TÕELINE SENSATSIOON ⟩ See äsja leitud loom ei vaja eluks hapnikku

Saage tuttavaks: Henneguya salminicola – temal pole elamiseks hapnikku vajagi. Lõhel parasiteeriv elukas ei kahjusta seda kala üldse. Foto: Stephen Douglas Atkinson

Mõned universumi tõed ja meie kogemused tunduvad muutumatud. Taevas on üleval. Gravitatsioon tõmbab alla. Miski ei saa liikuda kiiremini kui valgus. Mitmerakuline elu vajab elamiseks hapnikku. Välja arvatud viimane – see võib vajada uuemate avastuste alusel ümbermõtestamist.

2020. aastal avastasid teadlased meduusisarnase parasiidi, millel puudub mitokondriaalne genoom – see on esimene teadaolev hulkrakne organism, kellel see puudub. See tähendabki, et ta ei hinga; tegelikult elab ta täiesti hapnikuvabalt.

See avastus ei muuda ainult meie arusaamist elu toimimisest Maal – sellel võivad olla ka mõjud maavälise elu otsingutele.

Elu hakkas hapnikku metaboliseerima – see tähendab hingama – umbes 1,45 miljardit aastat tagasi. Suurem arheoon neelas väiksema bakteri ja kuidagi kujunes uus elukeskkond mõlemale kasulikuks, nii et nad jäid kokku.

See sümbiootiline suhe viis kahe organismi evolutsioonilise koosarenguni ja lõpuks muutusid need bakterid organellideks, mida nimetatakse mitokondriteks. Igas sinu keharakus, välja arvatud punastes verelibledes, on suur hulk mitokondreid, mis on olulised hingamisprotsessis.

Nad lagundavad hapnikku, et toota molekuli nimega adenosiintrifosfaat (ATP), mida hulkraksed organismid kasutavad raku protsesside jõustamiseks.

Me teame, et on olemas kohandusi, mis võimaldavad mõnel organismil hakkama saada madala hapnikusisaldusega ehk hüpoksilistes tingimustes. Mõned üherakulised organismid on arenenud mitokondriaalseteks organellideks anaeroobsete metabolismide tarvis; kuid võimalus eksisteerida täielikult anaeroobsetel hulkraksetel organismidel on olnud teaduslik arutelu teema.

See oli nii, kuni Tel Avivi ülikooli teadlaste rühm Dayana Yahalomi eestvedamisel, otsustas uurida tavalist lõheparasiiti nimega Henneguya salminicola. See kuulub ainuõõssete (ingl. k. cnidarian) hulka, kuhu kuuluvad ka korallid, meduusid ja meriroosid. Kuigi tsüstid, mida nad kala lihas tekitavad, on inetu vaatepilt, pole parasiidid kahjulikud ja elavad lõhega kogu selle elutsükli vältel.

Peidus oma peremeesorganismi sees, suudab pisike ainuõõsne elada üsna hüpoksilistes tingimustes. Kuid täpselt, kuidas ta seda teeb, on raske teada ilma looma DNAd uurimata – ja seda teadlased tegidki.

Nad kasutasid süvasekveneerimist (deep sequencing) ja fluorestsentsmikroskoopiat, et põhjalikult uurida H. salminicola't, ja avastasid, et sellel puudub mitokondriaalne genoom. Lisaks oli see kaotanud võime aerootiliseks hingamiseks ja peaaegu kõik mitokondrite transkriptsiooni ja replikatsiooni jaoks vajalikud tuumageenid (nuclear genes).

Nagu üherakulised organismid, oli see evolveerunud mitokondriaalseteks organellideks, kuid need on samuti ebatavalised – neil on sisemembraanis voldid, mida tavaliselt ei näe.

Sama sekveneerimise ja mikroskoopilise meetodi abil uuriti lähedaselt seotud ainuõõsset kalaparasiiti Myxobolussquamalis’t, mida kasutati kontrollina ja millel selgelt esines mitokondriaalne genoom.

Need tulemused näitasid, et lõpuks on olemas hulkrakne organism, mis ei vaja ellujäämiseks hapnikku.

Kuigi H. salminicola on endiselt mõistatus, on selle kaotus üsna kooskõlas nende olendite üldise trendiga – geneetilise lihtsustumisega. Paljude aastate jooksul on nad põhimõtteliselt arenenud vabalt elavast meduusi esivanemast palju lihtsamaks parasiidiks, mida me täna näeme.

Nad on kaotanud suure osa algsest meduusi genoomist, kuid säilitanud – kummaliselt – keeruka struktuuri, mis meenutab meduusi kõrverakke. Nad ei kasuta neid nõelamiseks ja enda kaitsmiseks, vaid peremeestele kinnitumiseks: evolutsiooniline kohandumine vabalt elava meduusi vajadustest parasiidi omadeks.

Avastus võib aidata kalandusel kohandada oma strateegiaid parasiidiga tegelemiseks; kuigi see pole inimestele kahjulik, ei taha keegi osta lõhet, mis on täis pisikesi kummalisi meduuse.

Kuid see on ka tähelepanuväärne avastus, mis aitab meil mõista, kuidas elu töötab.

«Meie avastus kinnitab, et kohandumine anaeroobse keskkonnaga pole ainulaadne üherakulistele eukarüootidele, vaid on evolveerunud ka hulkrakses parasiitloomas,» selgitasid teadlased oma 2020. aasta veebruaris avaldatud artiklis.

«Seetõttu pakub H. salminicola võimalust mõista evolutsioonilist üleminekut aeroobselt anaeroobsele ainevahetusele.»

Uuring avaldati ajakirjas PNAS.

Allikas: Sciencealert