Symbioza w przyrodzie czymś osobliwym i nietypowym?

Wokół tajemnicy życia na Ziemi

W poprzednim felietonie rozważaliśmy teorię seryjnej endosymbiozy, mówiącą, że mitochondria, plastydy i być może inne organella komórki eukariotycznej (a więc i naszej, ludzkiej) powstały na skutek endosymbiozy pomiędzy różnymi mikroorganizmami. Zgodnie z nią niektóre organella pochodzą od wolno żyjących bakterii, które dostały się do innych komórek jako endosymbionty. Czy tego typu proces, pochłonięcie jednego organizmu przez inny, i w następstwie ich wspólne życie, możemy dzisiaj obserwować?

Swego czasu sławę zyskał protist Mixotricha paradoxa. Żyje on w jelicie tylnym pewnego australijskiego gatunku termita Mastotermes darwiniensis. W tylnej części ciała termita żyje 1012 bakterii oraz 10 milionów przedstawicieli Protista. Jeden z gatunków protista to właśnie Mixotricha paradoxa. Okazał się on być w istocie organizmem złożonym z pięciu różnych form prokariotycznych. Mówi się o nim „bestia z 5 genomami” (Margulis 2000). Koralowiec Montastraea cavernosa, zwany Wielką Gwiazdą Karaibów, znany jest ze zdolności do świecenia. Dzięki pewnym białkom emituje on widoczne w nocy światło. Przyczyną tego zjawiska są żyjące w koralowcu bakterie. Montastraea to w rzeczywistości wspólnie żyjące polip, drobne glony i bakterie. Żyjąc w symbiozie, każdy z organizmów otrzymuje od „partnera” te substancje odżywcze, których sam nie byłby w stanie wytworzyć.

Jedna ze stułbi jest koloru zielonego. Zawdzięcza go zawartym w endodermie zoochlorellom, glonom żyjącym z nią w endosymbiozie. Doczekała się ona nawet odrębnej nazwy gatunkowej, łączącej te dwa organizmy – Chlorohydra viridissima. W Bretanii, na północno-zachodnich wybrzeżach Francji, a także wzdłuż brzegów kanału La Manche spotkać można osobliwe „wodorosty”, które w istocie wcale nimi nie są. Są to płazińce z gatunku Convoluta roscoffensis. Zieloną barwę zawdzięczają wypełniającym ich tkanki drobnym glonom Platymonas. Całe ich życie, od narodzin do śmierci, przebiega wewnątrz ciał płazińców i to one właśnie wytwarzają pokarm, którym żywią się gospodarze. Otwór gębowy płazińca staje się niepotrzebny i w istocie przestaje funkcjonować po przeobrażeniu się larwy w postać dorosłą. Symbiotyczne glony zajmują się nawet usuwaniem kwasu moczowego wytwarzanego przez płazińca i przetwarzają go na użyteczne dla siebie substancje. Związek obu partnerów jest tak ścisły, że trudno stwierdzić, nie posługując się potężnym mikroskopem, gdzie kończy się zwierzę, a zaczyna glon.

W Pacyfiku, w okolicach Wielkiej Rafy Koralowej oraz w Oceanie Indyjskim, spotkać możemy największego małża świata – przydacznię olbrzymią (Tridacna gigasZooxanthella, wypełniającym jego ciało i nadającym mu piękną zieloną barwę.

Orzęski z rodzaju Ophrydium, występujące powszechnie w naszych jeziorach, tworzą kolonie o kształcie kulistym. Wielkość kolonii dochodzi do 10 cm średnicy, a może w niej zamieszkiwać nawet milion osobników. Poszczególne osobniki są zanurzone w galaretowatej substancji. Kolonie są zielone, a kolor zawdzięczają symbiotycznym glonom (Chlorella). Ophrydium schwytało chlorelle, które zgodziły się służyć kulistym galaretkom (Margulis 2000). Tego typu przykładów symbiozy, gdy jeden organizm wnika do drugiego i prowadzą razem „lepsze” życie, znamy dzisiaj wiele.

Ciekawy przykład powstawania symbiotycznego związku dwóch odrębnych organizmów dostarczył Kwang Jeon, biolog z Uniwersytetu Tennessee. Prowadząc serię eksperymentów na amebach, przypadkowo odkrył ustanowienie się symbiozy pomiędzy amebą a bakteriami, w której to bakteryjne symbionty stawały się integralną częścią ameby. Początkowo bakteria infekowała swojego gospodarza, co doprowadzało do śmierci ameby. Jednak po około 18 miesiącach niektóre z zainfekowanych ameb przeżywały i już nie potrafiły przeżyć bez pozyskanych endosymbiontów (Jeon 1998).

Czy powyższe przykłady nie stanowią dowodu powstawania osobników wyższego rzędu, czy nie są to swego rodzaju „niedokończone” gatunki, powstające w wyniku współpracy odrębnych form życia? Czy jest możliwa samodzielna egzystencja, bez współpracy, kontaktu z innymi formami życia? Wszystko wskazuje na to, że nie. René Dubos (francuski mikrobiolog) w 1965 roku w książce pt. „Man Adapting” pisze na ten temat w takich słowach: U zwierząt hodowanych w sterylnych warunkach powstają anatomiczne i fizjologiczne nieprawidłowości (Dubos 1965).

Piotr Skubała

Literatura:
- Dubos r. 1965. Man Adapting. New Haven: Yale University Press.
- Jeon K. W. 1998. Symbiogenesis of bacteria within amoebae. In: Origin – Evolution and Versatility of Microorganisms (J. Seckbach, ed.), Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands.
- Margulis L. 2000. Symbiotyczna planeta. Wyd. CiS, Warszawa.