Objeven komplexní živočich, který nepotřebuje kyslík

TLDR verze: Tento drobný parazit se jmenuje Henneguya salminicola, a zdá se, že si vystačí jenom anaerobními procesy, které jsme doposud znali jenom ze světa některých mikrobů. Studie tu.

Zadrž dech, vyvíjím se

Kyslík je fajn věc. To si člověk uvědomí nejenom v nonstopech, které zvysoka pečou na zákaz indoor kouření, ale i při pohledu na evoluci. Traduje se, že první formy života na zemském povrchu se sice bez kyslíku obešly, ale teprve přechod na kyslík (plus mínus jedno velké vymírání) nám otevřel bohatší prostřený stůl metabolismů, které jsou potřeba pro komplexnější formy života. Ano, tím myslím i vás ale překvapivě i vašeho protivného souseda, který neumí ve tři ráno docenit váš hudební vkus!

Zdá se však, že ne všichni vícebuněční biočichové nutně ke svému fungování kyslík potřebují! A poměrně překvapivým objevem totiž přišel tým Dayanay Yahalomi z Tel Aviv University. Jejímu týmu se podařilo popsat drobného žahavce (tj. člena stejného živočišného kmene jako medůzy, mořské sasanky a korály) Henneguya salminicola žijícího jako parazit ve svalovině lososů.

To je z logiky věci prostředí, v němž panuje nedostatek kyslíku. Dosud však nebylo známo, jak přesně se již dříve známý biočich s tímto nedostatkem vyrovnává. Nyní se ukázalo, že rozhodně šalamounsky – zdá se totiž, že bez kyslíku se zřejmě majoritně dovede obejít!

Ne snad, že by výzkumníci nějak rozpitvali tohoto parazita nějakým novým způsobem. Podařilo se jim však přečíst jeho genom a tak určit, které geny ke svému životu používá a které nikoliv. A odhalení jsou v tomto ohledu šokující jako z titulky Blesku! Zdá se, že H. salminicola totiž zřejmě kyslík vůbec nedýchá! Anebo ho přinejmenším nedýchá běžným způsobem. Ukázalo se totiž, že v jeho genomu zcela chybí mitochondriální geny!

Zatajuje tedy dech na celý život nebo jak vlastně funguje?

„Win“ samozřejmě platí jenom v případě lososů, viz taky víc níž…

Evoluce jinak

Absence mitochondriálních genů v zásadě znamená, že náš parazit postrádá také mnoho enzymů, které jsou pro klasickou na mitochondriích závislou aerobní respiraci nezbytné. Krom toho mu chybí i jaderné geny regulující replikaci a transkripci mitochondriální DNA.

Zní to trochu jako objev mimozemského života. Ale anaerobní metabolismus známe samozřejmě velmi dlouho ze světa mikrobů – doposud však nikoliv ze sféry komplexnějších biočichů. Objev tedy z H. salminicola dělá první známý mnohobuněčný organismus, u nějž bylo něco takového zjištěno. U nich vědátoři neočekávali, že by si při chodu organismus vystačili bez metabolických benefitů kyslíku.

Zdá se ale, že roli mitochondrií v H. salminicola převzaly nové mitochondriím příbuzné organely sloužícím k anaerobní respiraci. Něco takového bylo zatím pozorováno jen u některých anaerobně žijících jednobuněčných organismů. Máme tedy na stole pozoruhodný evoluční objev – ale pozor! Nejde o paralelní vývoj, nýbrž spíše malinká úchylná linie.

Zároveň ale platí, že H. salminicola nejspíše svou existencí jenom podtrhuje, proč je kyslík efektivnější. Tenhle drobný žahavec sice totiž sice zřejmě bez kyslíku obejde – ale zjevně se přesto nestal králem planety. Je sice pravděpodobné, že v budoucnu objevíme více jeho anaerobní bratří – zároveň však není úplně pravděpodobné, že bychom je našli u druhů, které se po planetě rozšířily majoritněji.

I nejnovější objev organismu, který se bez kyslíku obejde, tak o to více podtrhuje, proč je kyslík tak báječný evoluční vynález!

Kolosální kyslíková katastrofa v průběhu času. zdroj: Alex Glass

Ničitel kyslík

Zároveň si ale neodpustím žoviální pikanterii o tom, že ani kyslík není bez viny! Navzdory jeho efektivitě je totiž pro nás  v podstatě stále tak trochu „jedovatý“. Ne tak moc, aby způsobil smrt většiny živočichů jako před 2,3 miliardami let. Kyslík je ale furt hlavní příčinou toho, že naše buňky stárnou.

Velmi zjednodušeně si kyslík lze představit jako velmi „agresivní“ (reálně jde o přenos elektronů = v podstatě vysokou elektronegativitu kyslíku) element schopný efektivně „rozbíjet“ složité organické molekuly. Chemickou optikou to ilustruje velmi zjednodušená sumární rovnice oxidativní respirace C6H12O6 + 6(O2) => 6(H2O) + 6(CO2) + E, při níž kyslík v sérii kroků rozbijí glukózu za vzniku energeticky bohaté ATP.

To má ale dvě stránky mince. Kyslíkatý metabolismus je sice velmi efektivní, ale zároveň destruktivní pro buňky našich tkání, které se musí neustále regenerovat. Tedy, to samozřejmě opět musejí nejen kvůli působení kyslíku, ale z toho, co vím, na tom má kyslík velký, ne-li majoritní podíl.

Takže je to něco za něco. Avšak celková energetická bilance je ve prospěch využití kyslíku. Proto v přírodě převládl, v kyslíkatém prostředí je prostě daleko výhodnější pro chod celého organismu.

Vařím teď už trochu z vody, ale není vyloučení, že popsání H. salminicola nám časem může odhalit i některé zajímavé medicínské aplikace stran prodlužování života. Ne tak, že bychom si vyCRISPRovali anaerobní fungování. Ale jednoduše tím, že díky němu třeba postupně pochopíme zas víc o tom, jak kyslík buňky ovlivňuje či neovlivňuje.

Díky nenápadnému parazitovi lososů bychom tak jednou mohli v zakouřených nonstopech sedět až o stovky let déle!

[LL, JK]

Kyslík je v evoluci vůbec zajímavý…

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Diskuze

Reklama