ارسال دیدگاه
امروز: چهارشنبه , ۱۲ آذر , ۱۴۰۴
X
گونه میکروبی تازهای به نام Solarion arienae کشف شده که هنوز نشانههایی از مراحل اولیه فرگشت میتوکندریها را در خود حفظ کرده است. بررسیهای ژنتیکی این میکروب نشان داده که مسیر ژنتیکی خاصی در آن وجود دارد که شاید از یک ادغام باستانی ایجاد شده باشد.
میکروب Solarion arienae با زوائدی که انتهای هر یک از آنها به یک گوی ختم میشود، شباهتی به خورشید دارد. این جاندار تکسلولی ممکن است باعث بازنگری در دانستههای ما درباره خاستگاههای فرگشت یوکاریوتی در میلیاردها سال پیش شود.
نخستین یوکاریوتهایی که روی زمین ظاهر شدند پروتیستها بودند. یوکاریوتها یا تکسلولیاند یا از سلولهایی با هسته تشکیل شدهاند، در حالی که پروکاریوتهای اولیه (مانند باکتریها و آرکیها) فاقد هسته بودند و احتمالاً یوکاریوتها از آنها تکامل یافتند. همچنین احتمال میرود یوکاریوتها نتیجه روابط همزیستی میان پروکاریوتهایی باشند که نهایتاً در هم ادغام شدند. حتی میتوکندریها نیز احتمالاً زمانی باکتریهایی بودند که درون سلولهای دیگر بلعیده شدند و سلول میزبان آنها را در خود نگه داشته است. این سلولهای یوکاریوتی بعدها نخستین جانداران چندسلولی را پدید آوردند.
Solarion نماینده یک سرده، گونه و شاخه کاملاً تازه از پروتیستهاست که اکنون در اَبَرگروه یوکاریوتی جدیدی به نام Disparia طبقهبندی میشود. تصور میشد یوکاریوتهایی که در دوران جوانی زمین وجود داشتند، تنوع بالایی از نظر سوختوساز نداشتند. هنگامی که متیو براون، زیستشناس دانشگاه ایالتی میسیسیپی، این گونه را کشف کرد، تحلیل ژنتیکی نشان داد که آثار مسیرهای میتوکندریایی بهجامانده از باکتریهایی بسیار باستانی در آن وجود دارد؛ باکتریهایی که این مسیرها را مدتها قبل از آنکه حتی یک دایناسور از تخم بیرون بیاید، به ارث گذاشتهاند. براون دریافت که این مسیرها نشانههایی از آغازگاه مولکولی شکلگیری میتوکندریها را باقی گذاشتهاند.
براون در پژوهشی که اخیراً در مجله Nature منتشر شده، گفته است که کشف Solarion arienae درک ما از فرگشت اولیه یوکاریوتها را گسترش میدهد و امکان مطالعه بقایای مسیرهای متابولیکی پیشمیتوکندریایی را فراهم میکند؛ مسائلی که میتوانند به روشنتر شدن پیچیدگی حیات یوکاریوتی باستانی کمک کنند.
ویژگیهای نیاکانی که در برخی تیرههای پروتیستها باقی ماندهاند، میتوانند درباره فرگشت سلولهای یوکاریوتی، بهویژه ساختارها و مسیرهای متابولیکی که سلول را زنده نگه میدارند، اطلاعات بیشتری بدهند. میتوکندریها بهدلیل نقش کلیدیشان در تولید انرژی در سلول به مخازن انرژی شهرت دارند. این اندامکها چندین کارکرد متابولیکی دارند، از جمله تجزیه مواد مغذی برای تولید انرژی، مدیریت پسماندها و ساماندهی متابولیتهایی که برای حفظ تعادل سلولی لازماند. آنها همچنین میتوانند به سلولها کمک کنند با فشارهای ناشی از عواملی مانند کمبود مواد غذایی یا آسیب دیانای تطبیق پیدا کنند.
براون و تیم پژوهشی او به شکلی غیرمنتظره Solarion را در یک کشت آزمایشگاهی از پروتوزوآهای دریایی بیهوازی مشاهده کردند. آنان توانستند این گونه را کشت دهند و بعدها دریافتند که نهتنها یوکاریوتی است، بلکه نسبت نزدیکی با پروتیست Meteora sporadica دارد. پژوهشگران تصور میکنند Solarion برای مدتها از دید دانشمندان پنهان مانده، یا به این دلیل که در بسیاری از زیستگاههایی زندگی میکند که هنوز بررسی نشدهاند، یا زیرا زیستگاهی بسیار اختصاصی و خاص را ترجیح میدهد.
ویژگی بسیار نامعمول این میکروب این است که از دو مرحله متمایز در چرخه زندگی عبور میکند. در محیط کشت، بیشتر آنها شکل خورشیدی خود را حفظ میکردند و با استفاده از زوائد یا اکستروزومهایی که از بدنشان بیرون زده، باکتریها را شکار میکردند. آنهایی که وارد مرحله دوم میشدند، این ساختارها را از دست میدادند و به سلولهایی کشیده با یک تاژک برای حرکت تبدیل میگشتند. برخی از این سلولهای تاژکدار دوباره به حالت خورشیدگونه بازمیگشتند.
Solarion در رایجترین شکل خود ساختارهای عجیبی دارد. در سیتوپلاسم آن تنها یک سانتریول شناور وجود دارد؛ اندامکی لولهای که ریزلولهها را سازماندهی کرده و اسکلت سلولی را میسازد. بیشتر سلولهای یوکاریوتی دو سانتریول دارند. گویهایی که در انتهای اکستروزومها قرار دارند، کینتوسیست نامیده میشوند؛ ساختارهای توخالی که برای گرفتن باکتریهای شکار استفاده میشوند و سپس با رشتههایی درونی آنها را سوراخ میکنند. تنها پروتیست دیگری که چنین ریختشناسیای دارد Meteora sporadica است. تفاوت اصلی این است که Solarion در هر زائده یک گوی دارد، در حالی که Meteora دارای چندین گوی است. Solarion و Meteora اکنون شاخه تازهای به نام Caelestes را تشکیل میدهند.
با وجود میلیاردها سال فرگشت، Solarion هنوز ژنهای میتوکندریایی نادری را در خود نگه داشته است. این میکروب برخی پروتئینهایی را که در سایر سلولهای یوکاریوتی در هسته رمزگذاری میشوند، در میتوکندریهای خود رمزگذاری میکند. آنچه بهویژه توجه پژوهشگران را جلب کرده، مسیر فرایندی به نام SecA است. در معمولترین حالت، SecA با کانال SecYEG مرتبط است که موجب جابهجایی پروتئینها در سراسر سلول میشود. اما در Solarion هیچ نشانی از SecYEG وجود ندارد. مسیر SecA آن نیز در میتوکندری جای گرفته، نه در سیتوپلاسم یا غشای سلولی؛ موضوعی که نشان میدهد این مسیر احتمالاً کارایی کامل در انتقال پروتئینها ندارد یا ممکن است از یک پروکاریوت باستانی بازسازی شده باشد.
اگرچه Solarion، شاخه Caelestes و اَبَرگروه Disparia هنوز همه رازهای خود را آشکار نکردهاند، براون مصمم است که دریابد این جانداران چه حقایق دیگری درباره تاریخ فرگشت یوکاریوتهایی که در نهایت به انسان و دیگر جانداران چندسلولی انجامیدند، به ما خواهند آموخت.
او گفته است که با وجود نامشخص بودن جایگاه دقیق Disparia در درخت حیات یوکاریوتی، اکتشافهای مداوم، نمونهبرداری گستردهتر از گونههای کشفنشده و پیشرفت در روشهای فیلوژنتیک، بیتردید امکان پاسخ دادن به این پرسش را در آینده نزدیک فراهم خواهد کرد.
دانلود آهنگ
دیدگاهتان را بنویسید