Na skórze naszych twarzy żyją malutkie roztocza zwane nużeńcami ludzkimi. Bytują w porach skóry, odżywiają się sebum, a gdy zajdzie Słońce przemykają między naszymi mieszkami włosowymi w poszukiwaniu partnera do nocnych maratonów godowych. Nowe badania rzuciły nieco więcej światła na wpływ, jaki ich osobliwe życie wywarło na ich genetykę. Okazuje się, że te malutkie roztocza stają się tak uproszczonymi organizmami ze względu na swój niezwykły tryb życia, że wkrótce mogą zmienić się z pasożyta w symbionta.
Nużeniec ludzki to niewielki roztocz, który jest nam przekazywany od naszych matek już podczas pierwszych dni życia. Roztocza te nosi niemal każdy człowiek, a ich liczba wzrasta u dorosłych wraz z powiększaniem się porów. Mierzą około 0,3 mm długości i znajdują się w mieszkach włosowych na twarzy, na rzęsach i w brodawkach sutkowych. Żywią się łojem naturalnie wydzielanym przez komórki w porach. Stają się aktywne nocą i przemieszczają się między mieszkami włosowymi w poszukiwaniu partnera.
Niedawno naukowcy pierwszy raz w historii przeprowadzili sekwencjonowanie genomu Demodex folliculorum. Okazało się, że ich odizolowane istnienie i wynikający z niego brak kontaktu z innymi roztoczami, a do tego brak konkurencji oraz zagrożeń doprowadził do tego, że nużeniec ludzki zredukował zbędne geny. To może zwiastować przejście organizmu od pasożytów zewnętrznych do symbiontów wewnętrznych.
– Odkryliśmy, że roztocza te mają inny układ genów niż spokrewnione gatunki, ponieważ przystosowały się do życia w osłonie wewnątrz porów. Te zmiany w ich DNA zaowocowały pewnymi niezwykłymi cechami ciała i zachowaniami – wyjaśnia prof. Alejandra Perotti, specjalizująca się w biologii bezkręgowców na Uniwersytecie w Reading, która kierowała badaniami.
Wyniki prac nad roztoczami opublikowano w czasopiśmie „Molecular Biology and Evolution” (DOI: 10.1093/molbev/msac125).
Uproszczenie genomu
Ze względu na odizolowaną egzystencję roztoczy nie są one narażone na zagrożenia zewnętrzne, nie mają też zagrażającej im konkurencji oraz nie spotykają się w naturze z innymi podobnymi osobnikami. Wystąpiła zatem redukcja genetyczna, która spowodowała, że organizmy stały się niezwykle proste z maleńkimi odnóżami, napędzanymi przez zaledwie trzy jednokomórkowe mięśnie.
Ta redukcja genów jest również powodem ich nocnego trybu życia. Roztocza nie mają ochrony przed promieniowaniem UV i utraciły gen, który powoduje, że zwierzęta budzą się przy świetle dziennym. Nie są też w stanie produkować melatoniny – związku, który sprawia, że małe bezkręgowce są aktywne w nocy. Jednak są w stanie napędzać swoje całonocne sesje godowe na naszych twarzach za pomocą melatoniny wydzielanej o zmierzchu przez ludzką skórę.
Niezwykłe zwyczaje godowe
Unikalny układ genów powoduje, że roztocza mają również niezwykłe zwyczaje godowe. Ich narządy rozrodcze przesunęły się do przodu, a samce mają organ płciowy wystający ku górze z przodu ciała. Oznacza to, że podczas kopulacji samiec musi ustawić się pod samicą i kopulować, trzymając się ludzkich włosów.
Jeden z genów roztoczy uległ inwersji, dając szczególny układ wyrostków gębowych, które są wystające tak, aby łatwiej zbierać pożywienie. Pomaga to przetrwać młodym osobnikom.
Co więcej w młodym wieku roztocza mają o wiele więcej komórek, niż w wieku dorosłym. Przeczy to wcześniejszemu założeniu, że zwierzęta pasożytnicze zmniejszają liczbę komórek na wczesnym etapie rozwoju. Naukowcy twierdzą, że jest to pierwszy krok w kierunku przekształcenia się tych roztoczy w symbionty.
Ewolucyjny ślepy zaułek
Brak kontaktu z potencjalnymi partnerami, którzy mogliby wzbogacić potomstwo o nowe geny, mógł doprowadzić roztocza do ewolucyjnego ślepego zaułka i potencjalnego wyginięcia. Zaobserwowano to już wcześniej u bakterii żyjących wewnątrz komórek, ale nigdy u zwierząt.
Niektórzy badacze przypuszczali też, że nużeńce nie mają odbytu i dlatego muszą gromadzić cały swój kał przez całe życie, a następnie uwalniać go po śmierci, powodując stany zapalne skóry. Nowe badanie potwierdziło jednak, że roztocza te mają odbyt, dlatego niesłusznie obwiniano je za wiele chorób skóry.
W badaniach wzięli udział naukowcy z Bangor University i University of Reading, we współpracy z University of Valencia, University of Vienna i National University of San Juan.
Źródło i fot.: University of Reading