Rośliny żyją w komórkach kręgowców

Po raz pierwszy w historii nauki biolodzy opisali rośliny żyjące wewnątrz komórek kręgowców. Okazało się bowiem, że glony występują nie tylko pod osłoną jaj ambystomy plamistej (Ambystoma maculatum), ale i w komórkach rozwijających się embrionów. Co więcej, kanadyjsko-amerykański zespół uważa, że algi są najprawdopodobniej dziedziczone po rodzicach.

Zespół doktora Ryana Kerneya z Dalhousie University opublikował wyniki swoich badań w piśmie Proceedings of the National Academy of Sciences. O tym, że glony występują w jajach ambystom, wiedziano już od długiego czasu, problemem było jednak to, jak się tam dostają. Sprawa się nieco wyjaśniła, gdy odkryto DNA glonów w organach reprodukcyjnych dorosłych płazów. Wydaje się zatem możliwe, że ulegają one dziedziczeniu. Nazywamy to transmisją wertykalną, ale prawdopodobnie mamy do czynienia z połączeniem tego zjawiska i alg absorbowanych z otoczenia.

Kerney wyjaśnia, że w jajach glony zapewniają rozwijającym się embrionom tlen, a z kolei algi korzystają z wydalin płodu, w których znajduje się sporo potrzebnego roślinom azotu. Same ambystomy plamiste rzadko pojawiają się na powierzchni (przez większość czasu ukrywają się w korzeniach drzew, pod kamieniami itp., a wiosną mniej więcej o tej porze kończy się ich hibernacja), ale galaretowate pakiety jaj umieszczają blisko powierzchni wody. Trudno więc sobie wyobrazić lepsze warunki do życia dla glonów.

Akademicy z Dalhousie University oraz Indiana University posłużyli się mikroskopem fluorescencyjnym. Dzięki temu mogli stwierdzić, że pigmenty glonów jarzyły się wewnątrz komórek płaza po oświetleniu światłem o określonej długości fali. Przed tym odkryciem naukowcy sądzili, że rośliny nie mogą żyć wewnątrz komórek kręgowców. Płazy, ptaki czy ssaki mają przecież wysoce wyspecjalizowany układ odpornościowy, który powinien zwalczać obce organizmy. Tymczasem algi naprawdę opanowują tkanki kręgowców.

Pierwszy przypadek endosymbiozy eukariotycznych glonów w komórkach kręgowców sugeruje, że być może to wcale nie jest odosobniony przypadek. Ponieważ u innych ambystom, salamander i żab w jajach także występują algi, niewykluczone, że i u nich nie ograniczają się one wyłącznie do osadzania na osłonie czy infiltrowania przez nią, trafiając ostatecznie do komórek embrionu.

Związek jaj ambystomy z glonami zaobserwowano ponad 100 lat temu. Zyskał on formalną nazwę w 1927 r., gdy Lambert Printz nadał algom wiele mówiącą nazwę Oophilia amblystoma (nazwę rodzaju można przetłumaczyć jako "kochający jaja"). Natury symbiozy nie poznano jednak aż do lat 80. ubiegłego wieku, gdy wykazano eksperymentalnie, że pod nieobecność glonów embriony nie rozwijają się tak szybko. Podobnie było zresztą z algami. Bez płodów ambystom do towarzystwa rosły wolniej.

Kanadyjsko-amerykański zespół skorzystał z techniki zwanej fluorescencyjną hybrydyzacją in situ (FISH od ang. fluorescence in situ hybridization). Pozwoliła ona na wykrycie sekwencji 18S rRNA unikatowej dla Oophilia za pomocą specjalnych fluorescencyjnych sond.

ambystoma plamista symbioza komórka kręgowiec płaz glony wewnątrz Ryan Kerney