Het is niet elke dag dat biologen een volledig nieuwe tak van het leven aankondigen, en deze heeft jarenlang onder hun neus verstopt gezeten. De ontdekking vond plaats in een laboratoriummonster van mariene ciliaten dat wetenschappers sinds 2011 bestudeerden, nadat ze deze monsters uit Kroatische wateren hadden verzameld. Pas toen de ciliaten plotseling stierven, kwam deze nieuwe, kleine creatie, die wetenschappers Solarion arienae hebben genoemd, in beeld.
Volgens protistologen Ivan Čepička en Marek Valt van de Charles Universiteit in Tsjechië, de hoofdauteurs van de studie: “Dit organisme stelt ons in staat om een zeer oud hoofdstuk van cellulaire evolutie te bekijken dat we voorheen alleen indirect konden reconstrueren.” Ze voegen eraan toe: “De cellen van Solarion zijn klein en slechts licht beweeglijk, en we hebben ze jarenlang over het hoofd gezien in de ciliatecultuur… Gezien het feit dat we Solarion zelfs in onze langdurige laboratoriumcultuur hebben gemist, zou het waarschijnlijk onopgemerkt blijven in natuurlijke monsters.”
De fascinerende, zonachtige vorm van het microorganisme wordt alleen geëvenaard door wat zich binnenin bevindt. Dit eencellige eukaryote heeft een membraan-gebonden nucleus vol DNA, net als onze eigen cellen. Ook bevat het mitochondriën – ‘de krachtcentrale van de cel’ – waar vet- en koolhydraatmoleculen worden omgezet in chemische energie.
Het onderzoeksteam heeft aangetoond dat Solarion niet binnen de bestaande categorieën voor eukaryoten valt, en dit eenzame kleine zonnetje deelt een nieuw gedefinieerd fyla met een andere bizarre protist, Meteora sporadica. Deze laatste bevindt zich verder binnen een nieuw opgerichte koningkrijk dat alleen wordt gedeeld met de ver verwante protisten Provora en Hemimastigophora.
Maar de mitochondriën van Solarion zijn duidelijk anders dan die van andere organismen die wetenschappers ooit hebben gezien. Ze bevatten nog steeds de genetische sporen van wat ooit een volledig afzonderlijk wezen kan zijn geweest. Wetenschappers denken dat mitochondriën ooit een eigen organisme waren, een oude bacterie. Maar op een bepaald moment in de evolutionaire geschiedenis van leven op aarde vestigden ze zich in het eencellige lichaam van een ander organisme.
We weten dit vanwege de resterende genetische code die in alle mitochondriën is opgeslagen, die allemaal afkomstig zijn van dezelfde oude fyla. Na verloop van tijd werd de verbinding tussen deze twee delen zo onlosmakelijk dat de lijn tussen zelf en ander volledig vervaagde. In de meeste van onze cellen zijn er nog steeds mitochondriën, compleet met hun eigen set (zeer ingekorte) DNA, zonder welke je niet zou overleven.
Bij de meeste eukaryoten – dieren, planten, schimmels, zeewier en een overvloed aan eencellige vrienden – bevatten de mitochondriën weinig bewijs van hun oorspronkelijke onafhankelijkheid. Maar Solarion draagt nog steeds een genetisch aandenken van die lang vergeten tijd: het gen secA, dat ooit deel uitmaakte van de moleculaire gereedschapskist van de proto-mitochondriën, betrokken bij het verplaatsen van eiwitten over zijn membraan toen het onafhankelijk leefde.
Dit is geweldig nieuws voor de endosymbiotische theorie van mitochondriaal ontstaan. Het biedt direct bewijs van het leven dat mitochondriën leidden voordat ze volledig geïntegreerd werden in de eukaryote cel, wat ons ongekende inzichten geeft in hoe de laatste gemeenschappelijke voorouders van eukaryoten mogelijk met elkaar verbonden waren voordat ze één werden.
“Solarion is een opmerkelijke herinnering aan hoe weinig we nog weten over de diversiteit van microbiologisch leven,” zeggen Čepička en Valt. “De ontdekking van zo’n evolutionair diepe lijn – in wezen een levend fossiel – laat zien dat belangrijke delen van het eukaryote verhaal verborgen blijven op plaatsen die we zelden verkennen.”
Deze baanbrekende studie is gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
