Egy észak amerikában honos foltos szalamandra faj, a foltos harántfogú gőte (Ambystoma maculatum) és egy egysejtű zöld alga (Oophila amblystomatis) közeli kapcsolata már hosszú ideje ismert tény volt, de a kapcsolat szorossága még sok év után is tud meglepetéseket okozni.
Mint a mellékelt képen is látható (A) a kifejlett, de még ki nem kelt lárvák peteburkai a benne levő algáktól zöldes színben játszanak, ám a két élőlény fizikailag ennél sokkal közelebb is kerül egymáshoz. Mint azt a (C) panel mutatja, egyes algasejtek részeseivé válnak az embriónak (a piros kis pöttyök az alga által tartalmazott klorofill autofluoreszcenicájából erednek).
Egy észak amerikában honos foltos szalamandra faj, a foltos harántfogú gőte (Ambystoma maculatum) és egy egysejtű zöld alga (Oophila amblystomatis) közeli kapcsolata már hosszú ideje ismert tény volt, de a kapcsolat szorossága még sok év után is tud meglepetéseket okozni.
Mint a mellékelt képen is látható (A) a kifejlett, de még ki nem kelt lárvák peteburkai a benne levő algáktól zöldes színben játszanak, ám a két élőlény fizikailag ennél sokkal közelebb is kerül egymáshoz. Mint azt a (C) panel mutatja, egyes algasejtek részeseivé válnak az embriónak (a piros kis pöttyök az alga által tartalmazott klorofill autofluoreszcenicájából erednek).
Közvetlen bizonyítékok arra engednek következtetni, hogy a két élőlény együttélése valamilyen szimbiotikus összetartozás lehet, ugyanis az algák jelenléte korábbi kikelést, kisebb mortalitást, nagyobb méretet, magyarán jelentősen megnövekedett fitnesszt okoz. A szimbiózis tranziens jellegű: az algasejtek jelenléte elsősorban az embrionális korban detektálható, számuk később fokozatosan lecsökken. Ez a dinamika nem nélkülöz minden logikát, hiszen a felnőtt állatok a föld alatt élnek, ráadásul a felnőttek szövetei ellentétben a lárvákkal, nem átlátszóak, így a fotoszintézisre nem sok alkalom adódna.
Utóbbi (mármint a felnőtt szövetek átlátszatlansága) azért érdemel említést, mert az algák nem egyszerűen a szalamandra bőrére tapadnak (mert pusztán a fenti kép alapján, nem zárhatnánk ezt sem ki), hanem, mint azt keresztmetszeti képek (E) is igazolják, az állat belsejében is fellelhetők (a Nt az idegcsövet, a No a gerinchúrt, a So pedig a leendő izmokat jelölik). És nem is akármilyen formában, hanem magukban a szalamandra sejtekben vannak az algák jelen.
Az algák döntő többsége az embrionális fejlődés kezdeti szakaszában, az ún. ősbélüreg (archenteron) kialakulásakor jut be az embrióba, majd pontosan nem ismert módon integrálódik a sejtekbe. A dolog mikéntje nem triviális, mert pl. az endoszimbiózis klasszikus példájával, a klorofillal ellentétben, az esetek többségében, még csak külön membrán sem veszi körbe ezeket az algasejteket, ami a hagyományos fagocitózist látszólag kizárja. (Persze lehet, hogy ez a módja az algák bejutásának, csak utólag lebomlik a fagocitikus membrán, de ezt nem figyelte még meg senki. Az (F) panelen egy izomsejt (M) figyelhető meg, ebben van a jellegzetes szerkezetű algasejt (A), valamint egy szikanyag csepp (Yp).)
De nem csak ez az egy kérdés áll megválaszolatlanul. Arról sincs pontos információnk, hogy az alga a fotoszintézis termékeit a szalamandra-sejtek rendelkezésére bocsájtja-e. Korábbi mérések nem hoztak pozitív eredményt, bár a korábban emelgetett közvetett bizonyítékok erősen ezt sugallják, a fagocitikus membrán hiány pedig kifejezetten megkönnyítené ezt.
Végül, de nem utolsó sorban, az ilyen szoros együttéléseknél felmerül a horizontális géntranszfer kérdése is. Persze, hogy ilyesmi detektálható legyen, ahhoz sok kis valószínűségű esemény kell egyszerre bekövetkezzen (pl. az algasejt egy ivari őssejtbe integrálódjon, ott DNS transzfer történjen, az integráció adaptív, de legalább neutrális legyen és a szelekció azt megőrizze). De evolúciós léptékben az ilyen látszólag lehetetlen események nagyon lehetségessé válnak, így aztán érdemes lesz figyelni a szalamandra genomot (ha majd lesz egyszer), nincs-e benne genetikai emléke ennek a szimbiotikus kapcsolatnak.
Kerney R, Kim E, Hangarter RP, Heiss AA, Bishop CD, Hall BK. (2011) Intracellular invasion of green algae in a salamander host. PNAS 108(16): 6497-6502.
Nekem a Wolbachiák és a rovarok együttélése jut az eszembe erről. Ott a “szimbiózis” egyértelműen semmilyen előnnyel sem jár a rovarnak, csak ha eltűnik a Wolbachia, terméketlenné válnak a nőstények, így nem tűnhet el. Itt pedig egyszerűen a normális egyedfejlődés sérül, ha hiányzik az alga.
Az alga hogy jut be a petébe? Már jelen van a petefészekben is, vagy kívülről fertőz?
A cikk ott veszi fel a fonalat, hogy az embrió körülötti zselében már vannak algák. Arról már nem leltem adatot, hogy azok hogy kerülnek oda.
Wolbachiák: itt van kimérhető fitnesz előnye a fejlődésben az alga jelenlétének, szóval szerintem ez az analógia nem teljesen jó.
Honnan tudjuk, hogy a fitnesz előny valójában előny, azaz az eredeti, alga előtti állapot a kevésbé életképes és az alga nélküli kisebb testméret stb. nem az alga hiányának a következménye?
A Wolbachiák esetében is kimérhető a fitnesz előny, mivel a Wolbachia hiánya terméketlenné teszi a nőstényeket.
Én pl. a kisebb mortalitást nehezen tudom másképp értelmezni, mint fitnesz előnyt…
“az endoszimbiózis klasszikus példájával, a klorofillal ellentétben” – nyilván a plasztiszra gondolsz
Ahogy elnézem, az alga sincs a genomszekvenálások középpontjában jelenleg (HGT arra is mehetne).
Az algák már az osztódásnál ott vannak a petesejtben.