Tuliameba löytyi Kaliforniasta – ja se elää kiehuvassa vedessä

Tiesitkö, että jossain päin maailmaa elää parasiitti, joka oikeasti viihtyy kiehuvassa vedessä?

No, nyt tiedät.

Minä ainakin luulin ymmärtäväni ameeboja. Sellaisia pieniä, möykkyisiä otuksia, jotka kelluvat lammikossa ja tekevät... no, ameebojen juttuja. En missään nimessä olisi kuvitellut, että jokin niistä pärjäisi paikassa, joka polttaisi ihoni kolmannen asteen palovammoilla.

Mutta juuri näin tutkijat äskettäin havaitsivat.

Uusi laji, uusi maailma

Lassen Volcanic National Parkissa Pohjois-Californiassa löytyi täysin uusi amebalaji. Se elää kuumiissa geotermisissä lähteissä ja höyryävissä puroissa. Tutkijat nimesivät sen Incendiamoeba cascadensisiksi – suomeksi jotain samantapaista kuin "tuliamema".

Oikeasti. Tuli. Ja amoeba.

Tämä on iso juttu, ja kerron miksi.

Mitä me tiedetään kuumuudenkestävyydestä?

Tutkijat ovat tienneet jonkin aikaa, että jotkut bakteerit ja muut yksinkertaiset eliöt pärjäävät hurjissa olosuhteissa. Nämä selviytyjät ovat niin sanottuja ekstremofiilejä. Ne rakastavat lämpöä. Oikeasti, ne kukoistavat tuliperäisissä lähteissä ja syvänmeren kuumissa aukoissa.

Mutta here's the thing: kaikki nuo lämpöä rakastavat otukset olivat prokaryootteja. Eli yksinkertaisia soluja ilman tumaa tai mitään monimutkaisia sisäisiä rakenteita. Ne ovat käytännössä pieniä geneettisen materiaalin pusseja, jotka kelluvat ympäriinsä. Ei herkkiä soluelimiä, jotka voisivat sulaa.

Me – ihmiset, kasvit, sienet – olemme eukaryootteja. Meidän DNA:namme on suljettu erityiseen osaan nimeltä tuma, ja meillä on kaikenlaisia sisäisiä rakenteita, organelleja, jotka hoitavat kaikkea energiantuotannosta proteiinien rakentamiseen.

Se on tyylikäs järjestelmä. Mutta myös haavoittuvainen. Kaikki nuo monimutkaiset osat tarkoittavat, että lämpötilan noustessa enemmän asioita voi mennä pieleen.

140 astetta – tai sitten ei

Pitkään tutkijat ajattelivat, että eukaryootit eivät yksinkertaisesti kestäneet sellaista lämpöä kuin prokaryyytit. Oli jopa tiedollinen yhteisymmärrys siitä, että 140 Fahrenheit-astetta oli katto kaikelle monimutkaiselle solulle.

Se vaikutti järkevältä. Monimutkaisuus tekee meistä erityisiä, mutta se tekee meidät myös haavoittuvaisiksi.

Sitten astui kuvaan Beryl Rappaport Syracuse-yliopistosta.

Entä jos kukaan ei ollut katsonut tarpeeksi tarkasti? Entä jos löytyy eukaryootteja, jotka piileskelevät maapallon kuumimmissa paikoissa?

Tutkimusmatka helvettiin

Rappaport teki sen, minkä hyvä tutkija tekee: hän lähti etsimään.

Kohteena oli Lassen Volcanic National Park – upea mutta todella raju paikka. Kuvittele korkeita mäntyjä, villikukkia, perhosia. Kuvittele sitten, että kaiken tuon kauneuden alla kytisee magmaa, ja ympäriinsä on kiehuvia lampia, höyryäviä venttiilejä ja kuplivia mutakaivoja. Luonto päätti laittaa kylpylän ja tulivuoren samaan naapurustoon.

Rappaport ja hänen tiiminsä työskentelivät Hot Springs Creekin parissa. He käyttivät grillipihdeillä laskuastioita veteen, joka antaisi mille tahansa ihmiselle rakkuloita sekunneissa.

Keräiltyään näytteitä koko puistosta – mukaan lukien petollinen Boiling Springs Lake, joka todella kiehuu – he eristivät laboratorioissa eri amebakantoja ja alkoivat seurata, mitä tapahtui lämpötilan noustessa.

147 astetta – uusi ennätys

Tässä kohtaa asiat alkavat olla jännittäviä.

Ameebat jatkoivat jakautumista ja lisääntymistä aina 145 Fahrenheit-asteeseen asti. Jo se on vaikuttavaa. Mutta se ei ole kaikki.

Vaikka ne lopettivat lisääntymisen tuossa lämpötilassa, ne liikkuivat edelleen ja metsästivät bakteereja aina 147 Fahrenheit-asteeseen asti. Ehkä se ei kuulosta valtavalta hypyltä vanhasta 140 asteen ennätyksestä, mutta solubiologian maailmassa tämä on melkoinen juttu.

Geenin salaisuus

Tutkijat selvittivät tuliamoeban genomin selvittääkseen sen salaisuuden. Löytö oli kiehtova.

Incendiamoeba on kehittänyt kokonaisen geenijoukon, joka pitää kaiken kasassa kuumenevissa olosuhteissa. Erityisen mielenkiintoista on, miten se hallitsee proteiinien laskostumista.

Proteiinit ovat välttämättömiä melkein kaikelle, mitä solut tekevät. Mutta ne toimivat vain silloin, kun ne ovat laskostuneet hyvin tiettyihin kolmiulotteisiin muotoihin. Lämpö yleensä tuhoaa tämän prosessin – proteiinit avautuvat ja lakkaavat toimimasta.

Tuliamoeba on kuitenkin ratkaissut ongelman.

Useimmat lämpöä rakastavat prokaryyytit käyttävät niin sanottuja suolaponteita proteiinien stabilointiin – vahvoja sähköisiä attraktioita varautuneiden hiukkasten välillä, jotka pitävät kaiken paikallaan.

Mutta Incendiamoeba tekee toisin. Se lataa proteiininsa täyteen positiivisia varauksia pitäen negatiiviset harvinaisina. Tämä luo eräänlaisen molekulaarisen halaistumisen tilanteen, jossa proteiini pysyy koossa ilman kaikkia niitä suolapontteja.

Täysin erilainen strategia. Se osoittaa, että evoluutio on löytänyt useamman kuin yhden tavan selviytyä äärimmäisestä lämpötilasta.

Globaali yhteys

Tässä kohtaa asiat alkavat olla vieläkin mielenkiintoisempia.

Kun tutkijat katsoivat tuliamoeban geneettistä koodia, he löysivät DNA:n osia, jotka näyttivät hämmästyttävän samankaltaisilta kuin geneettinen materiaali, jota on löydetty muista geotermisistä paikoista ympäri maailmaa – mukaan lukien Yellowstonesta ja Uudesta-Seelannista.

Tämä viittaa siihen, että Incendiamoeba ei ehkä ole yksin. Voi olla evolutiivisia sukulaisia, jotka piileskelevät kuumissa lähteissä kaikkialla maailmassa.

Mitä tämä tarkoittaa?

Tällä löydöllä on melkoisia implikaatioita.

Ensinnäkin se laajentaa käsitystämme siitä, missä elämä voi esiintyä maan päällä. Jos monimutkaiset solut voivat selviytyä näissä olosuhteissa, mitä muuta saattaa piileskellä tutkimattomissa äärimmäisissä ympäristöissä?

Entä jos eukaryootit voivat selviytyä näissä olosuhteissa maapallolla, voisivatko ne olla muilla planeetoilla?

Tutkijat saivat rahoitusta NASAlta, ja he ajattelevat varmasti, mitä tämä tarkoittaa elämän etsimiselle avaruudesta. Europa, Enceladus, Mars – aurinkokunnassamme on kaikenlaisia paikkoja, joissa on äärimmäisiä lämpötilaympäristöjä. Jos Incendiamoeba voi opettaa meitä jotain siitä, miten monimutkainen elämä sopeutuu lämpöön, ehkä se antaa vihjeitä siitä, mitä etsiä avaruudesta.

Avoimia kysymyksiä

Toki on vielä paljon, mitä emme tiedä. Tutkijat itse huomauttavat, että tämä löytö herättää kysymyksiä siitä, mikä voisi olla eukaryoottisen elämän todellinen maksimilämpötila. Onko 147 astetta katto? Vai onko olemassa tuliamoeboja, jotka kestävät vielä kuumempia olosuhteita?

Jotain inspiroivaa

En tiedä sinusta, mutta minä pidän tästä tarinasta jotain todella inspiroivaa.

Tässä on tämä pieni, vaatimaton otus, joka elää yhdessä maapallon vihamielisimmistä ympäristöistä, ja muuttaa täysin käsitystämme siitä, mikä on mahdollista. Se muistuttaa meitä siitä, että luonto on loputtoman luova ja löytää aina uusia ratkaisuja vanhoihin ongelmiin.

Luulemme ymmärtävämme säännöt. Sitten tulee jotain kuten tuliamoeba ja näyttää, että aina on enemmän opittavaa.

Joten kun seuraavan kerran kävelet kauniilla luontoretkellä jossain idyllisessä korvessa, pysähdy hetkeksi ihmettelemään. Jalkojesi alla – kiehuvissa lammissa ja höyryävissä puroissa – voi olla otuksia, jotka tekevät meidän selviytymisestämme ammaattilaishommaa.

Elämä löytää tien. Ja joskus tuo tie tarkoittaa tuliamoebaksi tulemista.