A distant cousin of jellyfish may survive without working mitochondria / Un lontano cugino di meduse può sopravvivere senza utilizzare i mitocondri
A distant cousin of jellyfish may survive without working mitochondria / Un lontano cugino di meduse può sopravvivere senza utilizzare i mitocondri
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
The parasitic cnidarian Henneguya salminicola, which has lost its mitochondrial genome, infects salmon as part of its life cycle. When the salmon dies, the parasite releases microscopic spores (shown), which are then eaten by worms, the creature’s other host. / La cnidaria parassitaria Henneguya salminicola, che ha perso il genoma mitocondriale, infetta il salmone come parte del suo ciclo di vita. Quando il salmone muore, il parassita rilascia spore microscopiche (mostrate), che vengono poi mangiate dai vermi, l'altro ospite della creatura.
STEPHEN ATKINSON
In the pinkish muscle of some Pacific salmon lives a distant cousin of jellyfish that thrives without working mitochondria, the energy-producing part of cells thought to be a cornerstone of animal life, a study suggests.
About 2 billion years ago, the ancestor of all eukaryotes — the large group of organisms with complex cells that includes everything from maple trees to manatees — engulfed a bacterium, striking up a mutually beneficial relationship (SN: 2/14/20). Eventually, this bacterium evolved into mitochondria, the cellular machine that converts food and oxygen into energy, a process called aerobic respiration. Mitochondria retain many of the instructions for aerobic respiration in their own genome, separate from an organism’s DNA housed in a cell’s nucleus.
While a few single-celled eukaryotes have adapted to low-oxygen environments by ditching their mitochondrial genomes, rendering their mitochondria useless, scientists had assumed that more complex animals couldn’t get by without them. But a parasitic cnidarian can, researchers report February 24 in PNAS. This cnidarian — a group of animals that includes jellyfish and coral polyps — may challenge biologists’ basic assumptions about what animals can do.
Dorothée Huchon, an evolutionary biologist at Tel Aviv University in Israel, and colleagues analyzed the genomes of members of a large and peculiar group of microscopic, parasitic cnidarians called Myxozoa, and found that one species’s mitochondrial genome was missing. Microscopy revealed mitochondria-like structures within Henneguya salminicola, though the researchers doubt they are capable of aerobic respiration.
The loss may be an adaptation to H. salminicola’s low-oxygen environment. Like other Myxozoa, it jumps during its life cycle between two hosts — fish, specifically salmon, and annelid worms. In addition to shelter, the parasite also may be able to rely on its hosts for energy, instead of its own mitochondria. Shedding unnecessary and cumbersome DNA through evolution might have helped the parasite save energy, giving H. salminicola a leg up over its mitochondria-filled Myxozoan cousins.
While biologists think that mitochondria are the essential powerhouses behind eukaryotes’ more complicated lifestyles, Huchon says this study shows that things may not be so simple. “Evolution can take life in funny directions,” she says.
ITALIANO
Nel muscolo rosato di alcuni salmoni del Pacifico vive un lontano cugino di meduse che prospera senza utilizzare i mitocondri, la parte che produce energia delle cellule che si ritiene sia una pietra angolare della vita animale, suggerisce uno studio.
Circa 2 miliardi di anni fa, l'antenato di tutti gli eucarioti - il folto gruppo di organismi con cellule complesse che comprende di tutto, dagli aceri ai lamantini - inghiottì un batterio, instaurando una relazione reciprocamente vantaggiosa (SN: 14/02/20). Alla fine, questo batterio si è evoluto in mitocondri, la macchina cellulare che converte cibo e ossigeno in energia, un processo chiamato respirazione aerobica. I mitocondri conservano molte delle istruzioni per la respirazione aerobica nel proprio genoma, separate dal DNA di un organismo ospitato nel nucleo di una cellula.
Mentre alcuni eucarioti monocellulari si sono adattati agli ambienti a basso contenuto di ossigeno abbandonando i loro genomi mitocondriali, rendendo inutili i loro mitocondri, gli scienziati avevano ipotizzato che animali più complessi non potevano cavarsela senza di loro. Questo cnidario - un gruppo di animali che includono meduse e polipi di corallo - può sfidare le ipotesi di base dei biologi su ciò che gli animali possono fare.
Dorothée Huchon, biologa evoluzionista dell'Università di Tel Aviv in Israele, e colleghi hanno analizzato i genomi dei membri di un folto e peculiare gruppo di microscopici cnidari parassiti chiamati Myxozoa, e hanno scoperto che mancava il genoma mitocondriale di una specie. La microscopia ha rivelato strutture simili ai mitocondri all'interno di Henneguya salminicola, anche se i ricercatori dubitano che siano in grado di respirare aerobicamente.
La perdita potrebbe essere un adattamento all'ambiente a basso contenuto di ossigeno di H. salminicola. Come altri Myxozoa, salta durante il suo ciclo di vita tra due ospiti: pesce, in particolare salmone e vermi anellidi. Oltre al riparo, il parassita può anche essere in grado di fare affidamento sui propri ospiti per ottenere energia, anziché sui propri mitocondri. Eliminare DNA inutile e ingombrante attraverso l'evoluzione potrebbe aver aiutato il parassita a risparmiare energia, dando a H. salminicola un vantaggio sui suoi cugini Myxozoan pieni di mitocondri.
Mentre i biologi pensano che i mitocondri siano i principali propulsori dietro gli stili di vita più complicati degli eucarioti, Huchon afferma che questo studio dimostra che le cose potrebbero non essere così semplici. "L'evoluzione può portare la vita in direzioni divertenti", afferma.
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