Kalifornijoje, Lassen Volcanic nacionaliniame parke, mokslininkai aptiko naują amebos rūšį, kuri geba augti ir daugintis net 63 laipsnių temperatūroje. Tai naujas karščio rekordas sudėtingai ląstelinei gyvybei, vadinamajai eukariotų grupei, kuriai priklauso ir gyvūnai, augalai bei grybai.
Naujoji rūšis pavadinta „Incendiamoeba cascadensis“ ir rasta geoterminėse srovėse, kur vandens temperatūra nuolat išlieka itin aukšta. Tyrėjai laboratorijoje palaipsniui didino temperatūrą ir nustatė, kad ameba išlieka gyvybinga ten, kur dauguma panašių organizmų nebesugeba normaliai funkcionuoti.
Kur baigiasi eukariotų ribos?
Eukariotų ląstelėse yra branduolys ir kitos organelės, todėl jų baltymai bei ląstelių struktūros paprastai yra jautresni karščiui. Ilgą laiką manyta, kad eukariotai negali išlaikyti aktyvaus augimo virš 60 laipsnių, nes aukštesnėje temperatūroje baltymai ima prarasti savo formą, o DNR tampa sunkiau apsaugoma.
Tuo tarpu prokariotai, ypač archėjos, yra gerokai atsparesni ekstremalioms sąlygoms, todėl gamtoje aptinkama organizmų, galinčių išgyventi ir per 100 laipsnių temperatūroje. Šis skirtumas ilgai buvo laikomas viena esminių priežasčių, kodėl sudėtinga ląstelinė gyvybė turi aiškią karščio ribą.
Kaip ameba apsisaugo nuo karščio?
Tyrime nustatyta, kad 63 laipsnių temperatūroje „Incendiamoeba cascadensis“ vis dar sugeba vykdyti mitozę, kai ląstelė dalijasi ir susidaro naujos ląstelės. Tai svarbus požymis, rodantis ne vien trumpalaikį išlikimą, bet ir normalų dauginimąsi aukštoje temperatūroje.
Kai temperatūra kilo dar labiau, ameba ėmė aktyvinti apsaugos sistemas, susijusias su baltymų stabilizavimu, DNR taisymu ir medžiagų pernaša per membranas. Tyrėjai taip pat pastebėjo panašumų su kai kurių karštį mėgstančių bakterijų ir archėjų strategijomis, kai baltymų stabilumą padeda palaikyti tam tikros aminorūgščių savybės.
Virš 64 laipsnių ameba pereidavo į cistą primenančią būseną, susitraukdama į apvalesnę, atsparesnę formą. Tokia būsena dažna tarp amebų, kai sąlygos tampa nepalankios, o šiame atvejyje ji, tikėtina, veikia kaip papildomas apsaugos mechanizmas nuo karščio.
Ką parodė kraštutiniai bandymai?
Mokslininkai stebėjo, kad po trumpesnio poveikio 70 laipsnių temperatūrai ameba, grąžinta į 60 laipsnių aplinką, dar galėjo atnaujinti augimą. Tačiau esant 80 laipsnių temperatūrai atsigavimo požymių nebefiksuota, todėl net ir ši rekordininkė turi aiškias biologines ribas.
Tokie atradimai svarbūs ne tik norint suprasti gyvybės prisitaikymą Žemėje, bet ir vertinant, kokios sąlygos gali būti tinkamos gyvybei kitose planetose ar palydovuose. Be to, jie padeda aiškiau suprasti, kaip ląstelės tvarkosi su karščio stresu, kuris tampa vis aktualesnis šylant klimatui ir dažnėjant ekstremalioms temperatūroms.