Un organism ce nu are nevoie de oxigen pentru a supraviețui a fost descoperit în premieră

Unele adevăruri despre Univers și modul cum ne raportăm la ele par imuabile. Cerul este deasupra noastră. Gravitația ne ţine pe pământ. Nimic nu poate călători mai repede decât lumina. Viața multicelulară are nevoie de oxigen pentru a trăi. Cu toate acestea, ultima afirmaţie ar trebui regândită.

În 2020, oamenii de știință au descoperit un parazit, asemănător meduzei, care nu are un genom mitocondrial – primul organism multicelular găsit vreodată de acest fel. Aceasta înseamnă că nu respiră. De fapt, își trăiește viața complet lipsit de dependența de oxigen.

Această descoperire nu schimbă doar înțelegerea noastră privind modul în care viața poate exista aici pe Pământ, ci ar putea avea și implicații privind căutarea vieții extraterestre.

Organismele au început să-şi dezvolte capacitatea de a metaboliza oxigenul – adică de a respira – cândva cu peste 1,45 miliarde de ani în urmă. O celulă archaea mai mare a înghițit o bacterie mai mică și, cumva, noua casă a bacteriei a fost benefică ambelor părți, iar cele două au rămas împreună.

Această relație simbiotică a dus la evoluția celor două organisme împreună și, în cele din urmă, acele bacterii așezate în interior au devenit organele numite mitocondrii. Fiecare celulă din corpul tău, cu excepția celulelor roșii din sânge, are un număr mare de mitocondrii, iar acestea sunt esențiale pentru procesul de respirație.

Ele descompun oxigenul pentru a produce o moleculă numită adenozin trifosfat, pe care organismele multicelulare o folosesc pentru a alimenta cu energie procesele celulare.

Știm că există adaptări care permit unor organisme să prospere în condiții de oxigen scăzut. La unele organisme unicelulare există organite asemănătoare mitocondriilor pentru metabolismul anaerob, dar posibilitatea existenţei unor organisme pluricelulare exclusiv anaerobe a făcut obiectul unor dezbateri științifice.

Asta până când o echipă de cercetători condusă de Dayana Yahalomi de la Universitatea Tel Aviv din Israel a decis să studieze cu atenţie un parazit comun al somonului numit Henneguya salminicola.

H. salminicola. Credit: Stephen Douglas Atkinson

H. salminicola este un cnidarian, din aceeaşi încrengătură cu coralii, meduzele și anemonele. Deși chisturile pe care le creează în carnea peștelui sunt inestetice, paraziții nu sunt dăunători și vor trăi cu somonul pe tot ciclul lor de viață.

Ascuns în interiorul gazdei sale, micul cnidarian poate supraviețui fără oxigen. Cum reuşeşte acest lucru este dificil de știut fără să ne uităm la ADN-ul creaturii şi asta au făcut cercetătorii.

Ei au folosit secvențierea profundă și microscopia cu fluorescență pentru a efectua un studiu atent al H. salminicola și au descoperit că acesta și-a pierdut genomul mitocondrial. În plus, a pierdut și capacitatea de respirație aerobă și aproape toate genele nucleare implicate în transcrierea și replicarea mitocondriilor.

La fel ca organismele unicelulare, el şi-a dezvoltat organite similare mitocondriilor, dar și acestea sunt neobișnuite – au pliuri în membrana interioară care nu există de obicei.

Aceleași metode de secvențiere și microscopie într-un parazit de pește cnidarian strâns înrudit, Myxobolus squamalis, au fost utilizate ca martor și ele au arătat, în mod clar, un genom mitocondrial.

Aceste rezultate au dovedit că în acest caz avem un organism multicelular care nu are nevoie de oxigen pentru a supraviețui.

În timp ce H. salminicola este încă un mister, această pierdere genetică evoca o tendință generală a acestor creaturi – una de simplificare genetică. Practic, de-a lungul multor ani ele au evoluat dintr-un strămoș al meduzelor către parazitul mult mai simplu pe care îl vedem astăzi.

H salminicola. Credit: Stephen Douglas Atkinson

Aceste organisme au pierdut cea mai mare parte a genomului original de meduză, dar au păstrat – în mod ciudat – o structură complexă asemănătoare celulelor înțepătoare ale meduzelor. Ele nu le folosesc pentru a înțepa, ci pentru a se agăța de gazdele lor: o adaptare evolutivă de la nevoile meduzelor care trăiesc liber la cele ale parazitului.

Le puteți vedea în imaginea de mai sus unde arată ca niște ochi.

Această descoperire ar putea ajuta la găsirea unor metode de pescuit care să ţină cont de prezenţa parazitului. Deși este inofensiv pentru oameni, nimeni nu vrea să cumpere somon ciuruit cu un astfel de parazit.

Această descoperire este extraordinară și pentru că ne ajută să înțelegem mai bine viața.

„Descoperirea noastră confirmă că adaptarea la un mediu anaerob nu este unică pentru eucariotele unicelulare, ci este prezentă și într-un organism multicelular, parazit”, au explicat cercetătorii în lucrarea lor.

Prin urmare, H. salminicola oferă o oportunitate de înțelegere a tranziției evolutive de la un metabolism aerob la unul exclusiv anaerob.

Cercetarea a fost publicată în PNAS .

Traducere după This Is The First Animal Ever Found That Doesn’t Need Oxygen to Survive