Ученые обнаружили живое существо, которое не дышит кислородом для жизни

Возможно, вы помните это из школьной биологии: митохондрии - это электростанции клетки. Это потому, что они играют ключевую роль в расщеплении питательных веществ и превращении их в молекулы, богатые энергией. Этот процесс называется аэробным дыханием, и именно поэтому каждое животное должно дышать воздухом - так думали ученые.

Теперь, международная группа исследователей обнаружила живое существо, у которого отсутствуют митохондрии и многие гены, способствующие аэробному дыханию. Это животное является паразитом лосося, называемым Henneguya salminicola, и является представителем филума Cnidaria, который также содержат медузы и морские анемоны. 

«Наше открытие показывает, что аэробное дыхание, один из наиболее важных метаболических путей, не является повсеместным явлением среди животных», - пишут авторы исследования.

Старший автор работы Дороти Хюшон рассказала, что открытие животного, которое не может подвергаться аэробному дыханию, было чистой удачей, поскольку она намеревалась секвенировать митохондрии Myxobolus squamalis, класса паразитов, к которому принадлежит H. salminicola. Она получила замороженные образцы миксозоидов в лаборатории соавтора исследования Стивена Аткинсона в Орегоне, и один из образцов оказался H. salminicola.

«Моя цель состояла в том, чтобы собрать митохондриальный геном, чтобы изучить его эволюцию у Myxobolus squamalis, и... ой, я нашла один без генома», - сказала она.

Поначалу Хюшон подумала, что это может быть ошибка. 

«Сначала я подумала, что отсутствие митохондриального генома среди последовательности ДНК было результатом ошибки в анализе генома. Но потом я поняла, что он потерял не только митохондриальный геном, но и весь набор белковых генов, которые взаимодействуют с митохондриальным геномом и со всеми генами, участвующими в дыхании».

Она добавила, что затем Аткинсон провел микроскопию, которая подтвердила молекулярные результаты и принесла «облегчение».

Конечно, H. salminicola должен каким-то образом расщеплять питательные вещества. Ученые обнаружили органеллы, связанные с митохондриями, когда они рассмотрели H. salminicola под электронным микроскопом. Эти органеллы содержали особые складки, называемые кристами, которыми митохондрии также обладают, чтобы увеличить площадь поверхности, на которой могут происходить химические реакции; однако способы, которыми функционируют эти связанные с митохондриями органеллы, неизвестны, поскольку паразиты были мертвы для этих анализов. Кроме того, авторы сообщили, что «в настоящее время невозможно» культивировать H. salminicola в лабораторных условиях. Хюшон говорит, что это связано с тем, что паразиту в течение своего жизненного цикла нужны два хозяина - рыба и червь, - и ученые еще не знают, какого червя он заражает.

Авторы резюмирую, что необходимы будущие эксперименты, чтобы лучше понять метаболизм H. salminicola. Тем не менее, это открытие подчеркивает изобретательность микозойных животных - класса паразитов, к которому принадлежит H. salminicola, пишет Vice.

«Микозойные животные претерпели выдающиеся морфологические и геномные упрощения во время адаптации к паразитизму от свободноживущего книдарийского предка», - пишут авторы. «Поскольку это очень разнообразная группа, насчитывающая более 2400 видов, которые населяют морскую, пресноводную и даже наземную среду, эволюционные потери и упрощение явно были успешной стратегией для Myxobolus squamalis, которая показывает, что меньше значит больше».

Как и большинство эволюционных нарушителей правил, H. salminicola идет вразрез с определением эукариота уникальными и специфическими способами, которые заставляют нас в первую очередь подвергать сомнению правила и ценить разнообразие жизни на Земле.