Kan du leve uden ilt? Denne dyrekande

For tre milliarder år siden, ting på Jorden var anderledes. For én ting, der var ikke alt dette ilt overalt - de første cyanobakterier skulle finde ud af en måde at leve på vulkansk kuldioxid, vand og sollys. Disse gamle organismer levede anaerobt, uden ilt. Underligt nok, hvad vi trækker vejret i dag er den type atmosfære, de gjorde det muligt for os, fordi biproduktet af deres fødevareproduktion - ilt - til sidst overhalede Jordens atmosfære. Anaerobe organismer blev tvunget ind i iltfrie kroge på planeten og holdt enkle og encellede.

Det er et dyr, Men uden en mitokondri

Imidlertid, når der er en regel, der er normalt en undtagelse, og en gruppe forskere har opdaget en lille, parasitisk cnidarian - en slægtning til en vandmand - der tilsyneladende ikke bruger ilt til at ånde. De offentliggjorde deres resultater i februar 24, 2020 -udgave af Proceedings of the National Academy of Sciences.

Dette dyr, Henneguya salminicola , er en lille fremmedhovedet parasit med en lang hale, der lever af muskelvæv af laks og andre fisk. Det er en eukaryote - medlem af en bred gruppe af organismer, der omfatter de fleste af de levende ting, du kan se med dit blotte øje:dyr, planter, svampe, osv. Cellerne i eukaryoter indeholder alle slags fancy organeller, som deres mere primitive modstykker, prokaryoter, ikke har. En af disse organeller er mitokondrierne, en struktur, der har et helt lille genom, adskilt fra resten af ​​organismen, og som eukaryote celler bruger til at producere energi, ved hjælp af ilt.

Men inden for de større grupper kalder vi "eukaryoter, "der er et par encellede, ikke-dyrearter, der er anaerobe. De har ikke mitokondrier, men har noget forskere kalder "mitokondrion-relaterede organeller." Henneguya salminicola er den første dyr at have denne funktion.

Det hele er meget mærkeligt, men hvordan blev de sådan?

Evolution af en anomali

"Forfædrene til Henneguya næsten helt sikkert havde mitokondrier, "siger studieforfatter Stephen Atkinson, en forskningsprofessor ved Institut for Mikrobiologi ved Oregon State University, i et e -mailinterview. "Alle dets nærmeste slægtninge har mitokondrier, så udviklingen til en anaerob livsstil og tab af funktionelle mitokondrier ser ud til at være en nylig tilpasning af den art alene - i hvert fald det vi kender til nu! "

I cellerne fra typiske dyr, mitokondrierne bruger ilt i en proces i flere trin til at skabe kemisk energi. Forskergruppen fandt ud af, at parasitten netop har måttet tilpasse sig et miljø med meget lidt tilgængeligt ilt. Uden behov for mitokondrier, det mistede de genetiske instruktioner for mindst flere dele af de processer, der bruger ilt - f.eks. Henneguya salminicola har mistet sit mitokondrielle genom, som andre dyreceller har brug for, fordi de indeholder instruktionerne til brug af ilt. Ved at miste genomet, parasitten sparer energi ved ikke at skulle kopiere gener til ting, den ikke længere har brug for.

Men hvordan kan den overleve i første omgang uden ilt?

"Vi formoder, at det i stedet skal absorbere molekyler relateret til energiproduktion fra værtscellerne, som allerede har foretaget en del af behandlingen, "siger Atkinson." At stjæle noget fra værten er grundlæggende for parasitisme! "

Hvad betyder det at være et dyr?

Ligesom mange vigtige opdagelser, dette fund var totalt uventet - forskerne håbede at sammenligne genomerne af to små parasitter, og hver gang forsøgte de at køre det af Henneguya salminicola , noget var tydeligvis meget underligt. Ser man nærmere på det, de fandt, at dens celler indeholdt en lille tom pose, hvor en mitokondrier måske engang havde været.

"Denne opdagelse har udvidet vores forståelse af, hvad det vil sige at være et 'dyr' ved at vise, at selv komplekst liv kan udvikle sig på en måde for at lykkes i miljøer uden ilt, "siger Atkinson." At vide, at anaerobe dyr kan eksistere, advarer os om, at vi skal være på udkig efter dette hos andre arter - og måske se i anaerobe miljøer efter dyr, hvor vi aldrig ville have set før. Specielt til myxozoan parasitforskning, det betyder, at vi fra nu af vil lede efter usædvanlige eller manglende mitokondrier hos andre arter, at prøve at opdage forbindelserne mellem værter, væv og miljø, der fører til tab af mitokondriel funktion for at drage fordel af anaerob metabolisme. "

Opdagelsen af ​​anaerobe mekanismer i disse parasitter kan også åbne en ny metode til behandling, da specifikke lægemidler er blevet brugt til at målrette mod andre anaerobe parasitter.

To andre eukaryoter, der har mistet deres mitokondrier, er giardia, en tarmparasit, og parasitten, der forårsager den seksuelt overførte infektion trichomoniasis, eller "trich, " hedder Trichomonas vaginalis .