Strzykwy to gromada morskich zwierząt zaliczanych do szkarłupni. Ze względu na wydłużony kształt ciała nazywane są ogórkami morskimi. Żyją głównie zagrzebane w dennym mule, który pochłaniają wraz z resztkami organicznej materii, służącej im za pożywienie.

Nazwa tych zwierząt pochodzi od niezwykłej ich właściwości. W razie zagrożenia potrafią wystrzykiwać przez odbyt swoje narządy wewnętrzne. Są to wyspecjalizowane gruczoły zawierające lepką truciznę. Zwierzę wyrzuca je wraz z tylną częścią przewodu pokarmowego i częścią płuc, które potem się regenerują.

Jedna ze strzykw, Chiridota heheva, upodobała sobie środowiska dość ekstremalne. Odkryto ją dopiero w 2004 roku. Jako jedno z nielicznych zwierząt, zamieszkuje okolice kominów hydrotermalnych, zimnych wysięków (stref dna morskiego, w których przez szczeliny uwalniają się gazy i ropa naftowa spod ziemskiej skorupy) oraz cmentarzysk, gdzie na dno opadają szczątki zmarłych wielorybów.

Wszystkie te miejsca łączy jedno – ilości tlenu są w nich śladowe. Z tego powodu inne zwierzęta ich unikają, zamieszkują tam zaś głównie bakterie. Jak w takich warunkach może przetrwać strzykwa?

Aż 27 genów pozwala strzykwie na znoszenie niedoboru tlenu

Zespół Muhua Wang z chińskiego uniwersytetu Sun Yat-sen postanowił odczytać genom tego niezwykłego zwierzęcia. Próbki DNA pochodziły z okazów wyłowionych z dna Morza Południowochińskiego.

Uczeni odkryli, że w przeżyciu w tak ekstremalnych warunkach pomaga temu zwierzęciu aż 27 genów. Cztery z nich występują u organizmów żyjących w środowiskach, gdzie ilości tlenu są śladowe.

Szczególnie ciekawe są podwójne geny kodujące białka z grupy aerolizyn. Większość strzykw nie posiada takiego genu lub ma jego jedną kopię. C. hehava ma aż dwie. Aerolizyny to białka, które, najprościej mówiąc, dziurawią ściany komórkowe bakterii. Stanowią część układu odpornościowego.

Jednak w okolicach kominów hydrotermalnych nie ma zbyt wielu bakterii atakujących inne organizmy. Badacze przypuszczają, że białka te służą strzykwie nie do obrony przed infekcjami, lecz do trawienia. Za ich pomocą rozkłada bakterie, którymi się żywi.

Czy zwierzęta mogą żyć bez tlenu

Choć C. hehava żyje niemal bez tlenu, są inne zwierzęta, które prawdopodobnie potrafią w ogóle się bez niego obyć. W 2010 roku na dnie Morza Śródziemnego na głębokości ponad 3 tys. metrów odkryto trzy gatunki mikroskopijnych kolczugowców – nazwane Spinoloricus, Rugiloricus oraz Pililoricus – które posiadają tzw. hydrogenosomy.

To występujące w komórkach struktury, które są odpowiednikiem mitochondriów (elementów komórek organizmów tlenowych). Pozwalają kolczugowcom na czerpanie energii z pożywienia bez udziału tlenu, zwykle z siarkowodoru lub metanu.

Przed tym odkryciem sądzono, że bez tlenu mogą obyć się jedynie niektóre bakterie, zwane zresztą bakteriami beztlenowymi. Odkrycie hydrogenosomów u trzech gatunków kolczugowców było pierwszym dowodem na to, że zwierzęta mogą obyć się bez tlenu.

U C. hehava jednak takich organelli nie wykryto. Dzięki specjalnym genom tym zwierzętom wystarczają do życia śladowe ilości tlenu.

Źródła: New Scientist, BioRxiv.