Уникальную способность развил распространенный паразит лососевых рыб - он утратил все гены, ответственные за кислородное дыхание. Открытие существенно расширяет наши представления о многоклеточной жизни и демонстрирует, что при определенных условиях она может существовать в бескислородной среде.
В клетках всех многоклеточных организмов содержатся митохондрии – специализированные органеллы, которые отвечают за кислородное дыхание. Например, у человека эти структуры содержатся во всех типах клеток кроме эритроцитов. Основная задача митохондрий – производство АТФ, главной «энергетической валюты» клетки.
Однако из любого правила есть исключение. Биологам из Тель-Авивского университета, о работе которых рассказывает Science Alert, удалось обнаружить животное, которое не нуждается в кислороде. Им оказался широко распространенный паразит лососевых рыб Henneguya salminicola. Этот вид относится к классу Myxozoa – родственникам медуз и кораллов, которые приспособились к паразитическому образу жизни и чрезвычайно упростились.
Внутри тела хозяина Henneguya salminicola часто сталкивается с нехваткой кислорода. Однако как именно он выживает в таких условиях, до сих пор оставалось неясным. Чтобы выяснить это, исследователи тщательно исследовали геном паразита.
Анализ показал, что Henneguya salminicola утратил все гены, ответственные за кислородное дыхание и работу митохондрий.
Вместо этого он, подобно некоторым анаэробным простейшим, приобрел так называемые «органеллы, подобные митохондриям». Считается, что это могут быть последние остатки исчезнувших митохондрий.
Любопытно, что утрата митохондрий, судя по всему, не характерна для других видов Myxozoa. По крайней мере, генетический анализ вида Myxobolus squamalis, который близок к Henneguya salminicola и тоже паразитирует на рыбах, выявил наличие генов, связанных с работой митохондрий.
Таким образом, Henneguya salminicola – первый известный науке многоклеточный организм, которому для выживания не требуется кислород.
Скорее всего, необычная особенность этого вида связана с его образом жизни. Вместо того, чтобы тратить энергию на поддержание собственных митохондрий, паразит ворует молекулы АТФ у хозяина. Это укладывается в эволюционную тенденцию к упрощению, характерную для большинства паразитических организмов.
Авторы надеются, что открытие поможет рыбным фермам разработать новые стратегии борьбы с неприятным паразитом. Кроме того, оно расширяет наши представления о том, какой может быть многоклеточная жизнь. Если раньше считалось, что без кислорода могут обходиться лишь одноклеточные эукариоты, то теперь стало ясно, что это возможно и для более сложных организмов.
Около десяти лет назад было выдвинуто предположение, что обходиться без кислорода могут другие животные – несколько видов морских червеобразных существ из класса Loricifera.
В отличие от Myxozoa, они ведут свободный образ жизни, а от кислородного дыхания отказались, поскольку обитают в бескислородной среде в грунте на дне Средиземного моря. Однако с такой трактовкой согласны не все ученые.
Возможно, на других планетах также существует жизнь, способная обходиться без кислорода. Впрочем, пока наличие этого газа считается необходимым условием для эволюции сложных существ. И, согласно недавнему исследованию, кислород мог спонтанно появиться на многих планетах.