ЖИЗНЬ БЕЗ КИСЛОРОДА

Ученые обнаружили первые многоклеточные организмы, которые не нуждаются в кислороде. 

Кислородный метаболизм не является единственной основой современных многоклеточных форм жизни, как считалось ранее. До сих пор единственными известными формами жизни, способными длительно существовать в бескислородных условиях, были вирусы, бактерии и археи. Но новое исследование выявило три новых вида морских многоклеточных, которыые никогда не жили в аэробных условиях и обходятся без кислорода.

Открытие новых видов, которые живут в придонных осадках Средиземного моря, является важным событием, поскольку ученым впервые довелось наблюдать многоклеточные организмы, жизненный цикл которых проходит в полностью бескислородных условиях. Некоторые многоклеточные, как известно, могут переносить отсутствие кислорода, но только в течение ограниченного периода времени.

Группа итальянских и датских исследователей во главе с Роберто Дановаро (Roberto Danovaro) выявила существ, принадлежащих к типу животного царства Лорициферы (Loriciferans), который был описан совсем недавно (1983 г). Loriciferans, которые имеют длину менее одного миллиметра, как правило, живут в донных отложениях. Три новых организма, пока еще не имеющие названий, принадлежат к разным родам (Spinoloricus, Rugiloricus и Pliciloricus).
Несмотря на принадлежность к ранее известным таксономическим группам, новые виды обладают некоторыми радикальными отличиями по сравнению с другими многоклеточными. Основным из этих отличий является то, что новые виды не имеют митохондрий, клеточных органелл, которые используют кислород и углеводы для получения энергии. Вместо этого у новых loriciferans есть органеллы, которые напоминают гидрогеносомы некоторых одноклеточных эукариот, выполняющие функцию получения энергии без кислорода. В моногоклеточных же организмах эти органеллы были обнаружены впервые. Некоторые из исследований, проведенных ранее, показывают, что гидрогеносомы могли эволюционировать из митохондрий, тогда как другие говорят,что они развивались независимо.

Чтобы найти новые виды, ученые совершили три океанографических экспедиций с 1998 по 2008 г.г. для поиска жизни в экстремальных условиях на глубине более 3000 метров в Средиземном море. Исследование проводилось в районе глубоководной долины Аталанта, которая находится у южного побережья Греции. Эта "глубоководная гиперсоленая бескислородная долина" появилась в результате затопления осадочных пород более 5,5 млн.

лет назад. В течение последних 50000 лет в глубоководной долине Аталанта существует слой концентрированного солевого раствора толщиной до 60 метров. Гиперсоленая вода служит физическим барьером, перекрывающим кислородный обмен между основной толщей воды и осадочными породами на дне, в результате чего создается полностью бескислородная среда. Долина Аталанта богата метаном и сероводородом и является домом для различных групп прокариот, которые приспособились к этим условиям.

Предыдущие исследования свидетельствуют о наличии погибших многоклеточных, которые погрузились на дно и смешались с глубоководными осадками, поэтому исследователи окрашивали вновь собранные образцы "бенгальским розовым", красителем, который окрашивает живые организмы более ярко, чем погибшие. Это позволило показать, что новые виды действительно были живыми. Кроме того, ученые обнаружили особей еще не описанных видов каждого из родов Spinoloricus и Rugiloricus, имевших яйцеклетки с ядром и ядрышком внутри, что свидетельствует об их воспроизводстве.


(a) - Экзувий копепода, окрашенный бенгальским розовым (бледный цвет); (b) - погибшая нематода, окрашенная бенгальским розовым (бледный цвет); (с) - новый вид, окрашенный бенгальским розовым (яркий цвет, свидетельствующий, что "оно живое"); (d) - яйцеклетка внутри особи нового вида; (е) - особь ниизвестного вида рода Rugiloricus, не окрашенная бенгальским розовым; (f) - особь неизвестного ранее вида рода Pliciloricus, не окрашенная бенгальским розовым; (g) - экзувий особи неизвестного вида рода Spinoloricus. {масштабные отрезки - 50 мкм}


"Результаты, представленные здесь, подтверждают гипотезу о том, что лорициферы, населяющие бескислородные отложения глубоководной долины Аталанта, выработали облигатный анаэробный метаболизм и специфические приспособления, чтобы жить без кислорода", заключают исследователи. "Несмотря на это, эволюционный механизм, который привел к существованию жизни в таких экстремальных условиях, остается загадкой, это открытие открывает новые перспективы для исследования многоклеточной жизни в местах обитания без доступа молекулярного кислорода".

На основе публикации:
Roberto Danovaro, et al. “The first metazoa living in permanently anoxic conditions.” BMC Biology 2010
Полный текст статьи доступен в формате PDF