Želvuška z očí do očí. Kredit: Sinclair Stammers / UNC.

Jestli jsou mezi bezobratlými živočichy superhrdinové, tak to jsou želvušky, slovensky pomalky (Tardigrada, anglicky roztomile water bears nebo třeba moss piglets). Můžete je zmrazit téměř na absolutní nulu, můžete je vařit, můžete je dát do vakua anebo natlakovat až na šílených 6 200 atmosfér. Pokud na to máte žaludek, tak je můžete ozářit tisícinásobkem smrtelné dávky záření, můžete je totálně vysušit a můžete je klidně i vystřelit do kosmického prostoru. Želvušky tohle všechno přežijí. Jsou to blízcí příbuzní členovců a drápkovců, i když oproti nim dosahují jenom mikroskopických rozměrů. Škodolibí molekulární biologové jim přezdívají „walking heads“, čili „chodící hlavičky“, protože podle genů podílejících se na vývoji těla celá želvuška vlastně odpovídá hlavě hmyzu.

Bob Goldstein. Kredit: B. Goldstein.

Navzdory svým superschopnostem nejsou želvušky nijak zvlášť exotické. Najdete je prakticky v každém kousku mechu, který seberete a na několik hodin namočíte do vody. Pokud nebudete mít doopravdy děsivou smůlu, tak z každého takového mechu vylezou želvušky a budou se jako roztomilí medvídci o velikosti 0,05 až 1,5 mm předvádět v mikroskopu.

Želvušky jsou všudypřítomné a přitom toho o nich zase tak moc nevíme, což je ostuda. Časy se ale mění a před pár dny se objevila analýza prvního prakticky přečteného genomu želvušky Hypsibius dujardini. Publikaci v časopisu PNAS mají na svědomí Bob Golgstein z Univerzity Severní Karolíny v Chapel Hill. Ukázalo se, že genom želvušek vlastně odpovídá jejich povaze. Je podivuhodný.

Želvuška Hypsibius dujardini. Kredit: Goldstein Lab.

Genomy želvušek se navzájem poměrně liší svou velikostí, který kolísá mezi 75 a 800 megabázemi. Želvuška Hypsibius dujardini přitom náleží k těm s nejmenším genomem mezi želvuškami. Vědce na prvním zveřejněném genomu želvušky zaujalo především to, že obsahuje veliké množství genů, které se do něj dostaly takzvaným horizontálním genovým přenosem (Horizontal gene transfer, HGT) z cizích organismů. Podle Golgsteina a spol. mají želvušky v genomu téměř jednu šestinu, celkem asi 6 tisíc genů, očividně cizího původu.

Vířník ze skupiny Bdelloidea. Kredit: Damián H. Zanette / Wikimedia Commons.

Tyto geny přitom pocházejí převážně od bakterií, ale také od rostlin, hub i archaeí. Nevyzpytatelná evoluce želvuškám nadělila pestrou směsku genů ze všech tří hlavní větví života, které představují eukaryota, bakterie a archaea. Želvušky teď množstvím genů cizího původu sesadily z prvního místa vířníky (Rotifera). Jejich rekord by přitom zhruba poloviční, takže můžeme bez obav říct, že želvušky vítězí nad vířníky rozdílem výkonnostní třídy. Pro srovnání, naprostá většina živočichů má ve svém genomu méně než jedno procento cizích genů. 

Podle Honzy Zrzavého z Přírodovědecké fakulty JU si nelze nevšimnout, že přestože želvušky a vířníci si nejsou nijak blízce příbuzní, tak je spojuje sklon vydržet extrémní podmínky. Mistry v tom ale samozřejmě jsou právě želvušky. Goldstein a jeho kolegové spekulují, že když želvušky čelí extrémním podmínkám a nacházejí se ve stavu vyschnutí, anhydrobiózy, tak se jejich DNA rozpadá na kousky. Když se želvuška dostane do příznivých podmínek a její buňky se opět zaplavují vodou, tak se dovnitř buněk může dostávat i spousta různých cizích sekvencí. Při opětovném skládání DNA si pak želvušky mohou do vlastního genomu začlenit cizí geny. 

Výsledkem je úžasná genomová mozaika. Pokud si vypůjčíme slovník fanatických odpůrců genetických technologií, tak jsou želvušky frankensteinovské noční můry, prošpikované naprosto nemravným množstvím cizí DNA. A jak se zdá, daří se jim docela dobře, mezi lidmi jsou oblíbené.


Video:  Behold the Mighty Water Bear


Video: Tardigrade (Hypsibius dujardini)



Literatura
University of North Carolina Chapel Hill 18. 11. 2015, PNAS online 18. 11. 2015, Wikipedia (Tardigrade, Horizontal gene transfer, Rotifer, Anhydrobiosis)