W 2020 r. naukowcy z Tel Aviv University odkryli pasożyta przypominającego meduzę, który nie ma genomu mitochondrialnego – pierwszy znany nam organizm wielokomórkowy z takim deficytem. Oznacza to, że organizm ten nie oddycha i w rzeczywistości żyje całkowicie niezależnie od tlenu.
Czytaj też: Oazy życia odkryte w oceanicznych głębinach. Tak mogą wyglądać organizmy pozaziemskie
To odkrycie nie tylko zmienia nasze rozumienie tego, jak życie może działać na Ziemi, ale również może mieć znaczenie dla poszukiwań życia pozaziemskiego. Mimo iż od odkrycia Henneguya zschokkei minęło już kilka lat, to naukowcom wciąż nie udało się znaleźć niczego podobnego.
Henneguya zschokkei nie potrzebuje tlenu do przetrwania
Życie zaczęło rozwijać zdolność metabolizowania tlenu – czyli oddychania – ok. 1,45 mld lat temu. Większy archeon pochłonął mniejszą bakterię, a nowy dom bakterii okazał się korzystny dla obu stron i obie pozostały razem. Ta symbiotyczna relacja spowodowała, że oba organizmy ewoluowały razem, a ostatecznie bakterie stały się organellami zwanymi mitochondriami.
Czytaj też: Ewolucja znowu nas zwiodła? Odkryto “niekonwencjonalne” organizmy
Każda komórka w naszym ciele, z wyjątkiem czerwonych krwinek, ma dużą liczbę mitochondriów, które są niezbędne do procesu oddychania. Bez mitochondriów nie ma cyklu Krebsa, a więc i cząsteczek ATP – nie ma więc życia. Organelle te wytwarzają 15 razy tyle energii, niż byłoby to możliwe bez tlenu. Badania wskazują, że spadek ilości mitochondriów nie tylko przyczynia się do rozwoju tzw. wtórnych mitochondriopatii, ale jest też odpowiedzialny za starzenie się naszych organizmów.
Wiemy, że istnieją adaptacje, które pozwalają niektórym organizmom rozwijać się w warunkach niskiego stężenia tlenu lub niedotlenienia. Niektóre organizmy jednokomórkowe wyewoluowały organelle związane z mitochondriami do metabolizmu beztlenowego; ale możliwość wyłącznie beztlenowych organizmów wielokomórkowych była przez lata przedmiotem intensywnej debaty naukowej. Zmieniło się to dopiero w 2020 r., kiedy to zespół kierowany przez dr Dayanę Yahalomi z Tel Aviv University odkrył powszechnemu pasożytowi ryb łososiowatych, znanemu jako Henneguya salminicola.
To parzydełkowce (Cnidaria), należące do tego samego typu co koralowce, meduzy i ukwiały. Chociaż cysty, które tworzy w ciele ryby, są nieestetyczne, pasożyty nie są szkodliwe i mogą żyć z łososiem przez cały cykl jego życia. Schowany wewnątrz swojego żywiciela, maleńki parzydełkowiec może przetrwać warunki sporego niedotlenienia. Ale jak dokładnie to robi, trudno jest dowiedzieć się bez obejrzenia DNA stworzenia, co udało się zrobić.
Okazało się, że H. salminicola nie ma genomu mitochondrialnego oraz genów jądrowych zaangażowanych w transkrypcję i replikację mitochondriów. Podobnie jak organizmy jednokomórkowe, wyewoluował organelle związane z mitochondriami, ale one również są niezwykłe – mają fałdy w błonie wewnętrznej, których zwykle nie widać. To jedyny znany organizm wielokomórkowy, który nie potrzebuje tlenu, aby przeżyć.
Chociaż H. salminicola jest wciąż czymś w rodzaju tajemnicy, utrata mitochondriów jest zgodna z ogólnym trendem u tych stworzeń – genetycznym uproszczeniem. Przez wiele lat organizmy te przekształciły się z wolno żyjących przodków meduz w znacznie prostsze pasożyty, które obserwujemy dzisiaj. Straciły większość oryginalnego genomu meduzy, ale zachowały – co dziwne – złożoną strukturę przypominającą komórki parzydełkowe. Nie używają ich do żądlenia, ale do przyczepiania się do żywiciela – jest to ewolucyjna adaptacja do pasożytniczego trybu życia.