By Forskare har just upptäckt att en manetliknande parasit inte har ett mitokondriellt genomet – den första flercelliga organismen som är känd för att ha denna frånvaro. Det betyder att den inte andas, i själva verket lever sitt liv helt fritt från syreberoende.
Denna upptäckt förändrar inte bara vår förståelse för hur livet kan fungera här på Jorden – det kan också få konsekvenser för sökandet efter utomjordiskt liv.
Livet började utveckla förmågan att metabolisera syre – det vill säga andas – någon gång över 1,45 miljarder år sedan. En större arkeon uppslukade en mindre bakterie, och på något sätt var bakteriens nya hem fördelaktigt för båda parter, och de två stannade tillsammans.
Det symbiotiska förhållandet resulterade i att de två organismerna utvecklades tillsammans, och så småningom blev bakterierna innanför organeller kallade mitokondrier. Alla celler i kroppen utom röda blodkroppar har ett stort antal mitokondrier, och dessa är nödvändiga för andningsprocessen.
De bryter ner syre för att producera en molekyl som kallas adenosintrifosfat, som flercelliga organismer använder för att driva cellulära processer.
Vi vet att det finns anpassningar som gör det möjligt för vissa organismer att frodas under låga syre- eller hypoxiska förhållanden. Vissa encelliga organismer har utvecklat mitokondrierelaterade organeller för anaerob metabolism, men möjligheten till enbart anaeroba flercelliga organismer har varit föremål för en vetenskaplig debatt.
Det vill säga tills ett team av forskare som leds av Dayana Yahalomi från Tel Aviv University i Israel bestämde sig för att ta en titt på en vanlig laxparasit som heter Henneguya salminicola.
Det är en cnidarian, som tillhör samma fylum som koraller, maneter och anemoner. Även om de cystor som den skapar i fiskens kött är fula, är parasiterna inte skadliga och kommer att leva med laxen under hela sin livscykel.
Undangömd inuti sin värd, kan den lilla cnidarian överleva ganska hypoxiska förhållanden. Men exakt hur det gör det är svårt att veta utan att titta på varelsens DNA – så det är vad forskarna gjorde.
De använde djup sekvensering och fluorescensmikroskopi för att genomföra en noggrann studie av H. salminicola, och fann att det har förlorat sitt mitokondriella genomet. Dessutom har det också förlorat kapaciteten för aerob andning, och nästan alla kärngener inblandade i transkribering och replikering av mitokondrier.
Liksom de encelliga organismerna hade det utvecklats mitokondrierelaterade organeller, men dessa är ovanliga också – de har veck i det inre membranet som vanligtvis inte ses.
Samma sekvensering och mikroskopiska metoder i en närbesläktad cnidarian fiskparasit, Myxobolus squamalis, användes som kontroll och visade tydligt ett mitokondriellt genomet.
Resultaten visar att här äntligen finns en multicellulär organism som inte behöver syre för att överleva.
Exakt hur den överlever är fortfarande något av ett mysterium. Det kan vara blodiglande adenosintrifosfat från dess värd, men det är ännu inte bestämt.
Men förlusten är ganska förenlig med en övergripande trend i dessa varelser – en av genetisk förenkling. Under många, många år har de i princip övergått från en frilevande maneter förfader till den mycket enklare parasit vi ser idag.
De har förlorat det mesta av det ursprungliga maneter genom, men behåller – märkligt – en komplex struktur som liknar maneter stickande celler. De använder inte dessa för att sticka, utan för att hålla fast vid sina värdar: en evolutionär anpassning från de fria levande maneterna till parasitens behov. Du kan se dem i bilden ovan – de är de saker som ser ut som ögon.
Upptäckten kan hjälpa fisket att anpassa sina strategier för att hantera parasiten; även om det är ofarligt för människor, vill ingen köpa lax full av små konstiga maneter.
Men det är också en jäkla upptäckt för att hjälpa oss att förstå hur livet fungerar.
”Vår upptäckt bekräftar att anpassning till en anaerob miljö inte är unik för encelliga eukaryoter, men har också utvecklats i ett flercelligt, parasitdjur”, skrev forskarna i sin uppsats.
”Därför ger H. salminicola en möjlighet att förstå den evolutionära övergången från en aerob till en exklusiv anaerob metabolism.”
Forskningen har publicerats i PNAS.
