Nezničitelné želvušky: Víc než šestina jejich genů je vypůjčená!

8. 12. 2015 – 18:22 | autor: Jan Toman | komentáře:

Nezničitelné želvušky: Víc než šestina jejich genů je vypůjčená!
Želvuška je pěkně vychytralá | zdroj: Katexic Publications/Flickr.com

Zkuste si tipnout, jaké zvíře by přežilo jadernou válku. Docela dobrou šanci by mohly mít odolné a přizpůsobivé organismy jako potkani nebo švábi. Ještě silnější katastrofu by snad mohli "rozchodit" půdní bezobratlí nebo obyvatelé mořských hlubin. Posledními zvířaty na naší planetě by ale zcela jistě zůstaly želvušky.

Nenechte se zmást jejich roztomilým vzhledem a přezdívkou "vodní medvídci". Tito mikroskopičtí obyvatelé vlhkého mechu a podobných dočasných stanovišť jsou mezi ostatními zvířaty spíše něco jako "terminátoři". Za nepříznivých podmínek dokážou zpomalit svůj metabolismus na neměřitelné hodnoty, vyschnout do soudkovitého tvaru a přejít do stavu anabiózy neboli vratného zastavení životních dějů.

V tomto stavu jsou schopné "bez mrknutí oka" přestát teploty mezi mínus 272,8 a 151 stupni Celsia, tlak šest tisíckrát intenzivnější než na povrchu Země, a záření tisíckrát intenzivnější, než jaké by zabilo člověka. A mimochodem, pohnout se nemusí až 120 let a přežijí i otevřený pobyt ve vesmíru.

Jak je to možné? Především kvůli neuvěřitelně propracovaným systémům na ochranu buněk a genetického materiálu před vysycháním. Známá dvoušroubovice DNA je za extrémních podmínek náchylná ke zlomům.

Zatímco pro normální organismy takové zlomy představují existenční ohrožení, nebo přinejmenším ohromnou komplikaci spojenou s rizikem vzniku škodlivých mutací, želvušky je dokážou bez větších problémů opravit a dvě části řetězce opět správně spojit k sobě. Právě to je hlavní náplní jejich práce při "probuzení" z anabiózy.

Při této činnosti se ale může do buňky připlést zlomek DNA z okolního prostředí a organismus ho může omylem zapracovat do vlastního genomu. Podobné "výpůjčky" už vědci pozorovali u vířníků ze skupiny pijavenek, malých bezobratlých, kteří jsou rovněž schopní anabiózy. Genom pijavenek obsahuje až 10 procent cizích genů, což bylo donedávna považováno za naprostý výstřelek.

Jaké bylo překvapení výzkumníků, když zjistili, že je želvuška druhu Hypsibius dujardini trumfne téměř dvojnásobně. Více než šestina jejího genomu nepochází od vzdálených předků, ale organismů, se kterými sdílí své prostředí!

Geny získané tímto procesem, který se odborně nazývá horizontální genový transfer, pocházejí od rostlin, hub, prvoků, bakterií i podobných, ale nepříbuzných, mikrobů ze skupiny archea. Téměř jistě nejde o chybné měření. Od žádného konkrétního druhu nemají půjčeno více než několik úseků genetické informace.

Vypůjčené geny také nesou jasné stopy zapracování mezi původní genetickou informaci a želvušky je aktivně využívají. Geny navíc nejsou jen tak náhodně vyzobané z okolí – většinou souvisí s opravami DNA a dalších buněčných součástí, vytvářením ochranných látek či obecně přežitím v extrémních podmínkách.

Organismy schopné přežít extrémní podmínky v neaktivních stádiích mají očividně dobré předpoklady pro příjem cizích genů, což se může odrazit i na jejich evoluci. Celý objev má ovšem i druhou, vyšší dimenzi. Vztah mezi geny a organismy očividně není jednostranný. Organismy jsou něčím víc než jednoduchým součtem svých genů a někdy si se svou genetickou informací dokáží pěkně pohrát.

Zdroj: TC Boothby, JR Tenlen, FW Smith, JR Wang, KA Patanella, EO Nishimura et al. (2015): Evidence for extensive horizontal gene transfer from the draft genome of a tardigrade. Proceedings of the National Academy of Sciences, Early Edition.

Zdroje:
Vlastní

Nejnovější články