Jak je zřetelně vidět na každé fotografii, ledový svět Antarktidy je sice svým způsobem fascinující, každopádně je ale zároveň chmurný a mrtvý. Přesněji řečeno, skoro úplně mrtvý, alespoň ve srovnání s vesele horkými druhohorami, kdy v Antarktidě sice bývaly polární noci podobně jako dnes, ale proháněli se tam dinosauři. Teď je to jiné. Žije tu jenom pár organismů. Prakticky každý z nich je ale zase nesmírně zajímavý, v mnoha ohledech.
Mezi drsné a pozoruhodné obyvatele Antarktidy náleží i bezkřídlý pakomár (Belgica antarctica, anglicky Antarctic midge). Je to jediný známý endemický zástupce hmyzu v Antarktidě a se svými pár milimetry délky je zdejším největším ryze suchozemským živočichem. Jejich metabolismus je pochopitelně k neuvěření. Larvy stráví většinu dvouletého vývoje zamrzlé do ledu. Dospělci si toho moc neužijí. Týden až 10 dní se páří a kladou vajíčka a pak je konec. Pakomáři také přežijí drastické změny slanosti a kyselosti prostředí, vydrží 2 až 4 týdny bez kyslíku a také zvládnou vyschnutí až na 35 procent z běžné tělesné hmotnosti, při ztrátě většiny tělesné vody. Zároveň, docela paradoxně, umírají již při teplotách pod mínus 15 stupňů Celsia, což je méně, než u řady jiných druhů hmyzu odolných vůči chladu. Přitom žijí v místech, kde teploty dosahují až mínus 40. Chrabří pakomáři je podle všeho přežívají zahrabáváním do země, do sněhu nebo pod led. Teplota nad plus 10 je do týdne zabije. Teď se ukázalo, že mají také úsporný a malý genom.
Po jeho přečtení to zjistili David Denlinger z Ohijské státní univerzity a jeho kolegové. Ke svým výjimečnostem si teď antarktičtí pakomáři mohou přičíst i to, že se stali prvními osekvenovanými eukaryoty Antarktidy. Jejich genom obsahuje pouhých 99 milionů párů bází, poeticky 99 megabází, což je doopravdy málo. Doposud jsme považovali za velmi malé genomy parazitických hmyzů, jako jsou nepříjemné vši (105 milionů p. b.) anebo bizarní řásnokřídlí (108 milionů p. b.). Pakomáři z Antarktidy se stali rekordmany mezi hmyzem v nepatrnosti genomu.
Světová média, OSLA nevyjímaje, loni na jaře vzrušil podobný příběh bublinatek, které jsou svým nepatrným genomem extrémistkami mezi kvetoucími rostlinami. Tak jako u bublinatek, ani u pakomárů přitom nejde o počet genů. Extrémy milující pakomáři mají cca 13 500 funkčních genů, což je zcela srovnatelné s dalšími genomy dvoukřídlého hmyzu. Například v laboratořích milované octomilky mají asi 13 600 genů (a přes 120 milionů p. b.). Když jim ale nezmizely geny, tak si pakomáři museli ořezat DNA mimo vlastní geny, čili poslední dobou tak horlivě probíranou odpadní (junk) DNA. A skutečně, Denlinger a spol. u nich odhalili velmi málo repetitivních sekvencí a také podstatně zkrácené introny. Mají vlastně jen pár starobylých a dlouho neaktivních retroelementů.
A světe div se, jde to. Pakomáři v Antarktidě přežívají a fungují, dokonce fungují ve velice náročných podmínkách. V suchém, mrazivém a UV zářením prosvíceném antarktickém ekosystému požírají bakterie, řasy a taky trus tučňáků. Ořezaný genom jim v tom zjevně nijak zvlášť nebrání. Skromný genom určitě bude součástí přizpůsobení se krutým podmínkám, zároveň ale ukazuje, že oteklé genomy, jak je známe u velké většiny organismů, nejsou životně nutné. S velikou užitečností, ba dokonce nepostradatelností celé mohutné odpadní DNA, jak stále ještě slýcháváme, bychom měli být velice opatrní.
Centennial Lecture Series: Dave Denlinger - Antartica And Its Insect. Kredit: Purdue University.
Literatura
Ohio State University News 12. 8. 2014, Nature Communications 5: 4611 (online 12. 8. 2014), Wikipedia (Belgica antarctica).