Az evolúció egy korai szakaszának lehetünk szemtanúi?

Egy tized milliméter nagyságúak, a Földközi-tenger mélyén élnek, és nincs szükségük oxigénre. A Spinoloricus nov. sp., a Rugiloricus nov. sp. és a Pliciloricus nov. sp. az a három többsejtű élőlény, amely feltételezhetően a Földön egyedülállóan képes anoxikus, vagyis oxigénmentes környezetben leélni egész életét. Mivel ez a tulajdonság az állatok őseire, az eukariótákra volt egykor jellemző, könnyen lehet, hogy a 21. század ad otthont egy újabb törzsfejlődésnek.

Roberto Danovaro (Marche Műszaki Egyetem) és csapata 2010-ben tette közzé azon felfedezését, miszerint olyan állati fajra bukkantak, amely oxigén felhasználása nélkül tud létezni. Ez azért különösen érdekes, mivel eddigi ismereteink szerint, erre egyetlen faj sem képes. Az oxigén ugyanis, különféle formákban, de létfontosságú az állatvilágnak. Danovaro felfedezése így igen nagy rést ütött a tudomány ezen alaptörvényén, munkássága nagymértékben befolyásolhatja is a földi élet megértését. Azonban még kérdéses, hogy a tankönyveket át kell-e írni.

A három faj a loriciferák csoportjába tartozik, ami maga is annyira ritka, hogy más példányait egészen az 1980-as évekig nem ismerték. A 2010-ben megtalált állatok kinézete a medúzáéra hasonlít, méretük pedig nem nagyobb egy amőbáénál. Danovaro a Földközi-tengerben, a L’Atalante-medencében fedezte fel őket, ami Kréta nyugati partjaitól 200 kilométerre, körülbelül 3,5 kilométer mélyen található. Az állatok egy hiperszalin mélytengeri medencében (deep hypersaline anoxic basins – DHAB) élnek, amelynek üledéke nem tartalmaz oxigént.

intro

Bár maga a Földközi-tenger is elég extrém körülményeket nyújt az ott élő fajoknak, a meder még ehhez képest is rendkívüli. Belső része ugyanis teljesen oxigénmentes: az egykori ősi sóréteg feloldódott a tenger alján. Ez a vízréteg végül annyira sós és sűrű maradt, hogy a felette lévő, ideális oxigéntartalmú tengervízzel már nem is tudott elkeveredni. Az üledékes réteg ezzel csapdába is került, így az már közel 50 ezer éve a tenger mélyén fekszik.

Danovaro és kollégái ebben a zavaros közegben kutattak, s mivel ők maguk sem gondolták, hogy magasabb életforma képes oxigénmentes környezetben élni, rendkívül meglepte őket a felfedezés. Az apró lényeknek természetesen nem csupán az oxigén hiánya nehezíti létezését, hanem az őket körülvevő mérgező szulfidok, és a magas sótartalom is. Ilyen mennyiség mellett ugyanis egy normál sejt pillanatok alatt kiszáradna.

Mindezeken túl, a felfedezés azért is különleges, mert a Földközi-tengerben mindaddig csupán két loricifera példányt találtak a kutatók. 2010-ben itt most több organizmust találtak az anoxikus medence 10 négyzetcentiméterén, mint a tenger többi területén összesen.

Ugyan azt korábban is tudták a tudósok, hogy bizonyos állatok (pl. néhány fonalféreg fajta) életük egy részét oxigén nélkül élik, de korábban olyannal nem találkoztak, hogy egy faj egész életét ilyen környezetben töltse. Nem csoda tehát, hogy az állatok anyagcseréjével kapcsolatos minden eddigi elképzelést és feltételezést kétségbe vont Danovaro munkája. Felfedezése bizonyítékául, hogy valóban olyan élő példányokat talált, amelyek oxigénmentes környezetben élnek, ismertette, hogy bizonyos loriciferák testében tojásokat is találtak. Szaporodási képességeik mellett pedig arra utaló nyomokra is bukkantak, miszerint az állatok vedlettek, tehát valóban képesek a fejlődésre.

A 2010-ben megjelent tanulmány tudományos szenzáció volt. Minden bizonyíték ellenére azonban, sok szakember kételkedett benne, így 2011-ben egy újabb csapat merült alá a medence területéhez. Ezt a kutatást Joan Bernhard (Woods Hole Oceanográfiai Intézet) és csapata végezte. Munkájukat végül 2015-ben publikálták, megkérdőjelezve Danovaro felfedezését. Bernhard ugyanis szintén rábukkant a fajokra, azonban azt állította, hogy példányait nem az oxigénmentes rétegekben, hanem az alacsony vagy normál oxigéntartalmú vizekben találta. Sőt, minél lejjebb haladtak az anoxikus környezet felé, annál kevesebb élő loriciferára akadtak.

edgcomb_dhabs_en1_179653

Bernhard szerint nagyon valószínűtlen is volna, ha a faj mindkét közeghez alkalmazkodott volna: egyrészt egy oxigén nélküli, rendkívül sós, másrészt egy normál oxigén- és sótartalmú környezethez. Szerintük a Danovaro által megtalált egyedek csupán halott loriciferák tetemei voltak, amelyek lesüllyedtek a mélybe, és amikbe baktériumok költöztek, kissé megviccelve a korábbi kutatócsoportot. A baktériumokról biztosan tudják ugyanis, hogy azok képesek oxigén nélkül is létezni.

A kételyekre 2016-ban válaszolt Danovaro. Azzal védekezett, hogy Bernhardék nem az üledékből vettek mintát, így nem állíthatják biztosan, hogy ott nincsenek ma is élő állatok. Továbbá a mikroszkópos vizsgálatok kimutatták volna, ha csupán baktériumok lettek volna a vázakban, de annak sem mutatkozott jele, hogy azok bármilyen módon megsérültek volna. Danovaro mindezeken túl az üledék rétegzettségére is kitért: szerinte a 3000 éves anyagban nem maradhatott meg olyan állapotban egy élőlény teste, még ha konzerválódott is, mint amilyeneket a felszínen találtak. A legvalószínűbb magyarázat talán az lehet, hogy az apró állatka képes az üledéken egy bizonyos rétegig áthatolni, majd visszaemelkedni.

De miért is olyan fontos ez a vita? Az eddigi elmélet úgy szól, hogy az élővilág fejlődése akkor vált robbanásszerűvé, amikor a Földön egyre nagyobb mennyiségben jelent meg az oxigén mind a levegőben, mind az óceánokban. Mivel a loriciferáknak nincs szüksége oxigénre, valószínűsíthető, hogy ezen tulajdonságuk sok ezer évvel ezelőtti őseiktől maradt fent, amikor még szinte alig volt élet a bolygón. Miután azonban az eukarióták is hozzászoktak az oxigénnel teli környezethez, egyre nagyobbak, és komplexebb felépítésűek lettek, vagyis állatokká fejlődtek. Lehetséges tehát, hogy valóban az evolúciós folyamat egy igen fontos pontját találta meg Danovaro. Olyan élőlényeket, amelyeknek egyelőre se versenytársa, se ellenfele nem akadt.

Bár a tudósok lélegzetvisszafojtva várják a fejleményeket, a kutatások igen lassan zajlanak, mivel az állatokat nem könnyű a felszínre hozni. A medence sűrűsége miatt, távvezérlésű járművek nem nagyon tudnak a közegben mozogni, sőt a felszínen is speciális berendezések kellenek a vizsgálatokhoz, mivel itt is oxigénmentes környezetet kell biztosítani az állatok életben tartásához.

Az egyik faj egyébként, Danovaro feleségeután kapta a Spinoloricus Cinzia nevet.

Források (a szerző vezetékneve szerinti sorrendben):

Alfredo Carpineti, Can Animals Survive Without Oxygen?, IFL Science, 2016.02.02.
Jasmin Fox-Skelly, There is one animal that seems to survive without oxygen, BBC Earth, 2017.01.26.
Patrick Jackson, First oxygen-free animals found, BBC News, 2010.04.08.
Oxigén nélkül él egy többsejtű, Index.hu, 2010.04.08.

Képek: Wikipédia, Dive and Discover, Woods Hole Oceanographic Institution