Учёные обнаружили первые многоклеточные организмы, не нуждающиеся в кислороде
Кислород, возможно, не является обязательным условием для современной сложной жизни, как считалось ранее. До сих пор единственными формами жизни, известными своей жизнью исключительно в бескислородных (аноксических) условиях, были вирусы, бактерии и археи. Однако новое исследование обнаружило три новых многоклеточных морских вида, которые, судя по всему, никогда не жили в аэробных условиях и не метаболизировали кислород.
Значимость открытия
Обнаружение новых видов, обитающих в осадке под дном Средиземного моря, знаменательно тем, что это первое наблюдение многоклеточных организмов (метазоа), которые проводят весь свой жизненный цикл в условиях постоянного отсутствия кислорода. Некоторые метазоа известны своей толерантностью к аноксическим условиям, но лишь на ограниченное время.
Новые организмы
Команда итальянских и датских исследователей под руководством Роберто Дановаро идентифицировала существ как принадлежащих к типу животных Loricifera — самому недавно описанному типу. Лорициферы, длина которых менее одного миллиметра, обычно живут в осадке. Три новых организма принадлежат к разным родам (Spinoloricus, Rugiloricus и Pliciloricus), хотя их виды ещё не получили названий.
Ключевые отличия
Несмотря на принадлежность к известным таксономическим группам, новые виды обладают радикальными отличиями по сравнению с другими метазоа:
- У них отсутствуют митохондрии — клеточные органеллы, использующие кислород и сахар для генерации энергии клетки.
- Вместо этого у новых лорицифер есть органеллы, напоминающие гидрогеносомы, которые используются некоторыми одноклеточными эукариотами для производства энергии без кислорода. Это первый случай наблюдения таких органелл у многоклеточных организмов.
Место обитания
Исследователи провели три океанографические экспедиции с 1998 по 2008 год для поиска жизни в экстремальных условиях на глубине более 3000 метров под Средиземным морем, в районе бассейна L’Atalante у южного побережья Греции.
- Этот «глубокий гиперсолёный аноксический бассейн» образовался около 5,5 млн лет назад.
- Последние 50 000 лет в нём существует плотный слой гиперсолёного рассола толщиной до 60 метров, который служит физическим барьером, препятствующим обмену кислородом между водой и осадком, делая бассейн полностью бескислородным.
- Бассейн также богат метаном и сероводородом (H2S) и является домом для разнообразного сообщества прокариот, адаптировавшихся к этим условиям.
Подтверждение жизнеспособности
Чтобы подтвердить, что организмы были живы (предыдущие исследования в Чёрном море находили лишь погибших метазоа), исследователи окрасили собранные образцы Rose Bengal — красителем, связывающимся с белком и окрашивающим живые организмы с гораздо большей интенсивностью, чем мёртвые. Кроме того, учёные наблюдали у неописанных видов родов Spinoloricus и Rugiloricus крупные ооциты в яичнике с ядром, содержащим ядрышко, что является доказательством размножения.
Выводы и перспективы
Как заключают исследователи, результаты подтверждают гипотезу, что лорициферы, обитающие в аноксических осадках бассейна L’Atalante, развили облигатный анаэробный метаболизм и специфические адаптации для жизни без кислорода. Хотя эволюционные механизмы, приведшие к колонизации таких экстремальных сред, остаются загадкой, это открытие открывает новые перспективы для изучения многоклеточной жизни в средах, лишённых молекулярного кислорода.
Исследование финансировалось ЕС в рамках проектов HERMES и HERMIONE.