Forskere afslører, hvordan en lidet kendt amøbe opslugte bakterien for at blive fotosyntetisk

Forskere har afsløret den evolutionære rejse for en lidet kendt amøbe, Paulinella chromatophora, der erhvervede fotosyntese gennem et endosymbiotisk forhold til en cyanobakterie. Denne opdagelse kaster lys over de indviklede mekanismer bag udviklingen af ​​komplekse cellulære strukturer og funktioner.

Paulinella chromatophora er en encellet organisme, der besidder unikke fotosyntetiske evner, som gør den i stand til at omdanne sollys til energi gennem kloroplaster. Kloroplaster er organeller, der findes i planteceller og nogle andre organismer, der er ansvarlige for fotosyntese. Men i modsætning til planter og alger erhvervede Paulinella chromatophora sine fotosyntetiske evner gennem en usædvanlig proces.

Forskere har længe været fascineret af kloroplasternes oprindelse og den bemærkelsesværdige mangfoldighed af fotosyntetiske organismer. I en nylig undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet "Nature Communications" undersøgte forskere fra University of British Columbia (UBC) og University of Vienna Paulinella chromatophoras evolutionære historie og afslørede, hvordan den opnåede sin fotosyntetiske dygtighed.

Holdet udførte detaljerede genomiske og molekylære analyser for at spore de evolutionære trin, der førte til erhvervelsen af ​​fotosyntese i Paulinella chromatophora. De opdagede, at amøben havde opslugt en fotosyntetisk cyanobakterie, som derefter blev en endosymbiont, der levede i et symbiotisk forhold i amøbens cytoplasma.

I løbet af millioner af års samevolution overførte den cyanobakterielle endosymbiont gradvist sine fotosyntetiske gener til amøbens kerne. Denne genetiske overførsel gjorde det muligt for Paulinella chromatophora at udtrykke og vedligeholde det fotosyntetiske maskineri i sine egne celler. Amøben tæmmede i det væsentlige cyanobakterien og integrerede dens fotosyntetiske evner i sit eget genom.

Denne bemærkelsesværdige evolutionære begivenhed fandt sted for cirka 100 millioner år siden, hvilket gjorde Paulinella chromatophora til et "levende fossil", der bevarer et indblik i de tidlige stadier af fotosyntetisk evolution.

"Denne opdagelse viser evolutionens ekstraordinære kreativitet, og hvordan komplekse biologiske systemer kan opstå gennem symbiotiske associationer mellem forskellige organismer," sagde professor Patrick Keeling, seniorforfatter af undersøgelsen. "Paulinella chromatophora tjener som en unik model til at studere oprindelsen af ​​fotosyntese og de dynamiske processer, der former udviklingen af ​​cellulært liv."

Forskningen giver værdifuld indsigt i de grundlæggende mekanismer, der driver erhvervelsen og udviklingen af ​​fotosyntese, og kaster lys over de bemærkelsesværdige symbiotiske forhold, der har formet mangfoldigheden af ​​liv på Jorden.