Une image en microscopie optique du cnidaire parasite Henneguya salminicola , d'un saumon quinnat. Stephen Atkinson Il y a trois milliards d'années, les choses sur Terre étaient différentes. Pour une chose, il n'y avait pas tout cet oxygène partout - les premières cyanobactéries ont dû trouver un moyen de vivre avec du dioxyde de carbone volcanique, l'eau et la lumière du soleil. Ces organismes anciens vivaient en anaérobie, sans oxygène. Curieusement, ce que nous respirons aujourd'hui, c'est le type d'atmosphère qu'ils nous ont rendu possible, parce que le sous-produit de leur production alimentaire - l'oxygène - a finalement dépassé l'atmosphère terrestre. Les organismes anaérobies ont été forcés dans les coins et recoins de la planète sans oxygène et sont restés simples et unicellulaires.
Cependant, quand il y a une règle, il y a généralement une exception, et un groupe de scientifiques ont découvert un petit, cnidaire parasite - un parent d'une méduse - qui n'utilise apparemment pas d'oxygène pour respirer. Ils ont publié leurs conclusions dans le 24 février Numéro 2020 des Actes de l'Académie nationale des sciences.
Cet animal, Henneguya salminicola , est un minuscule parasite à tête extraterrestre avec une longue queue qui se nourrit des tissus musculaires du saumon et d'autres poissons. C'est un eucaryote - un membre d'un large groupe d'organismes qui comprend la plupart des êtres vivants que vous pouvez voir à l'œil nu :animaux, les plantes, champignons, etc. Les cellules des eucaryotes contiennent toutes sortes d'organites de fantaisie que leurs homologues plus primitifs, les procaryotes, n'ont pas. L'un de ces organites est la mitochondrie, une structure qui a un petit génome qui lui est propre, séparé du reste de l'organisme, et que les cellules eucaryotes utilisent pour produire de l'énergie, à l'aide d'oxygène.
Mais au sein des grands groupes que nous appelons « eucaryotes, " il y a quelques unicellulaires, espèces non animales qui sont anaérobies. Ils n'ont pas de mitochondries, mais ont quelque chose que les scientifiques appellent "organites liés aux mitochondries". Henneguya salminicola est le premier animal d'avoir cette fonctionnalité.
C'est très étrange, mais comment en sont-ils arrivés là ?
« Les ancêtres de Henneguya avait presque certainement des mitochondries, " déclare le co-auteur de l'étude Stephen Atkinson, professeur de recherche au Département de microbiologie de l'Oregon State University, dans un entretien par e-mail. "Tous ses plus proches parents ont des mitochondries, donc l'évolution vers un mode de vie anaérobie et la perte de mitochondries fonctionnelles semblent être une adaptation récente de cette seule espèce - du moins que nous connaissons jusqu'à présent !"
Dans les cellules d'animaux typiques, les mitochondries utilisent l'oxygène dans un processus en plusieurs étapes pour créer de l'énergie chimique. L'équipe de recherche a découvert que le parasite a juste dû s'adapter à un environnement avec très peu d'oxygène disponible. Sans avoir besoin de mitochondries, il a perdu les instructions génétiques pour au moins plusieurs parties des processus qui utilisent l'oxygène - par exemple, Henneguya salminicola a perdu son génome mitochondrial, dont les autres cellules animales ont besoin car elles contiennent les instructions pour l'utilisation de l'oxygène. En perdant le génome, le parasite économise de l'énergie en n'ayant pas à copier des gènes pour des choses dont il n'a plus besoin.
Saumon rose infecté par Henneguya salminicola , pris au large des îles de la Reine-Charlotte, Canada de l'Ouest, en 2009. Pingouin volant/Wikimedia Commons Mais comment peut-il survivre sans oxygène en premier lieu ?
"Nous supposons qu'il doit plutôt absorber des molécules liées à la production d'énergie des cellules hôtes, qui ont déjà effectué une partie du traitement, " dit Atkinson. " Voler quelque chose à l'hôte est fondamental pour le parasitisme ! "
Comme beaucoup de découvertes importantes, cette découverte était totalement inattendue - les chercheurs espéraient comparer les génomes de deux petits parasites, et chaque fois qu'ils ont essayé d'exécuter celui de Henneguya salminicola , quelque chose était évidemment très étrange. En y regardant plus loin, ils ont découvert que ses cellules contenaient un petit sac vide où une mitochondrie aurait pu se trouver autrefois.
"Cette découverte a élargi notre compréhension de ce que signifie être un " animal " en montrant que même une vie complexe peut évoluer de manière à réussir dans des environnements sans oxygène, " dit Atkinson. " Savoir que les animaux anaérobies peuvent exister nous alerte sur le fait que nous devons être à l'affût de cela chez d'autres espèces - et peut-être chercher dans des environnements anaérobies des animaux où nous n'aurions jamais regardé auparavant. Spécifiquement pour la recherche sur les parasites myxozoaires, cela signifie que nous rechercherons dorénavant des mitochondries inhabituelles ou manquantes chez d'autres espèces, pour essayer de découvrir les connexions entre les hôtes, tissu et environnement qui conduisent à la perte de la fonction mitochondriale pour tirer parti du métabolisme anaérobie."
La découverte de mécanismes anaérobies chez ces parasites pourrait également ouvrir une nouvelle voie de traitement, car des médicaments spécifiques ont été utilisés pour cibler d'autres parasites anaérobies.
Maintenant c'est intéressantDeux autres eucaryotes qui ont perdu leurs mitochondries sont Giardia, un parasite intestinal, et le parasite qui cause l'infection sexuellement transmissible trichomonase, ou "triche, " appelé Trichomonas vaginalis .
