Čtvrtá větev pozemského života

3. říjen 2011
Archea obývají extrémní prostředí, např. horká vřídla (Grand Prismatic Spring, Yellowstone N.P.)

Mimiviry vypadají tak trochu, jako kdyby je stvořila pohádková chytrá horákyně - učesaná i neučesaná, bosá i obutá, nahá i oblečená. Jsou to organismy a zároveň je nemůžeme mezi organismy s klidným svědomím zařadit. Jsou velké jako bakterie, ale nemají nic z bakteriálních buněk. Vyhlížejí jako viry, avšak tisícovka jejich genů dělá věci, které žádný „normální“ virus neumí.

V souvislosti s jejich postavením mezi formami pozemského života se nabízí příslovečná nerudovská otázka: „Kam s nimi?“ Většina vědců se vzpírá představě, že bychom měli mimivirům vyhradit samostatný velký taxonomický šuplík. Problém se zcela novou skupinou pozemských organismů neřeší věda poprvé.

Dokud neměli vědci pro pozorování života na Zemi k dispozici o mnoho více než lepší či horší mikroskopy, dělili vše živé na dvě veliké hromady. Na jednu házeli organismy, jejichž buňky byly vybaveny buněčným jádrem a energii si vyráběly pomocí mitochondrií. Ty dostaly do vínku označení „jaderní“ čili eukaryota. Jde o kolekci skutečně různorodou. Na jedné straně sahá ke kvasinkám a prvokům a na druhé straně k rostlinám a živočichům včetně nás lidí.

Halobacterium, často studovaný archeon

Na druhé hromadě končil zbytek pozemských forem života, u nichž se jádro ani mitochondrie nepodařilo nalézt. Tyto tzv. prvojaderné organismy čili prokaryota vypadaly všechny velmi podobně a vědci byli přesvědčeni, že je mohou z valné části ztotožnit s bakteriemi. Mimo obě kupy pozemského života zůstaly viry, které nevytvářejí buňky a nejsou s to žít jinak, než jako vetřelci v buňkách hostitele z řad prokaryotů nebo eukaryotů. Praktickou ukázkou takového soužití neživého viru s buněčným organismem je například nákaza člověka rýmou, neštovicemi nebo ebolou.

Když se vědci vyzbrojili metodami molekulární genetiky a molekulární biologie, čekalo je velké překvapení. Prokaryota se rozpadla na dvě velké a velmi odlišné skupiny. V první zůstaly klasické bakterie. Do té druhé se přestěhovala tzv. archea. Jsou to jednobuněčné organismy, které se od bakterií liší stavbou buněčné stěny, dědičnou informací a některými pochody látkové výměny. Najdeme mezi nimi četné milovníky extrémů. Některá archea snášejí vysoké teploty, jiná si libují v mrazech, dalším nevadí žíravé prostředí kyselin a nebo silné koncentrace solí. Navzdory těmto velmi exotickým vlastnostem jsou archea nám prokaryotům z evolučního hlediska podstatně bližší než bakterie.

Zvláštní skupinou archeí jsou nedávno objevená ARMAN, žijící v kyselém prostředí dolů (Rio Tinto, Španělsko).

Americký mikrobiolog Carl Richard Woese se snažil prosadit archea jako třetí větev pozemského života od roku 1977. Široká vědecká veřejnost mu na to kývla až v polovině 80. let minulého století.

V několika posledních letech došli někteří vědci k přesvědčení, že pozemský život má ještě čtvrtou, donedávna přehlíženou větev – obří viry. K předním reprezentantům čtvrté větve je počítán mimivirus. Vědci jej objevili v roce 1992 v chladící věži v anglickém Bradfordu. Mikrobiologové pátrali po zdroji nebezpečné bakteriální nákazy, tzv. legionářské choroby. Ve vodě chladící věže narazili na prvoka měňavku druhu Acanthamoeba polyphaga. Tu napadali mikrobi o velikosti tři čtvrti mikrometru. Vědci je mylně považovali za bakterie a dali jim vědecké jméno Bradfordcoccus.

Teprve v roce 2003 francouzští mikrobiologové odhalili identitu mikroskopického zabijáka měňavek. Nechtěli uvěřit tomu, jak velký virus mají před sebou. Nešlo zdaleka jen o jeho impozantní rozměry. Dědičná informace mimiviru je složena z 1 200 000 písmen genetického kódu a je v ní uloženo víc než tisíc genů. Některé bakterie mají dědičnou informací poloviční a vystačí zřejmě jen se třemi stovkami základních genů.

Marseillevirus v různých fázích vývoje

Běžné viry nejsou schopny zajistit své vlastní rozmnožování. Využívají k tomu mašinérie buněk, do jejichž nitra proniknou. Mimiviry a jim příbuzné mamaviry či marseilleviry si celou řadu procesů nutných k množení zajistí svépomocí. Potřebné geny si nemusí půjčovat od buněk. Najdou je ve vlastní dědičné informaci. Tím se vymykají ze společenstva standardních virů. Stačí to k tomu, abychom je zařadili do samostatné čtvrté větve života? Mnoho vědců o tom pochybuje. Jsou přesvědčeni, že obří viry nezískaly geny potřebné k vlastnímu množení evolucí nýbrž krádeží. Uloupily je z dědičné informace buněčných organismů, jež napadly.
Ve prospěch existence čtvrté větve života však svědčí jedna rarita. Mimiviry mají svého vlastního virového cizopasníka. Virus, který dostal jméno Sputnik, je maličký. Měří jen 5 setin mikrometru. Jeho dědičnou informaci tvoří asi 18 000 písmen genetického kódu a je v ní uloženo jednadvacet genů. Sputnik ničí mimiviry podobně jako viry ze skupiny bakteriofágů hubí bakterie. Bude tato pozoruhodnost posledním zrnkem, který převáží misky vah ve prospěch uznání čtvrté větve života? To se teprve uvidí.

Čtvrtá větev života by mohla být nakonec pěkně košatá. Naznačují to analýzy vzorků mořské vody. Ty obsahují velké kusy dědičné informace záhadného původu. Mohly by pocházet z dalších obřích virů, které podobně jako mimiviry překračují hranice, jimiž jsme oddělovali neživé viry od buněčných organismů sdružených do tří větví života.

Spustit audio
autor: Jaroslav Petr