Einige Wahrheiten über das Universum scheinen unveränderlich. Der Himmel ist da oben. Die Schwerkraft zermalmt uns. Nichts kann schneller reisen als das Licht. Vielzelliges Leben braucht Sauerstoff zum Leben. Nun, vielleicht ist das letzte Ding nicht.
Wissenschaftler haben gerade herausgefunden, dass ein quallenähnlicher Parasit kein mitochondriales Genom besitzt – es ist der erste bekannte mehrzellige Organismus, dem dieses Fehlen fehlt. Das heißt, er atmet nicht. Es kann sein Leben ohne Sauerstoff leben.
Diese Entdeckung verändert nicht nur unser Verständnis davon, wie das Leben hier auf der Erde funktionieren kann, sondern könnte auch Auswirkungen auf die Suche nach außerirdischem Leben haben.
Leben und Sauerstoff: eine lange Liebesgeschichte
Das Leben hat begonnen, die Fähigkeit zu entwickeln, Sauerstoff zu metabolisieren (d.h. zu atmen) vor mehr als 1,45 Milliarden Jahren. Eine große Archaee verschlang ein kleineres Bakterium, und schließlich blieben die beiden zusammen.
Diese symbiotische Beziehung führte dazu, dass sich die beiden Organismen gemeinsam entwickelten, und schließlich wurden die Bakterien, die sich im Inneren ansiedelten, zu Organellen, den sogenannten Mitochondrien.
Jede Zelle in unserem Körper, mit Ausnahme der roten Blutkörperchen, hat eine große Anzahl von Mitochondrien, und diese sind für den Atmungsprozess unerlässlich. Sie bauen Sauerstoff ab, um ein Molekül namens Adenosintriphosphat zu produzieren, das vielzellige Organismen verwenden, um zelluläre Prozesse anzutreiben.
Wir wissen, dass es Anpassungen gibt, die es einigen Organismen ermöglichen, unter sauerstoffarmen oder hypoxischen Bedingungen zu gedeihen. Einige einzellige Organismen haben mitochondrienbezogene Organellen für den anaeroben Stoffwechsel entwickelt; aber die Möglichkeit ausschließlich anaerober mehrzelliger Organismen war Gegenstand wissenschaftlicher Debatten.
Zumindest solange ein Forscherteam von Dayana Yahalomi Die Universität Tel Aviv in Israel beschloss, einen weiteren Blick auf einen gewöhnlichen Lachsparasiten namens zu werfen Henneguya-Salminicola.
Ein "Tier", das nicht atmet
Es ist ein cnidarian, die zum selben Stamm gehören wie Korallen, Quallen und Anemonen.
Obwohl die Zysten, die sie im Lachsfleisch erzeugen, unansehnlich sind, sind die Parasiten nicht schädlich und werden den Lachs während seines gesamten Lebenszyklus begleiten.
Der kleine Nesseltier, der in seinem Wirt versteckt ist, kann unter ziemlich hypoxischen Bedingungen überleben. Aber zu wissen, wie das geht, ist schwierig, ohne die DNA der Kreatur zu betrachten. Und genau das haben die Forscher getan.
Forschung
Das Team verwendete Tiefensequenzierung und Fluoreszenzmikroskopie, um eine eingehende Untersuchung der Henneguya-Salminicola und sie fanden heraus, dass er das mitochondriale Genom verlor. Mit anderen Worten, er verlor seine aerobe Atmungskapazität und fast alle Kerngene, die an der Transkription und Replikation von Mitochondrien beteiligt sind.
Diese Ergebnisse zeigen eine unbestreitbare Realität: Es wurde ein vielzelliger Organismus entdeckt, der zum Überleben keinen Sauerstoff benötigt.
Wie lebt er ohne Sauerstoff?
Hier ist dies noch ein Rätsel. Es kann Adenosintriphosphat direkt von seinem Wirt "saugen", aber dies wurde noch nicht bestimmt.
Die Mutation dieses Organismus entspricht jedoch durchaus einem allgemeinen Trend bei diesen Kreaturen, der genetischen Vereinfachung.
Beispielsweise Henneguya-Salminicola Es hat einen Großteil des ursprünglichen Quallengenoms verloren, behält aber (seltsamerweise) eine komplexe Struktur, die an Quallen-Stechzellen erinnert. Es benutzt es jedoch nicht zum Stechen, sondern um sich an seinen Wirt zu klammern: eine evolutionäre Anpassung von den Bedürfnissen der lebenden Qualle an die des Parasiten. Sie können sie auch im obigen Bild sehen: Sie sind die Dinge, die wie Augen aussehen.
Die Entdeckung könnte Fischereien helfen, ihre Strategien im Umgang mit dem Parasiten anzupassen. Obwohl es für den Menschen ungefährlich ist (es gibt ganz andere Parasiten) Niemand möchte einen Lachs voller seltsamer kleiner Quallen kaufen.
Es ist aber auch eine Entdeckung, die uns hilft zu verstehen, wie das Leben funktioniert.
„Unsere Entdeckung bestätigt, dass die Anpassung an eine anaerobe Umgebung nicht nur für einzellige Eukaryoten gilt, sondern sich auch zu einem vielzelligen parasitären Tier entwickelt hat.“, schrieben die Forscher in ihrer Arbeit.
„H. salminicola bietet die Möglichkeit, den evolutionären Übergang vom anaeroben zum aeroben Stoffwechsel zu verstehen.“
