Výzkumný tým z Karlovy univerzity v Praze identifikoval Solarion arienae, výjimečně vzácný a morfologicky jedinečný jednopohlavní eukaryot, který osvěcuje ranou evoluci eukaryot. Studie, zveřejněná v časopise Nature, ukazuje, že Solarion představuje nově definovaný typ a společně s několika záhadnými protistními liniemi tvoří zcela novou super skupinu eukaryot, nazvanou Disparia.
Je pozoruhodné, že Solarion si uchovává charakteristiky mitochondrií svých předků, které se považovaly za dávno vyhynulé, a nabízí unikátní pohled na biologii raných eukaryotních buněk. Organismus byl skryt v laboratorním vzorku mořských vířníků, o které se vědci starali od jejich sběru v chorvatských vodách v roce 2011. Teprve když vířníci nečekaně zemřeli, vědci objevili tuto novou, drobnou bytost, kterou pojmenovali Solarion arienae.
„Tato organism nám umožňuje nahlédnout do velmi dávné kapitoly buněčné evoluce, kterou jsme dříve mohli rekonstruovat pouze nepřímo,“ říkají biologie Ivan Čepička a Marek Valt z Karlovy univerzity, hlavní autoři studie. „Bunky Solarionu jsou malé a ne příliš hbitě se pohybují, a tak jsme je přehlíželi v kultuře vířníků po několik let. S ohledem na to, že jsme Solarion dokonce nezaznamenali ani v naší dlouhodobé laboratorní kultuře, pravděpodobně by zůstal nepovšimnutý v přírodních vzorcích,“ dodává výzkumný tým.
Objev Solarionu arienae vedl biology k vyhlášení zcela nového království a typu v genealogickém stromu života.
Prostřednictvím genomového sekvenování a rozsáhlých filogenomních analýz tým vědců z Karlovy univerzity a jejich spolupracovníků v USA dokazují, že Solarion nepatří do žádného dosud uznávaného hlavního rodu eukaryot. Dosud je znám jediný blízký příbuzný – specifický protist Meteora sporadica. Společně tvoří nový typ, Caelestes, který se spolu s protistními typy Provora a Hemimastigophora prezentuje jako nově redefinovaná eukaryotní super skupina Disparia. I když je nyní známo jen několik druhů Disparia, představuje to starodávný evoluční rod, jehož přeživší členové by mohli být zbytky kdysi mnohem rozsáhlejší diverzity.
Solarion téměř chybí v globálních ekologických databázích DNA, ačkoli bylo prozkoumáno více než 1,8 petabajtů metagenomních dat. Byl však objeven několikrát v sekvenačních datech vzorků mořských sedimentů nasbíraných v různých částech světa. To naznačuje, že Solarion představuje linii, která je globálně rozšířená, ale všude extrémně vzácná. Jeho objev zdůrazňuje důležitost metod založených na kultivaci v výzkumech protistů a potřebu prozkoumávat slabě prozkoumaná prostředí.
Nově objevený Solarion také přitahuje pozornost svou jedinečnou strukturou – pokud jeho malý rozměr vůbec dovoluje, aby byl pozorován. Nejčastěji se vyskytuje v nehybných „sluníčkovitých“ buňkách, z nichž ve všech směrech vychází stonky organel nazývaných celetsiosomy. Tyto unikátní struktury slouží k zachycování bakteriální kořisti a byly podrobně vizualizovány pomocí 3D elektronové mikroskopie. Během svého životního cyklu Solarion také produkuje vzácné buňky s bičíky (flagellum) s nápadnou morfologií, kterou nelze zaměnit s žádným jiným známým eukaryotním organismem.
Jedním z nejpozoruhodnějších aspektů Solarionu jsou jeho mitochondrie, organely produkující energii – „elektrárna buňky“, kde jsou molekuly tuku a sacharidů přetvořeny na chemickou energii. Avšak mitochondrie Solarionu se radikálně liší od všech ostatních, které vědci dosud viděli. I nadále obsahují genetické fragmenty toho, co kdysi bylo zcela odděleným organismem. Vědci věří, že mitochondrie byly kdysi samostatným organismem, starobylou bakterii. Ale v nějakém bodě evoluční historie života na Zemi se usadily v jednopohlavním těle jiného organismu.
To víme kvůli zbývajícímu genetickému kódu uchovávanému ve všech mitochondriích, které pocházejí ze stejného dávného typu. Během času se tyto dvě části staly natolik neoddělitelně spojené, že hranice mezi sebou a druhým se úplně rozostřila. A nyní uvnitř většiny našich buněk jsou mitochondrie plné vlastního souboru (velmi zkrácené) DNA, bez které nemůžeme přežít. U většiny eukaryot – zvířat, rostlin, hub, řas a mnoha jednopohlavních sourozenců – mitochondrie obsahují vzácné důkazy o své původní nezávislosti.
Solarion však stále nese ve své mikroskopické struktuře genetickou paměť o dávno zapomenutém čase: gen secA, který byl kdysi součástí molekulárního nástroje protomitochondrií, zúčastňujícího se transportu proteinů přes jejich membránu, když žily samostatně. To je skvělá zpráva pro endosymbiontovou teorii původu mitochondrií. Je to přímý důkaz o životě, který mitochondrie vedly, než byly plně integrovány do eukaryotní buňky, což nám poskytuje bezprecedentní pohled na to, jak mohli být poslední společné předci eukaryot mezi sebou spojeni dříve, než se stali jedním celkem.
„Solarion arienae je pozoruhodnou připomínkou toho, jak málo ještě víme o rozmanitosti mikrobního života,“ poznamenávají Čepička a Valt. „Objev takového evolučně hlubokého původu – v podstatě živé zkameněliny – ukazuje, že klíčové části historie eukaryot zůstávají skryty na místech, která zřídka zkoumáme.“
Reference: Valt, M., Pánek, T., Mirzoyan, S., Tice, A. K., Jones, R. E., Dohnálek, V., Doležal, P., Mikšátko, J., Rotterová, J., Hrubá, P., Brown, M. W., & Čepička, I. (2025). Rare microbial relict sheds light on an ancient eukaryotic supergroup. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-025-09750-0
Zdroj: Discovery of a rare protist reveals a previously unknown branch of the eukaryotic tree of life, Charles University
Newly Discovered Organism Could Represent a Whole New Branch in The Tree of Life, ScienceAlert
