Skupina istraživača otkrila je kako je mikrob, koji je bio apsorbiran od strane stanice alge prije 100 milijuna godina, evoluirao u ključni dio stanične strukture.
Istraživački tim otkrio je kako je mikrob, apsorbiran od algijske stanice prije 100 milijuna godina, evoluirao u ključni dio stanične arhitekture. Ovo otkriće, prvo svoje vrste, razotkrilo je strukturu unutar kompleksnih stanica sposobnu za ekstrakciju dušika iz atmosfere i njegovu pretvorbu u oblik koristan stanici. Prema Live Science, ova struktura, nazvana “nitroplast,” pretpostavlja se da je nastala iz bakterije u oceanu, koju je algijska stanica prethodno apsorbirala. Smatralo se da između bakterije i alge postoji simbioza, gdje mikrob algi pruža dušik, a alga mikrobu stanište. No, mikrob je tijekom vremena transformiran u potpuno funkcionalan organel s metabolizmom integriranim u onaj alge. “Iznimno je rijetko da organeli nastaju iz ovakvih okolnosti,” izjavio je Tyler Coale, postdoktorand na Sveučilištu u Kaliforniji, Santa Cruz i glavni autor jedne od recentnih studija o nitroplastu.
Ovo otkriće označava samo četvrti poznati slučaj primarne endosimbioze u povijesti Zemlje, procesa gdje eukariotska stanica – s DNK unutar jezgre, kao kod svih životinja, biljaka i gljiva – apsorbira prokariotsku stanicu, koja jezgru nema. U ovom slučaju, eukariotska stanica alge apsorbirala je prokariotsku bakterijsku stanicu. “Prvi put kada se to dogodilo, pokrenulo je evoluciju svih složenijih oblika života,” objasnio je Coale, aludirajući na evoluciju mitohondrija, energetskih centara stanica, prije otprilike 1,5 milijarde godina. “Sve što je kompleksnije od bakterijske stanice, uključujući i ljude, svoje postojanje duguje tom događaju.” Drugi poznati slučaj endosimbioze dogodio se prije oko milijardu godina i doveo je do razvoja kloroplasta, koji omogućavaju fotosintezu te su potaknuli evoluciju biljaka. Treći dokumentirani događaj možda je doveo do nastanka kromatofora, organela punog pigmenata koji omogućava glavonošcima, poput lignji i hobotnica, promjenu boje. Mikrob koji se pretvorio u nitroplast prvi je puta identificiran 1998. godine, iako tada još nije bio prepoznat kao prava organela.
UCYN-A
U ovom istraživanju, tim pod vodstvom Jonathana Zehra, uglednog profesora morskih znanosti na Sveučilištu u Kaliforniji, Santa Cruz i glavnog autora nedavne studije, izolirao je kratki DNK niz mikroba iz Tihog oceana. DNK pripada cijanobakteriji koja fiksira dušik, poznatoj pod imenom UCYN-A. Paralelno, na Sveučilištu Kochi u Japanu, znanstvenici su razvili metodu uzgoja algi koje sadrže UCYN-A u laboratorijskim uvjetima, što je omogućilo dodatno uspoređivanje veličina UCYN-A u različitim vrstama tih algi, koje su klasificirane kao Braarudosphaera bigelowii. Rezultati ovog istraživanja objavljeni su 28. ožujka u časopisu Cell i pokazali su kako rast UCYN-A i njegovih domaćinskih stanica teče sinkronizirano, reguliran razmjenom hranjivih tvari, što je karakteristika organela. “Ako usporedite s mitohondrijima i kloroplastima, primijetit ćete sličnost: njihova veličina prilagođava se veličini stanice,” izjavio je Zehr.
Da bi potvrdili ove nalaze, Zehr i njegov tim proveli su dodatnu studiju objavljenu 11. travnja u časopisu Science. Studija je pokazala da UCYN-A uvozi proteine iz svoje domaćinske stanice, što upućuje na to da je nekadašnji mikrob odbacio dio svoje stanične opreme i sada se oslanja na domaćina za svoje funkcije. “To je jedan od ključnih pokazatelja transformacije iz endosimbionta u organel,” naglasio je Zehr. “Počinju odbacivati segmente DNK, njihovi genomi postaju sve manji, i sve više ovise o matičnoj stanici za genetske proizvode, odnosno za transport proteina unutar stanice.” UCYN-A se također replicira istovremeno sa svojom domaćinskom stanicom i nasljeđuje se poput ostalih organela, što dodatno potvrđuje otkriće nitroplasta.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
