у эукариот примерно 1,45 миллиарда лет назад. Ключевую роль в этом сыграли митохондрии — структуры внутри клеток, которые преобразуют энергию питательных веществ в доступную для организма форму.
Бескислородный метаболизм давно известен науке. Некоторые бактерии, например, используют для получения энергии водород, нитраты, серу или её соединения. Однако среди сложных многоклеточных организмов подобное явление оставалось большой загадкой.
Особенно удивительным оказался случай Henneguya salminicola.
- Паразит, отказавшийся от митохондрий
Этот крошечный организм относится к книдариям — группе, в которую входят медузы, кораллы и другие водные животные. Он паразитирует в лососе и может жить вместе с хозяином на протяжении всего жизненного цикла.
Исследователи во главе с Даяной Яхаломоми из Тель-Авивского университета решили выяснить, как паразит выживает в условиях почти полного отсутствия кислорода.
Для этого они исследовали его ДНК и клеточную структуру с помощью глубокого секвенирования и флуоресцентной микроскопии.
Результат оказался неожиданным: у Henneguya salminicola отсутствует митохондриальный геном. Паразит также утратил гены, необходимые для функционирования и размножения митохондриальной ДНК.
Фактически организм лишился системы, которая для большинства животных является критически важной.
- Как он получает энергию?
На этот вопрос у учёных пока нет окончательного ответа.
В клетках паразита сохранились необычные органеллы, похожие на сильно измененные митохондрии. Они встречаются и у некоторых одноклеточных организмов, живущих без кислорода.
Одна из главных гипотез заключается в том, что паразит может получать готовую энергию от своего хозяина. В частности, Henneguya salminicola, вероятно, способен использовать аденозинтрифосфат — молекулу, которую клетки используют в качестве основного энергетического «топлива».
То есть, вместо самостоятельного производства энергии паразит мог эволюционно перейти к её получению непосредственно от лосося.
- От медузы к паразиту
В этой истории есть ещё одна удивительная деталь. Предки Henneguya salminicola были гораздо более сложными организмами, похожими на медуз.
В процессе эволюции паразит постепенно терял ненужные для его образа жизни гены и клеточные структуры. Такая генетическая «экономия» позволила ему стать гораздо проще, сохранив при этом способность успешно паразитировать.
Некоторые структуры, унаследованные от предков, он использует для прикрепления к хозяину. Они напоминают маленькие глазки, хотя на самом деле выполняют совсем другую функцию.
- Почему это открытие важно?
Henneguya salminicola не представляет опасности для человека, однако паразит может поражать мясо лосося, из-за чего оно теряет товарную привлекательность.
Для науки его значение гораздо шире. Организм демонстрирует, насколько далеко эволюция может изменить базовые клеточные механизмы, если определённая функция больше не нужна.
Учёные получили редкий шанс проследить, как сложный организм постепенно переходит к жизни без кислорода и сокращает собственный набор биологических инструментов.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
- Турки знают правду о гаремах: почему в школах их изучают совсем не так, как показывают в сериалах?
- Путь к сердцу лежит через желудок: как наложницы соблазняли султанов едой и при чём здесь современный кебаб?
- Что стало с гаремами после падения Османской империи: можно ли сегодня иметь несколько жён?