Четвърто царство: открита е нова „супергрупа“ организми, която променя дървото на живота

Учените от Факултета по естествени науки на Карловия университет в Прага съобщиха за откриването на уникален микроорганизъм, наречен Solarion arienae. Това е изключително рядък и необичаен едноклетъчен еукариот, който дава нови сведения за това как са възникнали и еволюирали еукариотните клетки.

Статията, описваща откритието, е публикувана в списание Nature. В нея се казва, че Solarion принадлежи към принципно нова група организми: той е причислен към отделен тип (phylum) и заедно с няколко мистериозни линии протозои образува нова еукариотна супергрупа – всъщност ново „царство“, наречено Disparia. Особен интерес представлява фактът, че Solarion е запазил древни характеристики на митохондриите, за които се смяташе, че са отдавна изгубен етап от еволюцията. Това дава рядък поглед към структурата на най-ранните еукариотни клетки.

Самият Solarion arienae е изключително незабележим. Той е миниатюрен организъм с размери само няколко микрометра, който почти не се движи и не се отличава по никакъв начин. Открит е случайно в дългогодишна лабораторна култура от морски инфузории в Катедрата по зоология в Карловия университет. Поради микроскопичния си размер Solarion остава незабелязан в продължение на години, докато по-големите инфузории в културата внезапно умират.

След това вниманието е привлечено към него и откритието е наистина сензационно.

Геномното секвениране и обширният филогеномичен анализ, извършени от изследователи от Карловия университет и техни колеги от Съединените щати показаха, че Solarion не принадлежи към нито една от известните основни линии на еукариотите.

Досега е известен само един негов близък роднина – необичайният протист Meteora sporadica. Заедно те образуват нов тип Caelestes, който от своя страна заедно с типовете Provora и Hemimastigophora е част от новата супергрупа Disparia. Въпреки че представителите на Disparia все още са описани много малко, става дума за древен еволюционен клон и съвременните видове може да са само редки „остатъци“ от някогашното много по-богато разнообразие.

Според авторите на статията Solarion почти никога не се среща в световните бази данни за метагеномика. Изследователите са прегледали повече от 1,8PB ДНК данни за околната среда и следи от организма са открити само в няколко проби от морски седименти от различни части на планетата. Това предполага, че Solarion е широко разпространен по света, но е изключително рядък там, където се среща. Историята му подчертава значението на класическите лабораторни култури и внимателното изучаване на слабо проучени природни ниши.

Външният вид на Solarion също се отличава от другите протисти, ако изобщо може да се види под микроскоп. Най-често той съществува под формата на неподвижни „слънчеви“ клетки: от централното тяло във всички посоки тръгват стъбловидни органели, наречени селестиозоми. Тези структури служат за улавяне на бактериална плячка и са изследвани подробно с помощта на триизмерна електронна микроскопия. В жизнения цикъл на Solarion има и подвижни флагелатни стадии с толкова необичайна клетъчна форма, че е невъзможно да бъдат сбъркани с който и да е друг известен еукариот.

Най-необичайното нещо в този организъм е свързано с неговите митохондрии. Тези органели, отговорни за производството на енергия в клетката, са еволюирали от древен бактериален прародител. Solarion запазва гена secA в своя митохондриален геном – рядък остатък от системата за пренос на протеини, наследена от алфапротеобактериалния предшественик на митохондриите.

Този ген е изчезнал в почти всички съвременни еукариоти, което прави Solarion един от малкото живи организми, в които древният молекулярен „инструментариум“ все още присъства. Освен това митохондриите на Solarion съдържат уникална комбинация от гени, която помага да се реконструира какви метаболитни възможности са имали митохондриите при последния общ предшественик на всички еукариоти.

Професор Иван Чепичка и Марек Валт, основните автори на изследването подчертават колко важно е това откритие. Според тях Solarion е напомняне за това колко малко всъщност знаем за микробния свят. Откриването на такъв дълбок еволюционен клон, по същество „жива вкаменелост“ показва, че ключови глави от историята на еукариотите все още са скрити в слабо проучени кътчета на природата. Това миниатюрно същество дава възможност да се надникне в една много древна глава от еволюцията на клетките, която досега е трябвало да бъде реконструирана само косвено.