Fotoszintetizáló kétéltű - először fedeztek fel élő növényt gerinces állat sejteiben

Vágólapra másolva!
Először fedeztek fel gerinces állat sejtjein belül élő növényt. A kölcsönösen előnyös kapcsolatban az egysejtű alga oxigénnel és szénhidrátokkal látja el a gőtét, míg a kétéltű nitrogéntartalmú vegyületeket biztosít a növény számára. Az alga az állat fejlődése során kerülhet be annak sejtjeibe.
Vágólapra másolva!

Régóta tanulmányozzák a kutatók a foltos harántfogúgőtét (Ambystoma maculatum), ám csak most jöttek rá, hogy az állat sejtjeiben egy alga él. Gerincesek körében ez az első példa állat és növény ilyen szoros, sejtszintű együttélésére.

Ryan Kerney, a kanadai Dalhousie Egyetem kutatója a foltos harántfogúgőte embrióinak tanulmányozása közben vette észre, hogy azok világoszöld színe valóban az embrió sejtjeiből, valamint az embriót körülvevő kocsonyás burokból származik. A színért egy egysejtű alga, az Oophilia amblystomatis a felelős, melynek szimbiotikus kapcsolata a foltos harántfogúgőtével már régebb óta ismert. Mostanáig azonban azt gondolták, hogy az alga a petéken kívül helyezkedik el, és a fejlődő kétéltű nitrogénnel látja el a növényt, míg az fotoszintézise révén növeli a víz oxigéntartalmát az embriók környezetében. Kerney felfedezése alapján azonban az algák a gőte sejtjein belül találhatók, és a növény oxigénnel és szénhidrátokkal látja el az őt tartalmazó sejtet.

Az eredmény azért jelentős, mert ellentmond annak a feltételezésnek, miszerint a gerincesek immunrendszere minden idegen anyag elpusztítására törekszik, és eszerint képtelenség volna, hogy egy növény éljen a kétéltű sejtjeiben. Úgy tűnik azonban, hogy az állatnak vagy sikerült részben kikapcsolnia az immunrendszerét, vagy az algának sikerült azt kijátszania.

Forrás: Wikimedia Commons

Foltos harántfogúgőte

Kerney transzmissziós elektronmikroszkópot használva azt is megállapította, hogy a növényi szimbiontát gyakran mitokondriumok sokasága veszi körül, valószínűleg azért, hogy a növény által előállított szénhidrátot és oxigént felhasználják. (A mitokondrium a sejt erőműve, a kémiai energia raktározására szolgáló adenozin-5-trifoszfátot, azaz ATP-t állítja elő.)

Az egyelőre még ismeretlen, hogy miként jutnak be az algák a gőte sejtjeibe. Linda Goff, a santa cruzi Kalifornia Egyetem molekuláris tengerbiológusa 30 évvel ezelőtt már felfedezte, hogy a harántfogúgőte embrió fejlődésével logaritmikusan nőtt az egysejtű algák száma, ami kétféleképpen lehetséges: vagy az embrió fejlődésével azonos sebességben szaporodik az alga, vagy behatol az embrió sejtjeibe, és azzal együtt sokszorozódik.

Elképzelhető, hogy a kapcsolat akkor alakul ki, amikor az állat idegrendszere fejlődni kezd, ebben a fázisban ugyanis a videofelvételek alapján egy különösen élénk zöld pont figyelhető meg az embriók mellett: az alga virágzása a fejlődő gőte által leadott nitrogéntartalmú anyagcseretermékeknek köszönhető. A kutatók feltételezései szerint, ha ezek valahogy kijutnak, akkor valószínűleg kell lennie egy útvonalnak befelé is. Ezt megelőzően csak korábbi fázisokban tanulmányozták az embriókat, ami megmagyarázhatja, hogy mostanáig miért nem vették észre az algákat a gőték sejtjeiben. Nem zárható ki azonban az sem, hogy az algasejtek nem kívülről, hanem az anya szervezetéből jutnak a petét körülvevő kocsonyás anyagba, a felnőtt nőstény gőték petevezetőiben ugyanis Kerney szintén kimutatta az algát.

Forrás: Nature