Procenjuje se da na planeti postoji 8,7 miliona eukariotskih vrsta. To su organizmi čije ćelije sadrže jezgro i druge organele vezane za membranu. Iako eukarioti uključuju poznate životinje i biljke, one predstavljaju samo dve od više od šest glavnih grupa eukariota. Najveći deo eukariotske raznolikosti čine jednoćelijski eukariotski mikroorganizmi, poznati kao protisti.
Proučavajući protiste, naučnici mogu da steknu uvid u evolucione procese koji su oblikovali raznolikost i složenost eukariotskog života i doveli do inovacija kao što je višećelijska koja je omogućila život životinja na planeti.
Dok istraživači rade na boljem razumevanju mehanizama koji stoje iza evolucije vrsta na Zemlji, ostaju pitanja o tome kako su se mikrobni eukarioti prilagodili ekstremnim okruženjima planete. Da bi se dalje pozabavili ovom temom, naučnici na Odeljenju za biologiju Univerziteta u Sirakuzi (A&S) trenutno istražuju protiste koji naseljavaju neka od najsurovijih okruženja na Zemlji: izuzetno vruća i kisela geotermalna jezera.
Tim predvođen Anđelom Oliverio, docentom biologije, nedavno se vratio iz vulkanskog nacionalnog parka Lasen u Kaliforniji, gde se nalazi najveće geotermalno jezero u SAD.
„Ovo jezero je geotermalna karakteristika koja se zagreva kiselo-sulfatnom parom, što znači da je i prilično vruće (~52 C/124 F) i kiselo (pH ~2)“, kaže Oliverio, koji je počeo na Univerzitetu Sirakuza 2022. „Ovo čini ga veoma jedinstvenim okruženjem za proučavanje poliekstremofila, koji su organizmi koji su se prilagodili na dva ili više ekstremnih uslova – u ovom slučaju na visoku temperaturu i nizak pH.“
Pa kako su znali da putuju do vrućeg jezera u Kaliforniji kako bi pronašli mikrobiološki eukariotski život? U nedavnoj studiji objavljenoj u Nature Communications, čiji su koautori Oliverio i Hannah Rappaport, istraživač u Oliverijevoj laboratoriji, tim je napravio bazu podataka prethodnih studija koje su tražile mikrobiološki eukariotski život u ekstremnim okruženjima. Konkretno, analizirali su koje eukariotske loze su otkrivene više puta iz različitih studija u sličnim uslovima životne sredine.
„Otkrili smo da je nekoliko linija ameba često pronađeno iz okruženja sa ekstremno visokim temperaturama“, kaže Oliverio. „Ovo sugeriše da proučavanje tih linija može dati sjajan uvid u to kako se eukariotske ćelije mogu prilagoditi životu u izuzetno vrućim okruženjima.“
Prema Oliveriju, jedna posebna studija koju je sprovela laboratorija Gordona Volfa u Cal State Chico-u otkrila je da je ameba, T. thermoacidophilus, bila prilično bogata u geotermalnom jezeru Nacionalnog parka Lassen. Međutim, ne postoje genomski podaci o ovom organizmu. Utvrđivanje načina na koji je ova vrsta prilagođena ovom ekstremnom okruženju moglo bi proširiti razumevanje o tome koje vrste okruženja u univerzumu se mogu smatrati pogodnim za život.
Prošlog leta Oliverio i Rapaport su otputovali u Nacionalni park Lasen da saznaju više o ovom konkretnom protistu i da potraže druge nove ekstremofilne eukariote. Na jezeru, tim je koristio dugačku slikarsku šipku pričvršćenu flašom od 1 litar da bi dobio uzorke – nije lak zadatak s obzirom da je temperatura vode znatno preko 100 stepeni Farenhajta. Nakon toga, boce su vraćene u Oliverijevu laboratoriju u Sirakuzi. Tim trenutno izoluje pojedinačne ćelije za sekvenciranje genoma i karakteriše amebe mikroskopskim putem.
Iako ostaje mnogo nepoznanica o tome kako se eukarioti prilagođavaju da bi postojali u ekstremnim okruženjima, Oliverio se nada da će ovo istraživanje pomoći da se poprave neke od trenutnih praznina u znanju.
„Sumnjamo da postoji nešto posebno u vezi sa ameboidnom formom koja omogućava opstanak u ovim eukariotskim linijama, ali mehanizam ostaje nepoznat“, kaže ona. „Na osnovu našeg istraživanja, pretpostavljamo da horizontalni transfer gena (kretanje genetskih informacija između organizama) iz bakterija i redukcija genoma (kada genom izbriše gene koji mu nisu potrebni), zajedno sa ekspanzijom posebno korisnih porodica gena, može biti nekoliko o načinima na koje su protisti stekli alate za preživljavanje u ekstremnim okruženjima.“
Oliverio napominje da će nalazi tima na nivou genoma doprineti važnim podacima koji nedostaju u rekonstrukciji drveta života. „Ovo će unaprediti naše razumevanje distribucije i evolucije života na Zemlji.“
