Οι επιστήμονες αποκαλύπτουν πως ένα ελάχιστα γνωστό αμοιβάδα έσπασε το βακτήριο για να γίνει φωτοσυνθετική
Η Paulinella Chromatophora είναι ένας μονοκύτταρος οργανισμός που διαθέτει μοναδικές φωτοσυνθετικές ικανότητες, επιτρέποντάς του να μετατρέψει το φως του ήλιου σε ενέργεια μέσω χλωροπλάστες. Οι χλωροπλάστες είναι οργανίδια που βρίσκονται σε φυτικά κύτταρα και σε μερικούς άλλους οργανισμούς, υπεύθυνοι για τη φωτοσύνθεση. Ωστόσο, σε αντίθεση με τα φυτά και τα φύκια, η Paulinella Chromatophora απέκτησε τις φωτοσυνθετικές δυνατότητές της μέσω μιας ασυνήθιστης διαδικασίας.
Οι ερευνητές έχουν από καιρό γοητευτεί από την προέλευση των χλωροπλαστών και την αξιοσημείωτη ποικιλία των φωτοσυνθετικών οργανισμών. Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό "Nature Communications", οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Βρετανικής Κολομβίας (UBC) και του Πανεπιστημίου της Βιέννης διερεύνησαν την εξελικτική ιστορία της Paulinella Chromatophora και αποκάλυψαν τον τρόπο με τον οποίο κέρδισε τη φωτοσύνθεση της.
Η ομάδα διεξήγαγε λεπτομερείς γονιδιωματικές και μοριακές αναλύσεις για την ανίχνευση των εξελικτικών βημάτων που οδήγησαν στην απόκτηση της φωτοσύνθεσης στο Paulinella Chromatophora. Ανακάλυψαν ότι η αμοιβάδα είχε κατακλύσει ένα φωτοσυνθετικό κυανοβακτηρίδιο, το οποίο στη συνέχεια έγινε ένα ενδοσυμία, που ζούσε σε μια συμβιωτική σχέση μέσα στο κυτταρόπλασμα της αμοιβής.
Πάνω από εκατομμύρια χρόνια συνεργασίας, το κυανοβακτηριακό endosymbiont μεταβίβασε σταδιακά τα φωτοσυνθετικά γονίδια του στον πυρήνα της αμοιβής. Αυτή η γενετική μεταφορά επέτρεψε στην Paulinella Chromatophora να εκφράσει και να διατηρήσει τα φωτοσυνθετικά μηχανήματα μέσα στα δικά της κύτταρα. Η Amoeba εξημερώνει ουσιαστικά το Cyanobacterium, ενσωματώνοντας τις φωτοσυνθετικές ικανότητές του στο δικό του γονιδίωμα.
Αυτό το αξιοσημείωτο εξελικτικό γεγονός συνέβη πριν από περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια, καθιστώντας την Paulinella Chromatophora ένα "ζωντανό απολιθωμένο" που διατηρεί μια ματιά στα πρώτα στάδια της φωτοσυνθετικής εξέλιξης.
"Αυτή η ανακάλυψη παρουσιάζει την εξαιρετική δημιουργικότητα της εξέλιξης και πόσο πολύπλοκα βιολογικά συστήματα μπορούν να προκύψουν μέσω συμβιωτικών συσχετισμών μεταξύ διαφορετικών οργανισμών", δήλωσε ο καθηγητής Patrick Keeling, ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. "Η Paulinella Chromatophora χρησιμεύει ως μοναδικό μοντέλο για τη μελέτη της προέλευσης της φωτοσύνθεσης και των δυναμικών διεργασιών που διαμορφώνουν την εξέλιξη της κυτταρικής ζωής".
Η έρευνα παρέχει πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τους θεμελιώδεις μηχανισμούς που οδηγούν την απόκτηση και την εξέλιξη της φωτοσύνθεσης, ρίχνοντας φως στις αξιοσημείωτες συμβιωτικές σχέσεις που έχουν διαμορφώσει την ποικιλομορφία της ζωής στη γη.
