Sciencemag.cz
Doporučujeme
Ve známé knize Den trifidů jsou lidé terorizováni trifidy, kteří vznikli z běžné hospodářské plodiny. Dravé stadium ale mohlo existovat i na počátku evoluce rostlin obecně.
Pomiňme, zda rostliny vůbec představují monofyletickou skupinu. S tím, jak se do eukaryotických buněk začleňovaly sinice/chloroplasty, je to poměrně komplikované, k příslušné symbióze došlo vícekrát (respektive na původní pohlcení sinice eukaryotickou buňkou navázaly další symbiózy, tj. došlo k symbióze dvou eukaryot, z nichž jeden už obsahoval plastidy; rozlišují se primární, sekundární atd. endosymbiózy). Krásnoočko zelené může střídat fotosyntézu s predátorským životním stylem. Plasmodium, původce malárie, si v buňce dodnes nese chloroplast/jeho zbytky. Čili mít v buňce chloroplast ještě neznamená, že by příslušný druh nemohl realizovat dosti různorodé životní strategie.
Vědci nyní nově objevili protisty (jednobuněčná eukaryota) Rhodelphis limneticus a Rhodelphis marinus, kteří jsou geneticky blízké červeným řasám (ruduchům, Rhodophyta). Rhodelpis se však od červených čas podstatně liší, mají mnohem komplexnější genom a živí se jako predátoři, kteří se za kořistí pohybují pomocí bičíků. Jejich chloroplast už není funkční, tj. fotosyntézy již schopni nejsou.
Hlavní autor studie Patrick Keeling z University of British Columbia ovšem uvádí, že Rhodelpis nejsou „zdivočelými rostlinami“. Na počátku evoluce rostlin (nebo alespoň červených řas, však rostliny nemusejí být monofyletickou skupinou, viz výše) zřejmě stály spíše organismy, které současně fotosyntetizovaly i lovily, podle konkrétních okolností a krajně oportunisticky. Teprve později došlo ke specializaci spojené se zmizením bičíku nebo ztrátou funkčnosti chloroplastu, alespoň tedy v linii červených řas a jim příbuzných organismů.
Vedle vědců z University of British Columbia se na práci podíleli rovněž odborníci z Ruské akademie věd.
Non-photosynthetic predators are sister to red algae, Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1398-6
Zdroj: University of British Columbia/Phys.org a další
Poznámky PH:
Červené řasy-ruduchy tvoří i symbionta korálů, a společně se tak podílejí na tvorbě korálových útesů.
Otázka toho, zda rostliny jsou vůbec monofyletické – červené řasy mohou představovat i samostatnou skupinu. K otázkám fylogenetických vztahů viz např. i v češtině vyšlou knihu Richard Dawkins: Příběh předka, Academia, Praha 2008 (včetně poznámek recenzentů k textu).
Ruduchy dokáží díky složení svých pigmentů dobře zachytávat i modrozelené světlo, což jim umožňuje oproti jiným fotosyntetizujícím organismům žít i ve větších hloubkách.
Jak se uvedený případ liší od krásnooček (byť ty nesouvisejí s červenými řasami), tj. nakolik je to vůbec výjimečná kombinace?
K poslední otázce v Poznámkách PH:
Plastid krásnooček nevznikl primární endosymbiózou sinice, ale prokazatelně až sekundární endosymbiózou zelené řasy blízké recentním Pyramimonadales (která již daný plastid obsahovala)
A jde u ruduchů o primární endosymbiózu? Mimochodem, u těch sekundárních endosymbióz – předpokládám, že se do buňky začlenily pouze plastidy? (a mitochondrie už znovu ne a samozřejmě jádro pohlceného eukaryota také ne? fúzování dvou jader se asi neodehrálo nikdy?). Teď si ale vezměte, že mezitím už z toho plastidu odcházely geny do jádra, zajímavé je, že plastid byl sám o sobě vůbec funkční. (Z čehož vyplývá, že sekundární endosymbióza musela následovat relativně krátce po po té první?) (Tedy předpokládám, že toto nejsou nějaké záhady, že se to ví…)
Doplňuji svůj komentář. Vizte články https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.15965 a https://academic.oup.com/mbe/article/35/9/2198/5040135 jako shrnutí současného pohledu na plastid krásnooček.
V prvním z nich je přehled eukaryot s plastidem z primární endosymbiózy a zdůvodnění současných představ teorie. Patří sem i ruduchy.
Při sekundární endosymbióze je nejprve „získaný plastid“ komplexní organelou obalenou dvěma membránami (jedna hostitele, jedna hosta) obsahující primární plastidy (s dvojitou membránou) uvnitř, ale i mitochondrie a jádro symbionta, které jsou však postupně redukovány (např. u obrněnky Peridinium balticum), degradují a ztrácejí původní funkci (i když mají nadále mitochondriální či jaderné geny hosta) a zůstávají např. ve formě nukleomorfu (např. kryptomonády), nebo úplně vymizí až na vícenásobnou hraniční membránu kolem plastidu (krásnoočka mají kolem plastidů trojitou).
A abych byl úplný, příroda nám nabízí i doklad, jak může sekundární endosymbióza začínat. U katablefaridní řasy Hatena arenicola funguje jako endosymbiont zelená řasa Nephroselmis a dlouhodobě přežívá po mnoho generaci hostitele, ale při jeho dělení se sama nedělí, takže jedna ze dvou dceřiných buněk hostitele, aby byla autotrofní, si musí nově chytit a pohltit svého endosymbionta.
Mimochodem, Vaše představa, že do hostitele přecházejí pouze plastidy hosta, se v přírodě také realizuje, i když z toho trvalý plnohodnotný plastid nevzejde: Někteří hostitelé si hosta rozloží a pohltí jen jeho plastidy – jedná se pak o tzv. kleptoplastidy. Mohou to přitom být i komplexní hostitelé, např. z živočichů je to několik plžů (např. Elysia atroviridis), kteří si tak vylepšují svou výživu i při nedostatku přirozené potravy. Kleptoplastidy se však nepředávají potomstvu, protože buď není endosymbióza součástí zárodečného vývoje hostitele, nebo u jednoduchých hostitelů (např. jednobuněčné obrněnky Gymnodinium) nejsou schopny přežívat déle než několik dní.
velice dekuju za vysvetleni – jak osobne, tak predpokladam, ze pro ctenare jsou Vase poznamky take vetsim prinosem nez puvodni text. rada tech veci mi prijde opravdu podivuhodnych. nejvic asi to, ze tyto procesy, prisly by mi krajne nepravdepodobne, nastavaly vlastne asi docela casto/opakovane. napada me k tomu jeste cela rada otazek, ale predevsim bych si to mel cele nastudovat. (nejaka aktualni skripta by se dala doporucit? asi ale na samotnou evolucni biologii je toto prilis specializovane, tak v cem se to prednasi?)
http://www.protistologie.cz/
OBECNÁ PROTISTOLOGIE
4. Kooperativní symbiózy protist (ppt i audio)
ale především
3. Organely protist (ppt i audio)
dekuji