Evoluci běžně chápeme jako vývoj k dokonalejším a složitějším formám života. Touto představou ale zásadně otřásl jistý druh prvoků. Ukázalo se totiž, že ve skutečnosti jsou to živočichové příbuzní s medúzami a do stádia podobného prvokům se vrátili až dalším vývojem. A to není jejich jediná podivnost.
Švýcarský chirurg a porodník Louis Jurine byl muž dvou povolání. Vedle medicíny vystudoval také zoologii, jeho vášní bylo pozorování a sbírání hmyzu, ale zajímaly ho také ryby. Tím se stalo, že se připletl k objevu, jehož dosah nemohl vůbec tušit, a který věda plně vysvětlila až po dvou stoletích.
Přihodilo se to, když zkoumal síha písečného, běžnou lovnou rybu ze Ženevského jezera. V jeho svalovině narazil na podivné změny připomínající bílé uzlíky. Po jejich prozkoumání usoudil, že půjde o ložiska jakéhosi nepatrného parazita.
Protože to bylo na počátku 19. století, neměl Jurine lepší technické vybavení k detailnějšímu bádání. A tak byl parazit, kterého popsal, zahrnutý mezi prvoky, o nichž už věda tehdy věděla. A mezi prvoky zůstal další století.
Protože napadal „jen“ ryby, tak žádný extra zájem o další výzkum nevyvolával. Zoologové jen postupně ohlašovali objevy dalších podobných parazitů ryb. Celkem pochopitelně pak celá skupina dostala český název rybomorky. Až časem se ukázalo, že neinfikují jenom ryby a že to rozhodně nejsou prvoci.
Podivná zjištění
Zájem o pozapomenuté rybomorky (či zoologickým názvem výtrusenky) oživil až někdy v polovině 20. století nástup elektronového mikroskopu. Pozorování v daleko vyšším rozlišení, než umožňoval světelný mikroskop, vědce nejprve utvrdilo v tom, že jde o prvoky, i když dost podivné.
Nemívali jednu buňku, ale klidně několik. Toto zjištění přírodovědci vzali na čas prostě na vědomí jako zvláštní znak výtrusenek. Jenže podivností začalo přibývat. Na tu další se přišlo opět náhodou v 80. letech.
Tehdy napadlo amerického biologa Kena Wolfa, že by mohl experimentálně ověřit, jak se parazit šíří. Podle převažujícího názoru měly nakažené ryby uvolňovat do vody infikované spory, které pak napadaly dosud zdravé jedince.
Pro Wolfa, který pracoval pro americkou instituci zkoumající onemocnění ryb, to nebyl složitý experiment. Jen vyměnil rybí viry, které obvykle studoval, za parazitické prvoky.
Neobvyklý způsob množení
Pro pokus si vybral druh Myxobolus cerebralis. Měl s ním zkušenost, protože tento parazit napadá pstruhy, kterými se Wolf dlouhodobě zabýval při výzkumu rybích virů.
Proto také věděl, že Myxobolus cerebralis vyvolává nebezpečné onemocnění, kterému se říká vrtohlavost pstruhů. A jak byl zvyklý z výzkumu virů, chtěl u parazita zjistit, jak snadno se mezi rybami přenáší.
Experiment opakoval několikrát, jenže přenos se nedařil. Dokázal spíš opak, a sice že spory parazita uvolňované z těla nakažené ryby nejsou pro další ryby prakticky vůbec infekční. Zato napadaly nitěnky Tubifex tubifex.
A pak se dělo něco zvláštního. Také z nitěnek vycházely spory, byly jiného typu, ale jako svou oběť si vybíraly zase ryby. Znělo to příliš bláznivě, než aby s líčením vývojového cyklu rybomorek Wolf uspěl.
Proč by pouhý prvok podnikal takto složitou cestu k množení, která vyžaduje dva různé hostitele, rybu a bezobratlé kroužkovce, vytváření dvou různých typů spor i dvou odlišných cest proniknutí – od nitěnky se nechá spolknout, zatímco do ryby proniká kůží? K čemu by mu to bylo dobré?
Překvapení v genech
Vysvětlení nedodal nedůvěřivým odborníkům Ken Wolf, ale pokrok molekulární biologie. Ta našla jednoduchou a praktickou pomůcku, jak určit místo konkrétního druhu ve stromu života. Používá k tomu gen kódující jeden typ ribozomální RNA. Ten sdílejí všechny organismy počínaje bakteriemi.
Změny, které v něm zanechala evoluce jako svou stopu, pak umožňují najít a upřesnit příbuzenské vztahy. Málokdy byl ale výsledek analýzy tak šokující jako u výtrusenek. Ukázal, že to rozhodně nejsou prvoci a posunul je vývojově mnohem výš mezi mnohobuněčné živočichy.
Nejdřív nebylo zřejmé, mezi které konkrétně, ale i to další genetický výzkum vyjasnil. Výtrusenky mají společné předky s medúzami a patří tedy mezi žahavce. I když to působilo jako vědecká bomba, ve skutečnosti to zas tak velké překvapení nebylo.
Zvláštní původ rybomorek už nějakou dobu naznačovaly také jiné výzkumy. Podezření vyvolával hlavně způsob, kterým se jejich spory zachycovaly v tkáních. Používají k tomu lepkavá vlákna stočená do spirál ve speciálních váčcích.
V pravou chvíli se váčky otevřou a vlákna bleskurychle vystřelí. Váčky i způsob vymrštění nápadně připomínají útok žahavými vlákny u medúz. Genetický výzkum pak potvrdil, že to není náhoda. Výtrusenky si skutečně zbraň, kterou mívaly jako žahavci, upravily po svém. Technické vybavení zůstalo stejné, ale účel se změnil.
Nevídaná historie
Dvě století poté, co si Louis Jurine prohlížel síha uloveného v Ženevském jezeře a našel v něm parazity, bylo konečně jasno.
Nejsou to prvoci, ale vlastně zakrněné medúzy.
Jejich příběh se začal rýsovat: V mořích se objevily někdy před 600 až 700 miliony let spolu s medúzami, s nimiž mají společné předky. Zatímco medúzy ve volném moři zůstaly a živily se lovem, výtrusenky objevily půvab usedlého života přímo v těle kořisti.
To se podle odhadů stalo o nějakých 100 milionů let později. Parazitická existence je zbavila rizik, jimž musely čelit v moři. Potřebovaly se jen dobře přizpůsobit. Proto začaly svou genetickou informaci osekávat a zbavovat úseků, které už nebyly k ničemu.
Ztenčily ji natolik, že to nemá mezi živočichy obdobu. Jejich genom je 20x až 40x menší než u běžné medúzy a patří k vůbec nejmenším u mnohobuněčných živočichů.
Ještě jeden unikátní objev
Překvapením u někdejších „prvoků“ tím ale stále ještě nebylo konec. O to nejnovější se postarali na Telavivské univerzitě. Tým vedený kanadskou bioložkou Dorothee Huchonovou chtěl prozkoumat mitochondrie výtrusenky Henneguya salminicola, která napadá lososa.
Jenže je jaksi nemohl najít. Ani stopy nebylo také po mitochondriálních genech. Ty se od vlastního genomu každé buňky liší, proto se mitochondrie považují za potomky pohlcených mikrobů. Pro buňku vyrábějí energii a na oplátku jsou od ní zaopatřeny.
Tak to funguje u všech živočichů, samozřejmě včetně medúz, a proto také potřebujeme dýchat – bez kyslíku mitochondrie energii nevyrobí. Jenže tato výtrusenka žádné mitochondrie neměla. Opakované analýzy toto šokující zjištění potvrzovaly.
Profesorka Huchonová tak mohla oznámit, že její tým narazil na prvního živočicha, který nepotřebuje dýchat. I když zatím není jasné, jak získává energii, je to objev, který má obrovský význam pro výzkum evoluce.
„Obecně se má za to, že během evoluce se organismy stávají stále složitějšími a že jednoduché jednobuněčné nebo málobuněčné organismy jsou předky složitých organismů. Ale tohle je živočich, jehož evoluční proces je opačný.“.
Kateřina Pavelcová
