Plastidy výtrusovců, obrněnek a heterokontních řas sdílejí společný původ

Objev zbytkového plastidu (apikoplastu) v parazitech kmene Apicomplexa (výtrusovci; patří sem např. původce malárie Plasmodium falciparum, či teratogenní parazit Toxoplasma gondii) ukázal nejen na zřejmý fotosyntetický původ těchto parazitů, ale nastartoval též debatu o konkrétním původu tohoto sekundárního plastidu. Vzhledem k faktu, že plastidy výtrusovců obsahují extrémně redukovaný genom sestavený ze sekvenčně velmi odlišných genů s rychlou evolucí, není vystopování jejich evoluční historie jednoduchým úkolem. A tak především v důsledku různých fylogenetických artefaktů spojených s rychlým vývojem těchto genů ukazují některé dosavadní analýzy zcela opačné výsledky. Většina z nich naznačuje, že apikoplast pochází z ruduchy pohlcené v sekundární endosymbióze, zatímco jiné inklinují spíše k jeho původu v zelené řase. Ideální možnost vyřešit toto dilema poskytl až nedávný objev fotosyntetického předchůdce výtrusovců, sekundární řasy s názvem Chromera velia, která byla izolovaná z australských tvrdých korálů a velmi recentně také příbuzného izolátu CCMP3155. Česko-kanadský výzkumný tým (Jan Janouškovec, Aleš Horák, Miroslav Oborník, Julius Lukeš a Patrick J. Keeling) provedl sekvenční analýzu jejich plastidů a s nimi spojených jaderně kódovaných metabolických genů. Ta ukázala, že plastid CCMP3155 i C. velia sdílejí společného předka s apikoplasty, ale také s komplexními plastidy obrněnek a heterokontních řas (např. rozsivek). Zároveň je zcela zřejmé, že všechny tyto plastidy, včetně apikoplastu, vznikly z červených řas (ruduch) prostřednictvím procesu sekundární endosymbiózy. Získané výsledky také naznačují, že již společný předek výtrusovců a obrněnek (Dinophyta) obsahoval tento plastid a že heterotrofní linie v rámci obrněnek a bazální linie výtrusovců postrádající plastid musely vzniknout ztrátou fotosyntetické schopnosti či celého plastidu a nikoliv nezávislým získáním plastidu v navazujících fotosyntetizujících liniích. Je také zřejmé, že C. velia a CCMP3155 reprezentují separátní linie prvoků, které jsou však obě blízce příbuzné parazitickým výtrusovcům. Výsledky studie publikované v Proceedings of the National Academy of Sciences of USA (PNAS) předkládají silné důkazy pro původ apikoplastu v ruduchách a představují tak práci zcela zásadní pro pochopení evoluce výtrusovců, jedné z nejnebezpečnějších linií parazitů člověka.

Janouškovec J, Horák A, Oborník M, Lukeš J, Keeling PJ (2010) A common red algal origin of the apicomplexan, dinoflagellate, and heterokont plastids. Proceedings of the National Academy of Sciences of USA, doi/10.1073 (PNAS Early Edition).

Abstract: http://www.pnas.org/