En amøbe som lever i kokende vann – hvordan er det mulig?

Her er noe ganske utrolig: akkurat nå lever det en amøbe i kokende vann, og den gjør mer enn å overleve – den trives.

Når jeg tenker på amøber, forestiller jeg meg som regel små, uskyldige kryp fra biologitimen på ungdomsskolen. Sånne som bare flyter rundt i damvann uten å gjøre noe særlig vits. Jeg tenker absolutt ikke på noe som kan tåle temperaturer som ville gitt deg tredjegradsforbrenning.

Men det er akkurat hva forskere fant i Lassen Volcanic National Park i Nord-California. De oppdaget en splitter ny amøbeart som lever i skoldende varme kilder og dammer. Navnet? Incendiamoeba cascadensis. Oversatt til norsk: brannamøben. Ganske kult, ikke sant?

Hvorfor dette er viktig

Forskere har lenge visst at enkelte bakterier og andre primitive organismer kan overleve i ekstreme miljøer. Disse tuffe småtingene kalles ekstremofiler, og de elsker varme. Vi snakker om organismer som lever i vulkanske kilder, undersjøiske hydrotermiske ventiler og andre steder som høres mer ut som fremmede planeter enn jorden.

Men her er greia: alle disse varmeelskerne var prokaryoter. Det er enkle celler uten cellekjerne eller noen av de kompliserte indre strukturene vi har i våre egne celler. De er egentlig bare små poser med genetisk materiale som flyter rundt. Uten delikate organeller som kan smelte, uten komplekse systemer som kan bryte sammen – bare ren, enkel overlevelse.

Mennesker, planter, sopp og annet komplekst liv er eukaryoter. Vi pakker alt DNA-et vårt inn i en spesiell del som heter cellekjernen, og vi har alle mulige indre strukturer som tar seg av alt fra energiproduksjon til proteinbygging. Det er elegant, men også skjørt. Alle de kompliserte delene betyr flere ting som kan gå galt når temperaturen stiger.

Grensene som ble flyttet

Lenge antok forskere at eukaryoter rett og slett ikke kunne tåle den typen varme prokaryoter lever med daglig. Det var til og med en slags vitenskapelig enighet om at 60 grader celsius var taket for enhver kompleks celle. Det ga mening. Det virket rimelig at nettopp kompleksiteten som gjør eukaryoter spesielle, også gjorde dem sårbare for ekstreme forhold.

Men så begynte Beryl Rappaport fra Syracuse University å lure: hva om ingen egentlig hadde lett grundig nok? Hva om det fantes eukaryoter som gjemte seg i de varmeste stedene på jorden, bare ventet på å bli oppdaget?

Så hun gjorde det en god forsker ville gjort: hun dro og lette.

På tur til helvete

Hun reiste til Lassen Volcanic National Park – et praktfullt, men ganske intense sted i Nord-California. Hvis du aldri har vært der, tenk deg høye furutrær, ville blomster og sommerfugler. Nå tenk deg all den skjønnheten som ligger oppå kosende magmakamre, med kokende dammer, dampende ventilasjonsåpninger og boblende mudderpotter spredt rundt. Det er som naturen bestemte seg for å sette et spa og en vulkan i samme nabolag.

Rappaport og teamet hennes brukte grilltenger til å senke prøvetakingsflasker ned i vann som ville gitt hvem som helst øyeblikkelige blemmer. De samlet prøver fra hele nasjonalparken, inkludert det skremmende Boiling Springs Lake, som – kanskje ikke overraskende – faktisk koker.

Tilbake på labben isolerte de ulike amøbestammer og begynte å se hva som skjedde når de skrudde opp varmen.

145 grader? Ingen problem

Her blir ting spennende: amøbene holdt faktisk på med å dele seg og formere seg helt opp til 63 grader celsius. Det er allerede ganske imponerende, men det blir bedre. Selv da de sluttet å formere seg ved den temperaturen, beveget de fortsatt på seg og jaktet på bakterier helt opp til 64 grader.

Det høres Kanskje ikke ut som et kjempestort sprang fra den forrige rekorden på 60 grader, men i cellebiologiens verden er det ganske enormt.

Forskerne sekvenserte brannamøbens arvestoff for å finne ut av hemmeligheten hennes. Det de fant var fascinerende: Incendiamoeba har utviklet en hel rekke gener som bokstavelig talt holder alt sammen når det blir varmt.

Proteinfolding er nøkkelen

Det virkelig interessante handler om proteinfolding. Proteiner er avgjørende for så å si alt cellene dine gjør, men de fungerer bare når de er brettet til veldig spesifikke tredimensjonale former. Varme ødelegger vanligvis den prosessen – proteiner bretter seg ut og slutter å virke.

Brannamøben har funnet en måte å holde proteinene stabile selv ved ekstreme temperaturer.

De fleste varmekjære prokaryoter bruker det som kalles saltbroer til å stabilisere proteinene sine – altså sterke elektriske tiltrekninger mellom ladde partikler som holder alt på plass. Men Incendiamoeba tar en annen tilnærming. Den laster proteinene med positive ladninger mens negative ladninger er sjeldne. Dette skaper en slags molekylær klemmesituasjon der proteinet holdes sammen uten å trenge alle saltbroene.

En helt annen strategi. Det tyder på at evolusjonen har funnet mer enn én måte å løse problemet med å overleve ekstrem varme.

Kanskje er de overalt

Her er noe som virkelig får deg til å tenke: da forskerne undersøkte brannamøbens genetiske kode, fant de DNA-strekninger som lignet bemerkelsesverdig på genetisk materiale fra andre geotermiske områder rundt om i verden, inkludert Yellowstone og New Zealand.

Dette tyder på at Incendiamoeba kanskje ikke er alene. Det kan finnes evolutionære slektninger som gjemmer seg i varme kilder over hele kloden, bare venter på at noen skal komme og lete.

Hva betyr alt dette?

Denne oppdagelsen har ganske spennende implikasjoner. For det første utvider den forståelsen vår av hvor liv kan eksistere på jorden. Hvis komplekse celler kan overleve under disse forholdene, hva mer kan da gjemme seg i ekstreme miljøer vi ikke har utforsket skikkelig?

Og her kommer det virkelig spekulative og morsomme: hvis eukaryoter kan overleve under disse forholdene på jorden, kan de eksistere på andre planeter?

Forskerne ble finansiert av NASA, og de tenker absolutt på hva dette betyr for jakten på utenomjordisk liv. Europa, Enceladus, Mars – det finnes alle mulige steder i solsystemet vårt med ekstreme termiske miljøer. Hvis Incendiamoeba kan lære oss noe om hvordan komplekst liv tilpasser seg varme, kanskje det gir oss ledetråder om hva vi skal se etter der ute.

Takk for påminnelsen

Selvfølgelig er det fortsatt så mye vi ikke vet. Forskerne selv påpeker at denne oppdagelsen reiser spørsmål om hva den sanne maks-temperaturen for eukaryotisk liv egentlig er. Er 64 grader taket? Eller finnes det brannamøber der ute som tåler enda varmere forhold?

Jeg vet ikke med deg, men jeg synes det er noe genuint inspirerende ved denne historien. Her har vi dette lille, beskjedne krypet som lever i et av de mest fiendtlige miljøene på jorden, og som fullstendig transformerer forståelsen vår av hva som er mulig.

Det minner meg om at naturen er endeløst kreativ og alltid finner nye løsninger på gamle problemer. Vi tror vi forstår reglene, og så kommer noe som brannamøben og viser oss at det alltid er mer å lære.

Så neste gang du tar en fin fottur gjennom noe idyllisk, ta deg et øyeblikk til å sette pris på at under føttene dine – i kokende dammer og dampende bekker – kanskje lever det skapninger som får vår egen overlevelse til å ligne på barnehage-nivå.

Livet finner en vei, som de sier. Og noen ganger innebærer den veien å bli en brannamøbe.