Dotaz

Začněme trochu zeširoka, u symbiózy. Pokud se přidržíme její širší definice, pak tímto pojmem rozumíme jakékoli úzké soužití dvou různých organismů. Je-li symbióza prospěšná pro oba partnery, jedná se o mutualismus. Pokud jeden z partnerů (endosymbiont) žije v tkáních nebo přímo uvnitř buněk druhého partnera (hostitele), jde o speciální případ, takzvanou endosymbiózu.

Mutualismus hraje klíčovou roli pro koloběh živin právě tam, kde žijí riftie – v hlubokomořském ekosystému na místech s tektonickou aktivitou. V oblastech podmořských zlomů litosférických desek proniká voda do zemské kůry a obohacuje se tak o minerální látky. Výsledný roztok, který vyvěrá na dně oceánů, obsahuje sloučeniny různých kovů (například železa, manganu, zinku či mědi) a také velké množství redukované síry ve formě sulfidů nebo sulfanu (H₂S, starším názvem sirovodík). Teplota vody zde dosahuje až 450 °C.

Důležitou součástí života v tomto prostředí jsou mikroskopické prokaryotní organismy, především bakterie. Ovládají totiž proces nazývaný chemosyntéza, jímž vytvářejí organické látky z oxidu uhličitého. Potřebnou energii získávají oxidací jednoduchých anorganických molekul, například sulfanu. Bakterie tak produkují organickou hmotu, kterou se živí další organismy.

A tady se dostáváme k riftiím. Jsou schopné odolávat vysokým teplotám i vysokým koncentracím sirných sloučenin. Část jejich dlouhého červovitého těla je ukryta v bílých rourkách, zatímco červená, silně prokrvená měkká část je odhalena. Tyto odkryté „výběžky“ zajišťují výměnu plynů.

Riftie nepřijímají potravu, protože nemají trávicí soustavu. Fotosyntéza, tedy výroba organických látek za pomoci světla, je v temných hlubinách oceánu také vyloučena. Proto riftie získávají energii od bakterií druhu Endoriftia persephone, které žijí v jejich těle uvnitř speciálního orgánu – trofozomu.

Riftie je tedy hostitelem a Endoriftia jejím endosymbiontem. Zajímavé je, že larva riftie ještě „trávicí soustavu“ má; teprve když se usadí na mořském dně, tak se jí ústní otvor uzavře. Podle nejnovějších výzkumů se zdá, že bakterie pronikají do těla riftie až do doby, než se vytvoří trofozom. Později už je kůže živočicha pro bakterie neprostupná.

A jak je to s hemoglobinem? Riftie samozřejmě potřebuje ke svému životu kyslík. Pro rozvádění kyslíku po těle slouží mnoha živočichům krevní barvivo hemoglobin. Jenže „klasický“ hemoglobin obsahující železo dokáže vázat i sulfan, který zablokuje místo kyslíku. Příroda vyřešila problém tak, že rifite mají ještě další hemoglobin, specializovaný na vázání sulfanu. Jeho molekula je dutá a obsahuje 12 atomů zinku.

Tento „malý hemoglobin“ má za úkol transportovat sulfan do trofozomu. Zde již vykonávají svou funkci bakterie. Energie získaná bakteriemi při oxidaci sulfanu je využita k syntéze molekul ATP, jež představují biochemickou zásobárnu enegie. ATP se pak využije k fixaci (zabudování) oxidu uhličitého do organických sloučenin v rámci takzvaného Calvinova cyklu, obdobného jako u fotosyntézy. Vzniká tak glyceraldehyd-3-fosfát – základní stavební jednotka pro tvorbu dalších životně důležitých organických molekul.

Použitá literatura

Z. Minic, G. Hervé (2004): Eur. J. Biochem. 271: 3093.

I. Čepička, F. Kolář, P. Synek, (2007): Mutualismus, vzájemně prospěšná symbióza. Přípravný text – Biologická olympiáda 2007–2008, NIDM ČR, Praha.