Urgammal symbios mellan djur och bakterier upptäckt
Plattmasken Paracatenula urania från Belize barriärrev i västra Karibien. (Foto: Harald Gruber-Vodicka)


Upptäckten av en marin plattmask som saknade både mun och inälvor i början av 1970-talet ledde till ett forskningsprojekt för att förstå hur dessa små varelser intar föda. De oväntade resultaten redogörs för i detalj i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) den 27 juni.

Rundmaskarna tillhör släktet Paracantenula och bebor i interstitiella utrymmen mellan sandkornen från tropiska haven till Medelhavsområdet. De är bara några millimeter långa.

Hur överlever då dessa små varelser? De innehåller ”kemoautotrofa svaveloxiderande bakterier”, enligt forskningsartikeln, något som också återfinns hos sex djurarter och en arkebakterie – mikroorganismer som liknar bakterier. Paracatenula tillhör arten nematoder.

Enkelt uttryckt betyder detta att flera djurarter delar ett ömsesidigt beroende av vissa bakterier inuti sina celler. Bakterierna oxiderar föreningar av reducerat svavel inuti värddjurets celler för att fixera kol i organisk materia (mat), ungefär som när växter använder solenergi för att tillverka socker.

Alla djuren får sin energi helt och hållet från dessa intracellulära bakterier. Trots de stora olikheterna hos dessa värddjur tycks de kända bakteriekompanjonerna bara tillhöra två klasser – Gamma- och Epsilonproteobacteria.

En stor överraskning var att Paracatenula-maskarnas intracellulära bakterier, kända som ”Riegeria-symbionter”, i själva verket är Alfaproteobacteria. Bland andra betydelsefulla intracellulära symbionter i den här klassen finns mitokondrier, som fungerar som energikällor i celler hos högre organismer; nitrogenfixerande bakterier i rotknölar; och patogener som rickettsier – de parasiter som orsakar tyfus.

Bevis från flera studier den senaste tiden visar att symbiotiska och patogena relationer kan fungera enligt liknande eller till och med identiska mekanismer. Vidare forskning om Paracatenula och dess symbionter skulle kunna avslöja de underliggande genetiska faktorer som har gjort det möjligt för Alfaproteobacteria att på ett framgångsrikt sätt kolonisera eukaryotiska celler.

Bakterierna omfattar mellan 33 och 50 procent av kroppsvolymen hos olika maskar, vilket är ”den högsta proportionen bland alla kända endosymbiotiska associationer mellan bakterier och metazoaner [alla flercelliga djur förutom svampar]”, enligt artikeln.

Extrapolerad data tyder på att relationen Paracatenula-Riegeria uppstod för mer än 500 miljoner år sedan, vilket gör detta till den äldsta kända symbios mellan djur och bakterier.

Översatt från engelska.