Найдено новое животное, которому не нужен кислород для дыхания

Ученые еще не выяснили, каким образом это существо получает энергию.

Ученые из Тель-Авивского университета обнаружили животное, которое не нуждается в кислороде для дыхания. Недавно открытый вид — паразит Henneguya salminicola. Он живет в мышечной ткани лосося и состоит менее чем из десяти клеток. Этот вид имеет общего предка с медузами и, значит, относится к стрекающим, но за миллионы лет эволюции превратился в гораздо более простое существо, которое мы видим сегодня. 

Henneguya salminicola потерял большую часть оригинального генома медузы, но, как ни странно, сохранил сложные элементы, напоминающую стрекающие клетки. Однако паразит использует их не для того, чтобы жалить, а чтобы цепляться за своих хозяев. Хотя цисты, которые образуются в результате деятельности животного в мышцах лосося, неприглядны, паразит безвреден и остается внутри рыбы в течение всего ее жизненного цикла.

Изучая животное, ученые обнаружили, что у Henneguya salminicola нет митохондриального генома. Это означает, что паразит не дышит в известном нам смысле слова и полностью свободен от кислородной зависимости. 

«Аэробное дыхание считалось обязательным у животных, но теперь мы подтвердили, что это не так. Наше открытие показывает, что эволюция может идти в странных направлениях. Аэробное дыхание является основным источником энергии, и все же мы нашли животное, которое отклонилось от этого пути», — говорит Дороти Хучон, соавтор исследования.

В каждой клетке нашего тела содержится множество митохондрий, которые необходимы для дыхания. Они расщепляют кислород и используют его энергию для синтеза аденозинтрифосфата, без которого многоклеточные организмы существовать не могут.

Мы знаем, что есть приспособления, которые позволяют некоторым организмам процветать в условиях низкого содержания кислорода, или гипоксии. У некоторых одноклеточных митохондрии превратились в упрощенные органеллы для анаэробного метаболизма; но возможность существования анаэробных многоклеточных организмов была предметом научных дискуссий.

«Нам еще не ясно, как паразит генерирует энергию. Она может быть взята из окружающих клеток рыб, или Henneguya salminicola может иметь другой тип дыхания, такой как бескислородное дыхание, характерное для одноклеточных анаэробов», — Дороти Хучон.

Для изучения Henneguya salminicola исследователи использовали секвенирование генома и флуоресцентную микроскопию. Кроме того что у паразита отсутствовал митохондриальный геном, выяснилось, что, подобно одноклеточным организмам, у него на основе митохондрий развились другие органеллы.

Те же методы секвенирования и микроскопии у близкородственного паразита Myxobolus squamalis были использованы в качестве контроля и четко показали наличие митохондриального генома.

«Наше открытие подтверждает, что адаптация к анаэробной среде не уникальна для одноклеточных эукариот, но также развивается у многоклеточных паразитических животных», — отмечают исследователи.

«Обычно считается, что в ходе эволюции организмы становятся все более и более сложными, и что простые одноклеточные или "малоклеточные" организмы являются предками сложных организмов. Но здесь, прямо перед нами, находится животное, эволюция которого пошла в противоположную сторону. Живя в бескислородной среде, он избавился от ненужных ему генов, необходимых для аэробного дыхания, и стал совсем простым», — заключает Хучон.