Skrývají se před námi celé říše neznámých organismů. Strom života se rozrostl

28. 4. 2016 – 20:38 | autor: Jan Toman | komentáře:

Skrývají se před námi celé říše neznámých organismů. Strom života se rozrostl
Nový strom života | zdroj: Nature

Laikové dělí organismy na zvířata, rostliny a houby. Kdekdo z čtenářů možná slyšel o tom, že chaluhy nejsou tak úplně rostliny a spolu s takzvanými "hnědými řasami" tvoří zcela odlišnou větev stromu života. Mnohobuněčné organismy ovšem i tak tvoří jen pomyslnou třešničku na vrcholu pozemské biodiverzity. Základní dělení na hlavní skupiny musíme hledat daleko hlouběji, mezi jednobuněčnými mikroorganismy. 

Ty můžeme rozlišit na tři velké skupiny. Bakterie a jim na první pohled podobní, ale nepříbuzní, zástupci skupiny Archea mají drobnou buňku s jednoduchou stavbou. Před jednou až dvěma miliardami let – poměrně dávno, ale až dlouho po vzniku Země – navázali zástupci jedné archeální linie spolupráci s bakteriemi, které následně pohltili a postupně přeměnili na své "buněčné elektrárny", mitochondrie.

Tak vznikla třetí velká linie pozemského života, eukaryotické organismy s velkou složitou buňkou, mezi které řadíme jednobuněčné prvoky a z nich odvozené mnohobuněčné linie včetně živočichů.

Nikoho by proto nemělo překvapovat, že mezi Archea a bakteriemi můžeme identifikovat mnoho velkých evolučních linií na úrovni "říší" živočichů nebo rostlin, případně ještě vyšších. Jen málo mikroorganismů ovšem biologové dokáží kultivovat v laboratoři.

U organismů extrémních prostředí nebo třeba symbiontů a parazitů dělá jejich pěstování a detailní průzkum obrovské problémy. Kolik velkých evolučních linií tak mohlo dosud unikat naší pozornosti? Nežijí na Zemi celé velké skupiny mikroorganismů, o kterých jsme dosud neměli ani tušení, ale přitom by nám mohly pomoci odpovědět na nejpalčivější otázky pozemské evoluce?

Donedávna neměli vědci jak na tyto otázky odpovědět. Spolu s rozvojem technik molekulární biologie a sekvenování genomů, pomocí kterého lze zkoumat i vzorky nabrané přímo v terénu, se ale před nimi objevil celý nový svět možností.

Příležitosti se chytil tým amerických a japonských vědců, kteří s pomocí dat získaných při environmentálním sekvenování terénních vzorků načrtli strom všeho pozemského života. Sluší se poznamenat, že strom pozemského života nevytvořili jako první a jejich pokus zajisté nebude ani poslední.

Na rozdíl od většiny ostatních týmů jim však nešlo o co nejpřesnější zmapování příbuzenských vztahů a charakteru větvení, nýbrž právě o identifikaci dosud neprozkoumaných hlubokých větví pozemského života. Proto se zaměřili na geny ribozomálních proteinů, bílkovinných součástek mechanismu pro překlad DNA do bílkovin, které se v čase mění jen velmi pomalu.

Velké evoluční linie, jejichž existenci vědci dosud jen tušili, se na výsledném stromu opravdu ukázaly. Ve skutečnosti je až šokující, jak velkou část pozemských organismů dosud prakticky neznáme. Velká část genetických sekvencí nasbíraných v terénu, které nepatřily žádným dobře prozkoumaným bakteriím nebo archeím, se navíc ukázala jako příbuzná a vytvořila celou velkou větev stromu života.

Tu zatím výzkumníci nijak nepojmenovali, ale je jasné, že pokud se toto uskupení potvrdí i v dalších výzkumech, může sehrát důležitou roli při úvahách o evoluci pozemského života. Většina jeho zástupců totiž oplývá velmi malými genomy ochuzenými o mnoho metabolických drah. Nejen, že jim chybí většina genů, které se u ostatních organismů účastní energetických cyklů v buňce, ale podstatná část z nich nemá ani některé důležité geny pro vytváření aminokyselin či součástek DNA. 

Jejich alespoň trochu prozkoumaní zástupci žijí v symbiotických vztazích s jinými organismy, takže podobné zjednodušení má své opodstatnění. Zdaleka však není jasné, jestli příslušné geny poztráceli nezávisle na sobě, nebo je ztratil jejich společný předek a následně došlo k rozrůznění skupiny.

Vyloučit nelze ani možnost, že jde o potomky prvních velice jednoduchých pozemských organismů, které se původně živily úplně jiným způsobem, ale v průběhu času dokázaly přežít jen navázáním symbiotické interakce s jinými organismy. V každém případě nás mezi mikrobiálními skupinami čeká ještě nejedno velké překvapení.

Zdroj: LA Hug, BJ Baker, K Anantharaman, ... & Y Suzuki (2016): A new view of the tree of life. Nature Microbiology, online.

Zdroje:
Vlastní

Nejnovější články