Amikor 19. század vége felé a tudósok felfedezték a Nephromyces nevű élőlénycsoportot, azt hitték, hogy parazita gombákról lehet szó. Mint kiderült, tévedtek, bár nem túlságosan nagyot. Az egysejtű élőlények ezen csoportját ugyanis „jó útra tért” paraziták alkotják, amelyek gyakorlatilag felhagytak az élősködő életmóddal. Ugyanakkor számos furcsaságot megőriztek egykori szokásaikból, így például rendkívül szélsőséges körülmények között élnek, nagyon savas környezetben, ahol nem mással mint vesekövekkel táplálkoznak, és nem képesek önállóan létezni. Ez persze más, nem parazita élőlényekre is igaz, hiszen egy darab hangya sem él túl rózsás életet, ha távol kerül a kolóniájától. De a Nephromyces esetében egy kicsit másról van szó.
Tengeri szőlők
A Nephromyces nemzetség tagjai az aszcídiák testében élnek. Utóbbiak áttetsző, változatos formájú tengeri élőlények, amelyek az előgerinchúrosok közé tartoznak. Vannak aszcídiák, amelyek telepekbe rendeződve úgy festenek, mint egy gyönyörű üvegváza, amely „bogyókkal” van tele. Ebből az okból tengeri szőlőnek is nevezik őket, és leginkább gömbölyded, nyúlványokkal ellátott cisztákra hajaznak.
Ezeknek a szőlőszemeknek a nagyját a vesezsák nevű szerv teszi ki, amely azért kapta a nevét, mert a szakértők eleinte azt hitték, hogy a vese szerepét látja el.
Ez részben igaz is a működésére, de van néhány szokatlan vonása. A vesezsák magába gyűjti a húgysavat és az oxálsavat, de ezeket nem üríti ki. A salakanyagok kristályosodnak, gyakorlatilag vesekővé válnak, és a szőlőszem teljes élete során megőrződnek. Ennek eredményeként a vesezsák belseje rendkívül savas, de ettől függetlenül tele van élettel, és ha felszakad, sejtek tömege ömlik ki belőle.
Ezeket a sejteket először az 1870-es években figyelték meg a kutatók, akik rögtön észlelték, hogy milyen változatos formákban vonulnak fel. Vannak gömbölyű, megnyúlt, felpuffadt és üreges darabok is. A szakértők arra jutottak, hogy ezek a formák ugyanazon élőlénytípus különböző életszakaszait képviselhetik, és ezt az élőlényt nevezték el Nephromycesnek, vagyis vesegombának.
Ahogy azonban egy 2010-es kutatásból kiderült, a Nephromyces nem gomba. A DNS-szekvenálás feltárta, hogy parazita alveolátok egyik csoportjába, az Apicomplexák közé tartozik, amelyben olyan más egysejtűeket találunk, mint a malária vagy a toxoplazmózis kórokozója. Az Apicomplexáknak nagyjából 6000 faja ismert, és majdnem mindegyikük parazita életmódot folytat.
Volt-nincs parazita?
A Nephromyces ugyanakkor nem igazán tűnik parazitának. Először is látszólag nem károsítja a gazdaszervezetet. Másodszor az aszcídiák egyike sem tartalmaz Nephromycest, amikor megkezdi életét, de aztán mindig felvesznek ilyeneket a környező tengervízből. Minden felnőtt példány Nephromycesek tömegét hordozza a vesezsákjában, ami egy parazita esetében 100 százalékos fertőzöttségi rátát jelentene. Ezt pedig gyakorlatilag sosem sikerül megvalósítani, mivel a gazdaszervezet mindig megpróbál küzdeni az élősködők ellen.
Az aszcídiák nem tesznek így, ami azt sugallja, hogy a Nephromycesek jelenléte ártalmatlan, vagy az is lehet, hogy egyenesen hasznos. Az egysejtűek semmi bajt nem okoznak, csak ülnek a vesezsákban és veseköveket esznek. Ami rendkívül meglepő a közeli rokonságot ismerve, amely alapján biztosnak tűnik, hogy egykor a Nephromyces is parazita volt. Azonban feladta ezt az életmódot, holott az ilyen váltások rendkívül ritkák – nem véletlenül.
A paraziták ugyanis rendszerint annyira függővé válnak a gazdaszervezettől, olyan sok gént, funkciót és szervet adnak fel, hogy nem képesek az önálló életre.
Ezért van az, hogy viszonylag sok élőlény vált az evolúció során parazitává, az ellenkező irányú fejlődés nagyon ritka.
De akkor hogyan csinálták a Nephromycesek? A szakértők szerint úgy, hogy volt némi segítségük. Egy 1990-es kutatásban a szakértők igazolták, hogy a Nephromyces krónikus baktériumfertőzésben szenved: vagyis ugyanúgy tele van mikrobákkal, mint a tengeri szőlő Nephromycesszel. Ezzel nincsenek egyedül számos élőlényben, köztük bennünk is kulcsszerep jut a baktériumoknak, amelyek fontos feladatokat látnak el például az emésztés során. De vajon mit csinálnak a Nephromyces baktériumai? Segítenek megemészteni a veseköveket? Netán olyan tápanyagokat szolgáltatnak, amelyek létrehozásának képességét az egysejtű parazita ősei elvesztették?
Egy nemrégiben megjelent tanulmány szerzői a témát korábban kutatókhoz hasonlóan eredetileg azt feltételezték, hogy az aszcídiák csak egyfajta Nephromycest tartalmaznak, amely szintén egy baktériumfajt hordoz. Aztán amikor szekvenálták a vesezsákok genomját, egy nagyon változatos közösségre bukkantak rengetegféle baktériummal és tucatnyi Nephromyces-fajjal.
Komplex ökoszisztéma
A csapat igazolta, hogy a kérdéses baktériumok három nagy csoportra oszthatók, amelyek közül minden Nephromyces-faj csak egyet hordoz. Az is kiderült, hogy a baktériumok szerepe kulcsfontosságú a túléléshez, ezek olyan vitaminokat és aminosavakat termelnek, amelyekhez a Nephromycesek egyébként nem jutnának hozzá. És itt jön a csavar: egyik baktériumcsoport sem képes minden szükséges tápanyagot biztosítani a hozzá tartozó Nephromyces-fajoknak, mindhárom csoportra szükség van a boldoguláshoz.
De mivel minden faj csak egy csoportot hordoz, a Nephromyces-fajok csak egymással vegyülve képesek túlélni, egy sokfajú közösséget alkotva, amely úgy éli túl, hogy tagjai egymás közt cserélgetik a tápanyagokat, amelyeket saját baktériumaik megtermelnek.
Egy-egy ilyen szőlőszemnyi „hippikommuna” – ahogy a szakértők emlegetik – természetes körülmények között három-nyolc különböző
-fajt tartalmaz.
Ez lenne a módszer a parazitizmus visszafordítására? Ebben a szakértők is bizonytalanok, és nem is igazán értik, hogyan működhet egy ilyen rendszer. Az aszcídiák ugyanis, ahogy már említettük, a tengervízből veszik fel a Nephromyceseket. De vajon honnan tudják, hogy melyikeket kell felvenni ahhoz, hogy a szőlőszemek bakteriális közössége teljes legyen, vagyis mindhárom baktériumcsoportot hordozó Nephromyceseket tartalmazzon? Biztos, hogy nem véletlenszerű a folyamat, de hogy hogyan lehet vezérelni, szabályozni, az egyelőre teljes rejtély.
Persze az is igaz, hogy az evolúció során nem mindig az egyszerű megoldások sikeresek, sőt, nagyon sok hasonlóan esetlegesnek tűnő, mégis magas szinten szervezett rendszer létezik, amelyről fogalmunk sincs, hogyan állhatott össze, de működik. Egy másik kutatócsoport egy hasonló rendszert vizsgál rovarokban: a kabócákban is élnek baktériumok, amelyek belsejében másik fajta baktériumok élnek, rendkívül kaotikus, de látszólag remekül funkcionáló rendszert alkotva.
***
Ami a Nephromycest illeti, a rendszer szerveződésének módja nem az egyetlen megválaszolatlan kérdés velük kapcsolatban. A cikk elején említett különböző sejtformákról sem tudni egyelőre, hogy micsodák. Tényleg különböző életszakaszokat képviselnek? Vagy különböző fajokhoz tartozó sejtekről van szó? Honnan tudják a különböző Nephromyces-fajok, hogy melyikükből mennyi kell egy-egy szőlőszembe? És hogyan fejlődtek ki egyáltalán a különböző fajok? Az organizmusok többségének evolúciója során akkor termelődnek ki különböző fajok, ha lehetőség nyílik a környezet különböző részeinek kiaknázására, és a különböző csoportok különböző részekre specializálódnak. A vesezsák ökológiailag ennyire változatos környezetet kínál?
A kutatókat az is érdekli, hogy vajon vannak-e olyan Nephromyces-fajok, amelyek csalnak, és csak úgy csinálnak, mintha hasznos tagjai lennének a közösségnek, de valójában nem járulnak hozzá saját tápanyagokkal annak fenntartásához. A kutatók szerint igen valószínű, hogy vannak ilyen, továbbra is parazita életmódot folytató fajok. Kérdéses az is, hogy az aszcídiák mit profitálnak az együttélésből, ha egyáltalán van annak bármiféle pozitív hozadéka. A laborban nevelt példányok Nephromycesek nélkül is elboldogulnak. A kérdések száma tehát nemhogy csökkent, de jelentősen növekedett, ahogy egyre alaposabban vizsgálják ezeket a különös közösségeket a szakértők. De éppen ettől ilyen érdekes az egész.
