Genele viermilor diavolului dețin indicii despre modul în care unele animale supraviețuiesc căldurii extreme

S-ar putea să vă așteptați ca un „vierme al diavolului” să aibă ochi de foc și o coadă furculită – sau cel puțin coarne. Dar la microscop, Halicephalobus mephisto nu seamănă deloc cu porecla lui. Măsurând doar o jumătate de milimetru, este o creatură mică.

„Nu este nimic deosebit de amenințător la ei”, spune John Bracht, biolog molecular la Universitatea Americană din Washington, DC și mândru proprietar al singurilor viermi diavol vii dintr-un laborator din SUA. În schimb, viermele, un fel de nematod, și-a câștigat acest titlu pentru că reușește cumva să trăiască în condiții infernale, spune el.

Descris pentru prima dată în 2011, H. mefisto este una dintre cele mai adânci animale terestre găsite până în prezent. Singurul viu prins vreodată în sălbăticie a fost filtrat din apă dintr-un acvifer aflat la 1,3 kilometri sub pământ într-o mină de aur din Africa de Sud (SN: 6/1/11). La acea adâncime, viermii diavolului trebuie să facă față oxigenului scăzut, nivelurilor ridicate de metan și temperaturilor de aproximativ 37° Celsius.

Viermele capturat a depus opt ouă. Acum, datorită descendenților aceluiași vierme, oamenii de știință au câteva indicii genetice despre modul în care nematozii tolerează aceste condiții.

Nematozii au dublări a două gene implicate în șocul termic și deciziile de supraviețuire a celulelor, raportează Bracht și echipa sa pe 21 noiembrie. Comunicarea naturii. Culegerea acelor copii suplimentare de-a lungul timpului i-a ajutat probabil pe viermii diavolului să facă față condițiilor extreme și să se deplaseze mai adânc în subteran, spune Bracht.

Cercetătorii au descoperit că H. mefisto are aproximativ 112 copii ale genei care produce proteinele Hsp70, care repliază proteinele deteriorate care s-au destrămat din cauza stresului termic. Acesta este un salt mare față de cea mai apropiată rudă a viermelui diavol, care a avut deja cartea de instrucțiuni genetice, sau genomul, analizat – un nematod care are 35 de copii ale Hsp70 gena. Testele de stres termic din laborator care expun viermii diavolului la temperaturi de la 38° la 40° Celsius arată că aceste gene cresc pentru a produce mai multe proteine ​​Hsp70 atunci când căldura este pornită. Asta sugerează că aceste proteine ​​îi ajută cumva pe viermii diavolului să ia căldura.

Proteina Hsp70 „este probabil o cale de a preveni deteriorarea sau de a curăța daune”, spune Jesper Sørensen, un biolog evoluționist la Universitatea Aarhus din Danemarca, care nu a fost implicat în lucrare.

Dar sunt necesare cercetări suplimentare pentru a lega direct o extindere a Hsp70 genele la o adaptare care ajută viermii să trăiască în subteran, spune Mark Blaxter, un biolog al genomului la Institutul Wellcome Sanger din Hinxton, Anglia, care nu a fost implicat în muncă. Până acum, „nu este dovedit că aceste schimbări ajută la supraviețuire”, spune el.

Viermii diavolului au și copii suplimentare ale AIG1, o genă care controlează dacă o celulă trăiește sau moare. O ciupercă care se asociază cu rădăcinile plantelor ar fi putut transfera această genă la viermii diavolului din strămoșii nematodului, spun cercetătorii. Acum, viermii diavolului au aproximativ 63 de copii AIG1. (Arhetipul nematozilor, Caenorhabditis elegans, are o singură genă care arată oarecum similară.) În testele de stres termic cu viermii diavolului, productivitatea acestor gene nu s-a schimbat cu temperatura. În schimb, copii suplimentare ale AIG1 Gena ar putea ajuta viermii să facă față altor stres din mediul lor, spune Bracht.

O altă creatură, stridia Pacificului (Crassostrea gigas), are și plus Hsp70 și AIG1 gene, raportează Bracht și colegii în decembrie Journal of Molecular Evolution. Stridiile sunt expuse la fluctuații extreme de temperatură pe măsură ce valul scade și curge. Deoarece același model genetic este prezent la două animale aflate la distanță unul de celălalt pe arborele vieții, este probabil ca duplicarea ambelor Hsp70 și AIG1 genele este o strategie generală pentru ca animalele să se adapteze la medii extreme, spune Bracht.