Найден первый организм, которому не нужен кислород для выживания

Некоторые истины о Вселенной и нашем опыте в ней кажутся неизменными. Одна из них, которая гласит, что многоклеточная жизнь нуждается в кислороде, чтобы жить, вероятно, потребует пересмотра.

Ранее в этом году ученые обнаружили, что у паразита, похожего на медузу, нет митохондриального генома. Это означает, что он не нуждается в кислороде. Данное открытие не только меняет наше понимание о жизни на Земле, но оно также может иметь значение для поиска внеземных организмов.

Жизнь начала развивать способность усваивать кислород - то есть дышать - где-то более 1,45 миллиарда лет назад. Большой археон поглотил меньшую бактерию, и каким-то образом это стало выгодно обеим сторонам, и они остались вместе.

Эти симбиотические отношения привели к тому, что два организма эволюционировали вместе, и в итоге те бактерии, которые оказались внутри, стали органеллами, называемыми митохондриями. Каждая клетка вашего тела, кроме эритроцитов, содержит большое количество митохондрий, и они необходимы для процесса дыхания.

Они расщепляют кислород с образованием молекулы под названием аденозинтрифосфат, который многоклеточные организмы используют для питания клеточных процессов.

Известно, что есть приспособления, которые позволяют некоторым организмам процветать в условиях низкого содержания кислорода или гипоксии. Некоторые одноклеточные организмы развили связанные с митохондрией органеллы для анаэробного метаболизма; но возможность исключительно анаэробных многоклеточных организмов была предметом научных дискуссий.

Так было до тех пор, пока группа исследователей во главе с Даяной Яхаломи из Тель-Авивского университета в Израиле не решила еще раз взглянуть на распространенного паразита лосося под названием Henneguya salminicola, пишет портал Science Alert.

Это книдарий, принадлежащий к тому же типу, что и кораллы, медузы и анемоны. Хотя цисты, которые он создает в мясе рыбы, неприглядны, паразиты не вредны и могут сосуществовать с лососем в течение всего своего жизненного цикла.

Спрятанный внутри своего хозяина, крошечный книдарий может выжить в довольно гипоксических условиях. Но как именно это происходит, трудно понять, не взглянув на ДНК существа - именно так и поступили исследователи.

Они использовали глубокую секвенирование и флуоресцентную микроскопию для тщательного изучения H. salminicola и обнаружили, что у него отсутствует митохондриальный геном. Подобно одноклеточным организмам, у него развились связанные с митохондриями органеллы, но они тоже необычны - у них есть складки на внутренней мембране, которые обычно не видны.

Те же методы секвенирования и микроскопии у близкородственного паразита рыб Cnidary, Myxobolus squamalis, были использованы в качестве контроля и четко показали наличие ответственного за дыхание генома.

Эти результаты показывают существование многоклеточного организма, которому не нужен кислород для выживания. Как именно он выживает, до сих пор остается загадкой. Это может быть своего рода «доза» аденозинтрифосфата от его хозяина, но это еще предстоит определить.

Но потеря митохондриального гена в значительной степени согласуется с общей тенденцией в этих существах - генетическое упрощение. За много-много лет они в основном превратились из свободно живущего предка медузы в гораздо более простого паразита, которого мы видим сегодня.

Они потеряли большую часть оригинального генома медузы, но сохранили - как ни странно - сложную структуру, напоминающую жгучие клетки медузы. Они используют их не для того, чтобы жалить, а чтобы цепляться за своих хозяев: эволюционная адаптация от потребностей свободно живущей медузы к потребностям паразита.

«Наше открытие подтверждает, что адаптация к анаэробной среде не уникальна для одноклеточных эукариот, но также развивается у многоклеточных паразитических животных», - пишут исследователи в своей статье. «Следовательно, H. salminicola дает возможность понять эволюционный переход от аэробного к исключительному анаэробному метаболизму», - подчеркнули они.