Учёные из естественно-научного факультета Карлова университета в Праге сообщили об открытии микроорганизма Solarion arienae. Это одноклеточный эукариот, который помогает по-новому взглянуть на то, как возникли и эволюционировали эукариотические клетки.
Статья с описанием находки опубликована в журнале Nature. В ней говорится, что Solarion относится к принципиально новой группе организмов: он выделен в отдельный тип (phylum) и вместе с несколькими загадочными линиями простейших образует новую эукариотическую супергруппу — по сути новое «царство», получившее название Disparia. Особый интерес вызывает то, что Solarion сохранил древние особенности митохондрий, которые считались давно утраченной стадией эволюции.
Сам Solarion arienae выглядит крайне неприметно. Это крошечный организм размером всего несколько микрометров, почти не двигающийся и внешне ничем не выделяющийся. Его обнаружили случайно в долговременной лабораторной культуре морских инфузорий на кафедре зоологии Карлова университета. Из-за микроскопических размеров Solarion годами оставался незамеченным, пока более крупные инфузории в культуре неожиданно не погибли. После этого на него обратили внимание, и находка оказалась по-настоящему сенсационной.
Геномное секвенирование и масштабный филогеномный анализ, выполненные исследователями из Карлова университета и их коллегами из США, показали, что Solarion не относится ни к одной из известных крупных линий эукариот. На сегодняшний день ему известен только один близкий родственник — необычный протист Meteora sporadica. Вместе они образуют новый тип Caelestes, который, в свою очередь, вместе с типами Provora и Hemimastigophora входит в состав новой супергруппы Disparia. Хотя представителей Disparia пока описано совсем немного, речь идёт о древней эволюционной ветви, а современные виды могут быть лишь редкими «остатками» когда-то гораздо более богатого разнообразия.
По словам авторов работы, Solarion почти не встречается в глобальных базах данных по метагеномике. Исследователи просмотрели более 1,8 петабайта экологических ДНК-данных, и следы этого организма обнаружились лишь в нескольких образцах морских осадков из разных районов планеты. Это говорит о том, что Solarion распространён по миру, но крайне редок везде, где встречается. Его история подчёркивает важность классических лабораторных культур и тщательного изучения мало исследованных природных ниш.
Внешний вид Solarion тоже выделяется на фоне других протистов, если вообще удаётся разглядеть его под микроскопом. Чаще всего он существует в виде неподвижных «солнечных» клеток: от центрального тела во все стороны отходят стебельчатые органеллы, которые получили название целестиосомы. Эти структуры служат для захвата бактериальной добычи и были подробно изучены с помощью трёхмерной электронной микроскопии. В жизненном цикле Solarion присутствуют и подвижные жгутиковые стадии с настолько необычной формой клетки, что перепутать их с каким-либо другим известным эукариотом невозможно.
Самое необычное в этом организме связано с его митохондриями. Эти органеллы, отвечающие за выработку энергии в клетке, произошли от древнего бактериального предка. У Solarion в митохондриальном геноме сохранился ген secA — редкий остаток белкотранспортной системы, унаследованной от альфапротеобактериального предшественника митохондрий. Этот ген исчез почти у всех современных эукариот, что делает Solarion одним из немногих живых организмов, в которых древний молекулярный «инструментарий» всё ещё присутствует. Кроме того, митохондрии Solarion содержат уникальное сочетание генов, которое помогает восстановить, какие метаболические возможности были у митохондрий у последнего общего предка всех эукариот.