Üç milyar yıl önce, Dünya'daki şeyler farklıydı. Öncelikle, her yerde bu kadar oksijen yoktu - ilk siyanobakteriler volkanik karbondioksit , su ve güneş ışığında yaşamanın bir yolunu bulmalıydı . Bu eski zaman organizmaları oksijensiz olarak anaerobik olarak yaşadılar . Garip bir şekilde, bugün soluduğumuz şey bizim için mümkün kılan atmosfer türü, çünkü gıda üretimlerinin yan ürünü - oksijen - sonunda Dünya atmosferini geride bıraktı. Anaerobik organizmalar gezegenin oksijensiz köşelerine ve çatlaklarına zorlandı ve basit ve tek hücreli tutuldu.
Bu bir Hayvan, Ama Mitokondri Yok
Bununla birlikte, bir kural olduğunda, genellikle bir istisna vardır ve bir grup bilim insanı , görünüşe göre solunum için oksijen kullanmayan küçük, asalak bir cnidarian (denizanasının akrabası) keşfettiler. Onlar kendi bulgularını yayınladı Şubat 24, Ulusal Bilimler Akademisi Tutanakları 2020 sorunu.
Bu hayvan, Henneguya salminicola , somon ve diğer balıkların kas dokusunu besleyen uzun kuyruklu, uzaylı başlı küçük bir parazittir. Bu bir ökaryot - çıplak gözle görebileceğiniz canlıların çoğunu içeren geniş bir organizma grubunun üyesidir: hayvanlar, bitkiler, mantarlar, vb. Ökaryotların hücreleri, daha ilkel emsallerine göre her türden süslü organel içerir. , prokaryotlar , yok. Bu organellerden biri, organizmanın geri kalanından ayrı, kendi başına küçük bir genoma sahip olan ve ökaryotik hücrelerin oksijen yardımıyla enerji üretmek için kullandıkları mitokondridir.
Ancak "ökaryotlar" dediğimiz daha büyük gruplar içinde, anaerobik olan birkaç tek hücreli, hayvansal olmayan türler vardır. Mitokondrileri yoktur, ancak bilim adamlarının "mitokondri ile ilişkili organeller" dedikleri bir şeyleri vardır. Henneguya salminicola , bu özelliğe sahip ilk hayvandır .
Hepsi çok tuhaf, ama nasıl bu hale geldiler?
Bir Anomalinin Evrimi
Oregon Eyalet Üniversitesi Mikrobiyoloji Bölümü'nde araştırma profesörü olan ortak yazar Stephen Atkinson, bir e-posta röportajında " Henneguya'nın atalarının neredeyse kesin olarak mitokondriye sahip olduğunu" söylüyor . "En yakın akrabalarının hepsinde mitokondri var, bu yüzden anaerobik bir yaşam tarzına evrim ve fonksiyonel mitokondri kaybı, yalnızca bu türün yeni bir adaptasyonu gibi görünüyor - en azından şimdiye kadar bildiğimiz kadarıyla!"
Tipik hayvanların hücrelerinde mitokondri, kimyasal enerji oluşturmak için çok aşamalı bir süreçte oksijeni kullanır. Araştırma ekibi, parazitin çok az oksijen bulunan bir ortama adapte olması gerektiğini buldu. Mitokondriye ihtiyaç duymadan, oksijen kullanan işlemlerin en az birkaç kısmı için genetik talimatları kaybetti - örneğin, Henneguya salminicola , diğer hayvan hücrelerinin ihtiyaç duyduğu mitokondriyal genomunu kaybetti, çünkü oksijen kullanma talimatlarını içeriyorlar. Genomu kaybederek, parazit artık ihtiyaç duymadığı şeyler için genleri kopyalamak zorunda kalmayarak enerji tasarrufu sağlar.
Ama ilk etapta oksijensiz nasıl hayatta kalabilir?
Atkinson, "Bunun yerine, işlemin bir kısmını halihazırda yapmış olan konakçı hücrelerden enerji üretimi ile ilgili molekülleri emmesi gerektiğini varsayıyoruz" diyor. "Konukçudan bir şey çalmak asalaklığın temelidir!"
Hayvan Olmak Ne Anlama Gelir?
Pek çok önemli keşif gibi, bu bulgu da tamamen beklenmedikti - araştırmacılar iki küçük parazitin genomlarını karşılaştırmayı umuyorlardı ve Henneguya salminicola'nınkini her çalıştırmaya çalıştıklarında , apaçık bir şey çok garipti. Daha derinlemesine incelediklerinde, hücrelerinin bir zamanlar mitokondrinin olabileceği küçük bir boş torba içerdiğini buldular.
Atkinson, "Bu keşif, karmaşık yaşamın bile oksijensiz ortamlarda başarılı olacak şekilde evrimleşebileceğini göstererek 'hayvan' olmanın ne anlama geldiğine dair anlayışımızı genişletti," diyor. "Anaerobik hayvanların var olabileceğini bilmek, diğer türlerde bunu aramamız gerektiği konusunda bizi uyarıyor - ve belki daha önce hiç bakamayacağımız hayvanlar için anaerobik ortamlara bakıyoruz. Özellikle miksozoan parazit araştırması için, bu biz Anaerobik metabolizmadan yararlanmak için mitokondriyal fonksiyon kaybına yol açan konak, doku ve çevre arasındaki bağlantıları denemek ve keşfetmek için bundan sonra diğer türlerde olağandışı veya eksik mitokondri arayacak. "
Bu parazitlerdeki anaerobik mekanizmaların keşfi, diğer anaerobik parazitleri hedef almak için spesifik ilaçlar kullanıldığından, tedavi için yeni bir yol açabilir.
Şimdi Bu İlginç
Mitokondrilerini kaybeden diğer iki ökaryot, bir bağırsak paraziti olan giardia ve cinsel yolla bulaşan trichomoniasis veya Trichomonas vaginalis adı verilen "trich" enfeksiyonuna neden olan parazittir .
