Ορισμένες αλήθειες για το Σύμπαν και την εμπειρία μας σε αυτό φαίνονται αμετάβλητες, όπ
ω
ς ότι τίποτα δεν μπορεί να ταξιδέψει γρηγορότερα από το φως και ότι η πολυκύτταρη ζωή χρειάζεται οξυγόνο για να ζήσει. Μόνο που ίσως πρέπει να αναθεωρήσουμε αυτό το τελευταίο.
Το 2020, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα παράσιτο που μοιάζει με μέδουσα και δεν έχει μιτοχονδριακό γονιδίωμα – ο πρώτος πολυκύτταρος οργανισμός που βρέθηκε ποτέ με τέτοια απουσία. Αυτό σημαίνει ότι δεν αναπνέει- στην πραγματικότητα, ζει τη ζωή του εντελώς χωρίς εξάρτηση από το οξυγόνο.
Η
ανακάλυψη αυτή δεν αλλάζει μόνο την κατανόησή μας για το πώς μπορεί να λειτουργεί η ζωή εδώ στη Γη
– θα μπορούσε επίσης να έχει επιπτώσεις στην αναζήτηση εξωγήινης ζωής.
Πώς άρχισε η ζωή στη Γη
Η ζωή άρχισε να αναπτύσσει την ικανότητα να μεταβολίζει το οξυγόνο – δηλαδή να αναπνέει – κάποια στιγμή πριν από 1,45 δισεκατομμύρια χρόνια. Ένα μεγαλύτερο αρχέγονο καταπλάκωσε ένα μικρότερο βακτήριο, και με κάποιο τρόπο το νέο σπίτι του βακτηρίου ήταν επωφελές και για τα δύο μέρη, και τα δύο παρέμειναν μαζί.
Αυτή η
συμβιωτική σχέση είχε ως αποτέλεσμα οι δύο οργανισμοί να εξελιχθούν μαζί,
και τελικά τα βακτήρια που εγκαταστάθηκαν μέσα τους έγιναν οργανίδια που ονομάζονται
μιτοχόνδρια
. Κάθε κύτταρο του σώματός σας, εκτός από τα ερυθρά αιμοσφαίρια, διαθέτει μεγάλο αριθμό μιτοχονδρίων, τα οποία είναι απαραίτητα για τη διαδικασία της αναπνοής.
Διασπούν το οξυγόνο για να παράγουν ένα μόριο που ονομάζεται
Τριφωσφορική αδενοσίνη, (adenosine triphosphate)
, το οποίο οι πολυκύτταροι οργανισμοί χρησιμοποιούν για να τροφοδοτούν τις κυτταρικές διεργασίες.
Γνωρίζουμε ότι υπάρχουν προσαρμογές που επιτρέπουν σε ορισμένους οργανισμούς να ευδοκιμούν σε συνθήκες χαμηλού οξυγόνου ή υποξίας. Ορισμένοι μονοκύτταροι οργανισμοί έχουν αναπτύξει οργανίδια που σχετίζονται με τα μιτοχόνδρια για τον αναερόβιο μεταβολισμό- αλλά η πιθανότητα ύπαρξης αποκλειστικά αναερόβιων πολυκύτταρων οργανισμών είχε αποτελέσει αντικείμενο επιστημονικής συζήτησης.
Η ανακάλυψη που αλλάζει τα πάντα
Αυτό συνέβαινε μέχρι που μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής την Dayana Yahalomi του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ στο Ισραήλ
αποφάσισε να ρίξει μια άλλη ματιά σε ένα κοινό παράσιτο του σολομού που ονομάζεται
Henneguya salminicola
.
Είναι ένα
κνιδόζωο
, που ανήκει στο ίδιο φύλο με τα κοράλλια, τις μέδουσες και τις ανεμώνες. Αν και οι κύστες που δημιουργεί στη σάρκα του ψαριού είναι αντιαισθητικές, τα παράσιτα δεν είναι επιβλαβή και θα ζήσουν με τον σολομό για ολόκληρο τον κύκλο ζωής του.
Κρυμμένο μέσα στον ξενιστή του,
το μικροσκοπικό κνιδόζωο μπορεί να επιβιώσει σε αρκετά υποξικές συνθήκες.
Αλλά το πώς ακριβώς το κάνει αυτό είναι δύσκολο να γνωρίζουμε χωρίς να εξετάσουμε το
DNA
του πλάσματος – αυτό λοιπόν έκαναν οι ερευνητές.
Χ
ρησιμοποίησαν βαθιά αλληλούχιση και μικροσκοπία φθορισμού για να πραγματοποιήσουν μια προσεκτική μελέτη του H. salminicola
και διαπίστωσαν ότι
είχε χάσει το μιτοχονδριακό του γονιδίωμα.
Επιπλέον, έχασε επίσης την ικανότητα για αερόβια αναπνοή και σχεδόν όλα τα πυρηνικά γονίδια που εμπλέκονται στη μεταγραφή και την αναπαρ
αγωγή
των μιτοχονδρίων.
Όπως και οι μονοκύτταροι οργανισμοί,
είχε αναπτύξει οργανίδια που σχετίζονται με τα μιτοχόνδρια, αλλά και αυτά είναι ασυνήθιστα
– έχουν πτυχώσεις στην εσωτερική μεμβράνη που συνήθως δεν παρατηρούνται.
Επιβιώνει χωρίς οξυγόνο
Οι ίδιες μέθοδοι αλληλούχισης και μικροσκοπικής ανάλυσης σε ένα στενά συγγενικό παράσιτο των ψαριών-κνιδαριών, το Myxobolus squamalis, χρησιμοποιήθηκαν ως έλεγχος και έδειξαν σαφώς ένα μιτοχονδριακό γονιδίωμα.
Τα
αποτελέσματα αυτά έδειξαν ότι, επιτέλους, υπήρχε ένας πολυκύτταρος οργανισμός που δεν χρειάζεται οξυγόνο για να επιβιώσει.
Αν και το H. salminicola εξακολουθεί να είναι κάτι σαν μυστήριο, η απώλεια είναι αρκετά συνεπής με μια γενική τάση σε αυτά τα πλάσματα – αυτή της γενετικής απλοποίησης. Κατά τη διάρκεια πολλών, πολλών ετών, ουσιαστικά εξελίχθηκαν από έναν πρόγονο μέδουσας που ζούσε ελεύθερα σε ένα πολύ πιο απλό παράσιτο που βλέπουμε σήμερα.
Έχουν χάσει το μεγαλύτερο μέρος του αρχικού γονιδιώματος των μεδουσών, αλλά διατήρησαν – παραδόξως – μια πολύπλοκη δομή που μοιάζει με τα τσιμπήματα των μεδουσών. Δεν τα χρησιμοποιούν για να τσιμπήσουν, αλλά για να προσκολληθούν στους ξενιστές τους:
μια εξελικτική προσαρμογή από τις ανάγκες της ελεύθερης μέδουσας στις ανάγκες του παρασίτου.
Η ανακάλυψη θα μπορούσε να βοηθήσει την αλιεία να προσαρμόσει τις στρατηγικές της για την αντιμετώπιση του παρασίτου. Παρόλο που είναι ακίνδυνο για τον άνθρωπο, κανείς δεν θέλει να αγοράσει σολομό γεμάτο με μικροσκοπικές παράξενες μέδουσες.
Αλλά είναι επίσης
μια σπουδαία ανακάλυψη που θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί η ζωή.
«Η ανακάλυψή μας επιβεβαιώνει ότι η προσαρμογή σε ένα αναερόβιο
περιβάλλον
δεν είναι μοναδική στους μονοκύτταρους ευκαρυώτες, αλλά έχει επίσης εξελιχθεί σε ένα πολυκύτταρο, παρασιτικό ζώο»
εξηγούν οι ερευνητές στην εργασία τους, που δημοσιεύθηκε τον Φεβρουάριο του 2020.
«Ως εκ τούτου, το H. salminicola παρέχει μια ευκαιρία για την κατανόηση της εξελικτικής μετάβασης από έναν αερόβιο σε έναν αποκλειστικά αναερόβιο μεταβολισμό».
VIA:
FoxReport.gr
0