Jaunām trīs dzimumu apaļo tārpu sugām ir “ārkārtēja arsēna pretestība”
Zinātnieki nesen Mono ezera sāļajos sodas ūdeņos Mono apgabalā, Kalifornijā, ir atklājuši ne mazāk kā piecas jaunas apaļtārpu sugas. Vienas no šīm sugām pārstāvjiem ir lielvara: tie ir ārkārtīgi izturīgi pret arsēnu.
Nematodes jeb apaļtārpi ir bezmugurkaulnieku veids. Viņi ļoti līdzinās tārpiem, tomēr nav ar tiem saistīti, un tie var būt daudz, daudz mazāki. Dažas sugas nav garākas par milimetra daļu un ir redzamas tikai mikroskopā.
Šīs mazās radības dzīvo gandrīz visās Zemes vidēs, un, lai gan precīzs esošo nematodu sugu skaits joprojām nav zināms, aplēses liecina, ka visā pasaulē ir vismaz 40 000 dažādu sugu.
Nesen prof. Pauls Sternbergs no Kalifornijas Tehnoloģiskā institūta Pasadenā un kolēģi no dažādām pētniecības iestādēm Mono ezerā ir atraduši ne mazāk kā astoņas nematodes sugas, no kurām piecas zinātnieces iepriekš nebija aprakstījušas.
Mono ezers ir sālsūdens ezers, kas dabiski izveidojies vismaz pirms 760 000 gadiem. Lai gan tas vienmēr ir bijis sāls ezers, tā sāļuma līmenis pēdējās desmitgadēs cilvēku darbības rezultātā faktiski divkāršojās.
Ezera ūdeņos mājo garneles un sālījuma mušas, un tās piesaista savvaļas putnus, piemēram, pelēkus un kaijas. Tagad zinātnieki ir atklājuši, ka nematodes ir arī starp bezmugurkaulniekiem, kas Mono ezeru padarījuši par savām mājām.
No astoņām sugām, kuras komanda nesen izolēja ezera ūdeņos, vienai ir īpaša iezīme: tai ir ievērojama izturība pret arsēnu - toksisku vielu, kas ir nāvējoša cilvēkiem, kā arī daudziem citiem dzīvniekiem.
Zinātnieki ziņo par saviem atklājumiem pētījumā, kas parādās žurnālā Pašreizējā bioloģija.
Jaunas sugas izdzīvo ekstremālos apstākļos
Prof. Sternbergs un komanda savāca un analizēja dažādus paraugus no trim Mono ezera reģioniem: neskartās pludmales, jūras flotes pludmales un vecās jahtu piestātnes.
Senatnīgā pludmalē viņi izolēja tikai vienu nematodes sugu, turpretī trīs atrada Vecajā jahtu piestātnē un septiņus Jūras spēku pludmalē. No astoņām dažādām sugām iepriekš bija zināmas trīs, proti: Mononchoides americanus, Diplogaster rivalis, un Prismatolaimus dolichurus.
Pētnieki raksturoja visas piecas iepriekš nezināmās sugas, bet jo īpaši vienu - ģints Auanema - piesaistīja viņu uzmanību. Tāpat kā citas sugas tajā pašā ģintī, jaunā Auanema nematodei ir trīs dzimumi: hermafrodīts, vīrietis un sieviete.
Un, tāpat kā citi Auanema nematodes - kā arī citas nematožu sugas, kas atrodas pie Mono ezera - šī jaunā suga ir izturīga pret arsēnu.
Tomēr atšķirībā no citiem nematodiem tā izturība pret šo toksisko vielu, kā to raksturo pētnieki, ir kvalificējama kā “ārkārtēja”. Tas var pārdzīvot arsēna koncentrāciju, kas ir aptuveni 500 reizes lielāka par daudzumu, kas nogalinātu cilvēku. Turklāt, kā atzīmē zinātnieki, tas var izturēt "uz ilgu laiku".
Zīmīgi ir arī tas, ka papildus izdzīvošanai - pat uzplaukumam - ekstremālā vidē jaunās nematodes sugas var labi darboties arī laboratorijas apstākļos, kas nav raksturīgi citām tā sauktajām ekstremofilu sugām.
"Extremophiles var mums tik daudz iemācīt par novatoriskām stratēģijām, kā tikt galā ar stresu," saka pirmais autors Pei-Yin Shih. "Mūsu pētījums rāda, ka mums vēl ir daudz jāmācās par to, kā šie 1000 šūnu dzīvnieki ir apguvuši izdzīvošanu ekstremālos apstākļos," viņa turpina piebilst.
Turpmāk pētnieki cer noskaidrot bioķīmiskos un ģenētiskos faktorus, kas varētu veicināt nematodes izdzīvošanu tik ekstremālos apstākļos.
Turklāt viņi plāno kartēt jaunā ģenētisko sastāvu Auanema sugas, lai redzētu, vai viņi var precīzi noteikt gēnus, kas padara šos bezmugurkaulniekus tik izturīgus pret arsēnu.
Dzeramā ūdens arsēna piesārņojums nopietni apdraud cilvēku veselību, jo tas var izraisīt vēzi un citas veselības problēmas. Tāpēc, uzzinot vairāk par nematodu noturību pret šo toksisko vielu, varētu rasties labāki veidi, kā aizsargāt sabiedrības veselību.
Pētījuma līdzautors Džeimss Siho Lī apgalvo, ka “[mums] ir ārkārtīgi svarīgi, lai mēs novērtētu un attīstītu zinātkāri par bioloģisko daudzveidību”.
Nākamais jauninājums biotehnoloģijas jomā varētu būt savvaļā. Piemēram, no ekstremofīlām baktērijām un aļģēm tika atklāts jauns bioloģiski noārdāms sauļošanās līdzeklis. Mums ir jāaizsargā un atbildīgi jāizmanto savvaļas dzīvnieki. ”
Džeimss Siho Lī
