Некоторые истины о Вселенной кажутся непреложными. Небо там. Нас сокрушает гравитация. Ничто не может двигаться быстрее света. Многоклеточной жизни нужен кислород, чтобы жить. Ну, может быть, это последнее не так.
Ученые только что обнаружили, что у медузоподобного паразита нет митохондриального генома - это первый известный многоклеточный организм, у которого есть это отсутствие. Это означает, что он не дышит. Он может прожить свою жизнь без кислорода.
Это открытие не только меняет наше понимание того, как жизнь может работать здесь, на Земле, но и может иметь значение для поиска внеземной жизни.
Жизнь и кислород: долгая история любви
Жизнь начала развивать способность усваивать кислород (т.е. дышать) более 1,45 миллиарда лет назад. Большая архея поглотила более мелкую бактерию, и в конце концов они остались вместе.
Эти симбиотические отношения привели к тому, что два организма эволюционировали вместе, и в конце концов те бактерии, которые поселились внутри, превратились в органеллы, называемые митохондриями.
Каждая клетка нашего тела, кроме эритроцитов, имеет большое количество митохондрий, и они необходимы для процесса дыхания. Они расщепляют кислород с образованием молекулы под названием аденозинтрифосфат, которую многоклеточные организмы используют для питания клеточных процессов.
Мы знаем, что существуют адаптации, которые позволяют некоторым организмам процветать в условиях низкого содержания кислорода или гипоксии. Некоторые одноклеточные организмы развили связанные с митохондриями органеллы для анаэробного метаболизма; но возможность существования исключительно анаэробных многоклеточных организмов была предметом научных дискуссий.
По крайней мере, пока группа исследователей во главе с Даяна Яхаломи Тель-Авивский университет в Израиле решил еще раз взглянуть на распространенного паразита лосося под названием Henneguya Salminicola.
«Животное», которое не дышит
Это гидроидной, принадлежащих к тому же типу, что и кораллы, медузы и анемоны.
Хотя цисты, которые они создают в мясе лосося, неприглядны, паразиты не опасны и будут жить с лососем на протяжении всего его жизненного цикла.
Скрытый в своем хозяине, маленький книдарий может выжить в условиях гипоксии. Но понять, как это происходит, сложно, не глядя на ДНК существа. Именно это и сделали исследователи.
Исследование
Команда использовала глубокое секвенирование и флуоресцентную микроскопию, чтобы провести углубленное исследование Henneguya Salminicola и они обнаружили, что он потерял митохондриальный геном. Другими словами, он потерял способность к аэробному дыханию и почти все ядерные гены, участвующие в транскрипции и репликации митохондрий.
Эти результаты показывают неопровержимую реальность: был открыт многоклеточный организм, которому для выживания не нужен кислород.
Как он живет без кислорода?
Вот это пока загадка. Он может «высасывать» аденозинтрифосфат непосредственно из своего хозяина, но это еще не установлено.
Но мутация этого организма вполне согласуется с общей тенденцией этих существ - генетическим упрощением.
Например, Henneguya Salminicola он утратил большую часть исходного генома медузы, но (как ни странно) сохранил сложную структуру, напоминающую стрекательные клетки медузы. Однако он использует его не для того, чтобы жалить, а для того, чтобы цепляться за своего хозяина: эволюционная адаптация от потребностей живой медузы к потребностям паразита. Вы также можете увидеть их на изображении выше: это то, что похоже на глаза.
Открытие может помочь рыболовам адаптировать свои стратегии борьбы с паразитом. Хотя он безвреден для человека (существуют многие другие паразиты) никто не хочет покупать лосося, полную странных маленьких медуз.
Но это также открытие, которое помогает нам понять, как устроена жизнь.
«Наше открытие подтверждает, что адаптация к анаэробной среде характерна не только для одноклеточных эукариот, но и для многоклеточных паразитических животных».- написали исследователи в своей статье.
«H. salminicola дает возможность понять эволюционный переход от анаэробного к аэробному метаболизму».
