Bez čeho se nedá žít? Odpověď, že bez vody a kyslíku (a v Čechách možná ještě bez piva), je sice pravdivá, z našeho lidského hlediska nepochybně správná, pro život jako celek ovšem neplatí. V posledních desetiletích vědci s překvapením zjišťovali, kde všude život dokáže vydržet: kilometry pod ledem i zemským povrchem, na dně moří, v extrémním chladu i horku. Nejde ale jen o fyziku a geografii. Hledání „mantinelů života“ probíhá i v laboratořích, kde se vědci pokouší probrat dnes pro ně stále ještě dosti nepřehlednou džunglí buněčných pochodů nezbytných pro život. Cílem je pochopit a popsat život jako chemický a fyzikální děj a ideálně někdy v budoucnosti přesně určit, co je jeho podstatou (čili z vědeckého pohledu). Tedy, co přesně potřebuje, aby fungoval a co je jen zbytná „nadstavba“. Samozřejmě, tuhle velkou otázku jen tak někdo nevyřeší, a samotné bádání probíhá v mnohem skromnějších krocích – přesto leckdy velmi zajímavých. Jeden takový učinil nedávno i tým vědců s výraznou českou účastí. Jako první na světě zřejmě přesvědčivě prokázal existenci našeho podivného příbuzného (v tom ohledu, že jeho buňky mají jádro, stejně jako ty naše, a patří tedy do široké říše Eukaryota), jehož buňky dokážou přežívat bez „orgánů“ na pohled zcela nezbytných. Tým kolem Vladimíra Hampla (Přírodovědecká fakulta UK) a Čestmíra Vlčka (Ústav molekulární genetiky) vlastně udělal „neobjev“. Zabýval se miniaturním tvorem ze skupiny oxymonád rodu Monocercomonoides – laicky si řekněme prostě mikroskopickou jednobuněčnou „breberkou“. Pro člověka nemá žádný význam – ale je významný tím, že v sobě nemá ani jednu důležitou „součástku“, kterou jinak nesou všichni tvorové složitější než bakterie. Jsou jí mitochondrie. To jsou dnes pro naše těla (a těla dalších eukaryotů) životně důležité buněčné organely, ve kterých probíhají klíčové energetické reakce. Dědičné či jiné poruchy mitochondrií proto často vedou k velmi závažným komplikacím. Přivandrovalci Mitochondrie nejsou našim tělům tak úplně vlastní. Podle mnoha přesvědčivých důkazů jde o pozůstatky bakterií, které naši dávní, ještě jednobuněční předkové pohltili a nakonec přesvědčili ke spolupráci. Mitochondrie přežívají v naších buňkách do jisté míry autonomně (mají třeba vlastní DNA), a byť už jinde přežít nemohou, stále je na nich poznat, že jde o dávné „imigranty“. Do značné míry právě kvůli původu mitochondrií některé vědce napadla otázka, zda vůbec nějaká dnešní eukaryota (organismy s jádrem v buňce) dokážou bez „buněčných elektráren“ přežít. Není to pro biologii nějak zásadní otázka, ale rozhodně je zajímavá a výsledek by mohl malinko poodhalit i odpověď na otázku, co život vlastně dokáže a vydrží. I proto vědci věnují poměrně dosti pozornosti drobným tvorům, u kterých mitochondrie na první pohled zcela chybí. Jde hlavně o jednobuněčné tvory, jejichž přesná klasifikace pro naše účely není důležitá – důležité je, že zatím se nakonec vždy mitochondrie podařilo objevit, byť třeba hodně pozměněné a „zakrnělé“. Stává se to především u tvorů žijících v prostředí bez kyslíku, kteří se obejdou bez mitochondriálních „triků“ na výrobu energie. Zatím se ale vždy ukázalo, že potřebují nějakou funkci mitochondrií, na něž buňky během dlouhého soužití postupně přenesly (chce se říct „outsourcovaly“) i další životně nezbytné funkce. Prvok Monocercomonoides, na kterého se podívali podrobněji vědci v českých laboratořích (tedy hlavně českých), také patřil do skupiny adeptů na tvory bez mitochondrií. Ty u něj nejsou vidět pod mikroskopem a není možné zachytit chemické stopy jejich činnosti. Nová publikace představená v časopise Current Biology nyní ukazuje, že na jejich provoz není tvor zařízený ani geneticky. V DNA chybí geny spojené s provozem mitochondrií. Tvor přitom pochází z předků, kteří „buněčné elektrárny“ měli. Postupně jim ale zřejmě zakrněly, protože žili v prostředí bez kyslíku, kde tyto organely nejsou zapotřebí. Zachovala se v nich ovšem určitě výroba klíčových „dílů“ (tzv. železo-sirných komplexů) pro výrobu bílkovin, bez nichž buňka přežít nemůže. Jen dokud ovšem ke slovu nepřišla velká evoluční náhoda: do buňky pronikla DNA z bakterie s alternativním návodem na výrobu těchto dílů pro bílkoviny. Přenos genů z jednoho druhu na druhý je věc, která sice působí na pohled poněkud podivně a „uměle“, v přírodě přitom tak vzácná není. Je sice nezvyklá u složitých organismů, jako jsme my, ale naopak třeba u bakterií je zcela běžná a všední. U prvoků, jaké zkoumali Hampl a spol., je to tak něco mezi: není zcela neznámá, ale také nejde o každodenní záležitost. Podle zatím nepublikovaných výsledků českého týmu zhruba 1 % bílkovin, které si oxymonády vyrábí, vzniká podle genů převzatých od jiných organismů. Ale abychom to shrnuli: tito konkrétní prvoci tedy prošli mnoha „genetickými modifikacemi“, z nichž jedna vedla k tomu, že se jejich mitochondrie staly zbytečnými a jako takové byly postupně zrušeny. Proč to dopadlo, jak to dopadlo, a prvok dál vesele nepoužíval své mitochondrie, vědci neví jistě – ale zřejmě šlo jen o slepou náhodu a ne evoluční výběr. V buňce byly k dispozici dva návody na výroby jednoho dílu, a tak jeden z nich mohl klidně „odpadnout“. Který by to byl, bylo zřejmě jedno, ani jeden způsob neposkytuje velkou evoluční výhodu. Hampl a spol. se výzkumu nepatrného a pro laiky tak nezajímavého tvora patrně budou ještě nějakou dobu věnovat. Už jen proto, aby zjistili, zda k výpadku mitochondrií došlo jen u tohoto konkrétního druhu, nebo i jeho příbuzných. Myslí si, že ano, ale bude to vyžadovat další ověření. Stejně tak jim zbývá nachytat náhradní geny přímo in flagranti – zatím jen vědí, že v buňce jsou, ale neviděli je přímo v činnosti. I přes řadu nezodpovězených otázek to vypadá, že život znovu biology přesvědčil o své rozmanitosti a vynalézavosti.
