Až doposud vědci předpokládali, že složitější organismy nejsou schopné přežívat a rozmnožovat se při teplotách nad 60 stupňů Celsia, protože to nezvládnou jejich buňky. Překvapivý objev z Kalifornie ale naznačuje, že to možné je.
Americká vesmírná agentura NASA oznámila, že její vědci objevili organismus, který žije při teplotách, jež byly doposud považované za neúnosné pro jakoukoliv formu života. Vysoké teploty ničí většinu částí buněk, takže složitější organismy neumí toto riziko překonat. Nejzranitelnější je buněčné jádro, jež obsahuje citlivé genetické informace.
Tato améba dostala jméno Incendiamoeba cascadensis, ale vědci jí raději říkají „ohnivá améba“. České jméno nemá. Biologové ji našli a pozorovali v horkých pramenech kalifornského národního parku Lassen Volcanic, přičemž zjistili, že se dokáže bez problémů rozmnožovat dělením při 63 stupních Celsia, což je rekord pro všechny známé eukaryotické organismy.
Dosavadní rekord byl šedesát stupňů Celsia, drželo ho společně několik druhů hub a řas. Ohnivá améba je překonala bez problémů. Přežívat, ale bez rozmnožování se, dokázala dokonce při ještě vyšších teplotách – i nad 70 stupňů Celsia. Smrtící hranicí pro ni bylo až osmdesát stupňů, popsali vědci.
Kosmické améby
Proč by měly vlastně kosmickou agenturu NASA zajímat organismy, které žijí v Kalifornii? Astrobiologové už dlouho studují hranice přežití života na Zemi, aby zjistili, jak by organismy mohly žít na jiných světech, jako je Mars nebo Venuše, kde jsou podmínky pro život mnohem méně příznivé než na naší planetě.
Pozemské organismy, které přežívají za výjimečných teplot, hodnot pH, záření a dalších podmínek, se označují jako extremofilní. Jejich výzkum pomáhá vědcům pochopit, čeho je život, jak ho známe, schopný.
Extremofily jsou ale zajímavé i z jiných důvodů. Aby přežily v krajních podmínkách, musí vytvářet jedinečné proteiny, které mohou mít slibné využití v biotechnologii – od průmyslových aplikací až po medicínu.
Dosavadní výzkum extremofilů se zaměřoval hlavně na jednobuněčné bakterie a primitivní formy života nazývané archea. Nová studie ale ukazuje, že také složitější buňky eukaryot mohou být odolnější, než se dosud předpokládalo, a mohly by dokonce pomoci vědcům pochopit, na jakých místech ve vesmíru by mohl přežít složitý život.
Složitý život na Zemi
Život na Zemi se obecně dělí do dvou kategorií: prokaryota a eukaryota. Prokaryota jsou jednobuněčné organismy, které ve své jediné buňce nemají jádro ani membránou ohraničené organely. To znamená, že mají méně buněčného „stroje“, který by mohl být poškozen extrémními vlivy, jako je spalující horko, mrazivá zima, nesnesitelná kyselost nebo škodlivé záření.
Patří mezi ně bakterie a archea, přičemž zejména archea jsou výjimečně schopná přežívat horko i chlad. Vzhledem k jejich relativní jednoduchosti se vědci také domnívají, že prokaryota byla prvními formami života, které se na Zemi objevily před miliardami let, kdy bylo prostředí naší planety mnohem nehostinnější než dnes.
Eukaryota jsou složitější organismy, o nichž se předpokládá, že se vyvinuly později. Patří mezi ně široké spektrum živých organismů, od jednobuněčných řas až po mnohobuněčné organismy, jako jsou rostliny, zvířata a také lidé. Tyto organismy mají ve svých buňkách oddělené buněčné jádro, které obsahuje citlivou genetickou informaci. Eukaryota také obsahují membránou ohraničené organely, jako jsou mitochondrie a endoplazmatické retikulum. Tyto organely jsou jako miniaturní buněčné stroje, které plní specifické funkce.
Zatímco schopnost prokaryot odolávat horku je dobře známá, u eukaryot se taková schopnost nepředpokládala. Vysoké teploty vedou k rozpadu bílkovin a dalších biomolekul, které živé buňky potřebují ke svému fungování. Teplo může také způsobit rozpad membrán, čímž dochází ke zničení buněk. Dosud se předpokládalo, že membrány organel v eukaryotech nemohou zůstat stabilní při teplotách nad 62 stupňů Celsia. Objev nového druhu ale dokazuje, že tento předpoklad je mylný.
Vědci oznámili, že objevené améby i jejich genom detailně prozkoumali a analyzovali. Našli řadu genů, které jim pomáhají stabilizovat DNA a chránit ji tak před rozpadnutím. Další geny má tento organismus zaměřené na vnímání vnějších teplot. A když se dostanou do výjimečně horkého prostředí, aktivují se geny, které se podílejí na udržování správného skládání bílkovin.
„Povedlo se nám odhalit několik strategií, které by mohly pomoci I. cascadensis přežít při vysokých teplotách, a některé z nich by mohly využívat i jiné termofilní organismy,“ uvedli autoři. Zajímavé je, že tyto adaptace jsou velmi podobné těm, kterými jsou vybavené vývojově mnohem starší archea. To by naznačovalo, že jsou tyto principy do značné míry univerzální a možná by tedy mohly fungovat i na jiných tělesech Sluneční soustavy.
