Уроки паразитизма от загадочных Dicyemida

Исследование необычных организмов, таких как Dicyemida, помогает понять эволюцию паразитизма. Эти микроскопические животные, состоящие всего из ~30 клеток, паразитируют в почечных мешках головоногих моллюсков (кальмаров, осьминогов), питаясь мочой хозяина.

Эволюционное положение и уникальность

Несмотря на сложный жизненный цикл, дициемиды лишены дифференцированных тканей (пищеварительного тракта, кровеносной системы), что представляет собой крайний случай редукции плана строения у животных. В 2017 году с помощью транскриптомных данных их окончательно отнесли к группе Spiralia (вместе с кольчатыми червями, плоскими червями и моллюсками).

Геномный анализ Dicyema japonicum

Новое исследование, опубликованное в Genome Biology and Evolution, секвенировало полный геном D. japonicum. Результаты показали:

  • Сильно редуцированный геном — всего около 5000 генов.
  • Минимальный набор Hox-генов — всего четыре (эти высококонсервативные гены crucial для определения плана строения тела животного).
  • Экстремально укороченные интроны — средний размер ~38 п.н.

Общие черты паразитов

Паразитизм независимо эволюционировал более 200 раз. Для паразитов часто характерны:

  • Упрощённый план строения тела.
  • Сложный жизненный цикл.
  • Редуцированный геном (что снижает энергозатраты на поддержание генетического материала).

У дициемид потеря генов происходила не целыми метаболическими путями, а отдельными генами из различных путей, что привело к их упрощению и «оптимизации». Сохранение некоторых генов может указывать на их фундаментальные функции, общие для нескольких путей.

Будущие исследования

Понимание тонких изменений в метаболических путях требует дальнейшего изучения физиологии дициемид. Однако это осложняется:

  1. Их микроскопическими размерами.
  2. Отсутствием разработанных методов манипулирования экспрессией генов.

Тем не менее, расшифрованный геном этого уникального паразита представляет собой ценный ресурс для сравнительных исследований, позволяя выявить как общие черты с другими спиралиями и паразитами, так и уникальные адаптации.