Granice życia. Nowe odkrycia polskich naukowców
Polscy badacze odkryli niezwykle zredukowane genomy bakterii symbiotycznych u piewików, które stawiają nowe pytania o definicję życia.
Blisko trzysta milionów lat ewolucji doprowadziło do niezwykłej współpracy między owadami a bakteriami. Badania, opublikowane na łamach "Nature Communications" przez zespół z Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz PAN, ujawniają, że te mikroorganizmy posiadają najmniejsze genomy wśród bakterii, co niesie istotne konsekwencje dla nauki.
Jak podaje PAP, wiele gatunków owadów odżywia się pokarmem ubogim w niezbędne składniki, np. sokiem roślinnym, nektarem czy innymi substancjami praktycznie pozbawionymi aminokwasów i witamin. Dlatego nawiązują one ścisłą współpracę z bakteriami symbiotycznymi, które zamieszkują ich organizmy.
Piewiki zagrożone
- Piewiki to niewielkie pluskwiaki, do których należą między innymi cykady i skoczki. Występują na całym świecie, są bardzo różnorodne i mają duże znaczenie ekologiczne, a wiele gatunków uznawanych jest za szkodniki upraw, ponieważ niszczą tkanki roślin oraz przenoszą choroby - wyjaśnił dr Łukasik.
Cyfrowi Bezpieczni. Najgroźniejsze cyberoszustwa – na co musimy uważać?
- Dlatego mogą funkcjonować tylko dzięki ścisłej symbiozie z wyspecjalizowanymi bakteriami, które są przekazywane z pokolenia na pokolenie i od setek milionów lat zasiedlają ich tkanki. Już wspólny przodek wszystkich piewików, żyjący ponad 300 milionów lat temu, posiadał takie symbionty. Z analiz filogenetycznych wiemy, że ewolucja symbiontów była ściśle powiązana z ewolucją gospodarzy - podkreślił biolog.
Najmniejsze genomy
Naukowcy skupili się na bakteriach z gatunku Candidatus Vidania fulgoroidea. Odkryto, że ich genomy mają jedynie 50-52 tys. par zasad DNA. To mniej niż potrzeba wolno żyjącym bakteriom, które zawierają ponad tysiąc genów. Tak skrajne uproszczenie wskazuje na wspólną ewolucję owadów i ich symbiontów.
- Ewolucja w tych systemach działa bardzo ekonomicznie - jeśli coś nie jest niezbędne, to prędzej czy później zostaje usunięte - podsumował dr Łukasik.
Praktyczne zastosowanie
Choć badania mają charakter podstawowy, mogą przynieść praktyczne korzyści w medycynie i rolnictwie. Poznanie mechanizmów symbiozy może wpłynąć na rozwój nowych metod walki ze szkodnikami upraw, a także na zrozumienie chorób mitochondrialnych u ludzi.
Zespół z Krakowa kontynuuje prace nad skomplikowanymi przypadkami fragmentacji genomów, co ma na celu rozwikłanie podstawowych procesów biologicznych. Prace te mogą dostarczyć nowych wskazówek na temat początków życia i możliwości jego istnienia poza Ziemią.
