Paulinella chromatophora är en encellig organism som har unika fotosyntetiska förmågor, vilket gör att den kan omvandla solljus till energi genom kloroplaster. Kloroplaster är organeller som finns i växtceller och vissa andra organismer, ansvariga för fotosyntesen. Men till skillnad från växter och alger, förvärvade Paulinella chromatophora sin fotosyntetiska förmåga genom en ovanlig process.
Forskare har länge varit fascinerade av kloroplasternas ursprung och den anmärkningsvärda mångfalden av fotosyntetiska organismer. I en nyligen publicerad studie publicerad i tidskriften "Nature Communications" undersökte forskare från University of British Columbia (UBC) och University of Vienna Paulinella chromatophoras evolutionära historia och avslöjade hur den fick sin fotosyntetiska skicklighet.
Teamet genomförde detaljerade genomiska och molekylära analyser för att spåra de evolutionära stegen som ledde till förvärvet av fotosyntes i Paulinella chromatophora. De upptäckte att amöban hade uppslukat en fotosyntetisk cyanobakterie, som sedan blev en endosymbiont, som levde i ett symbiotiskt förhållande inom amöbans cytoplasma.
Under miljontals år av samevolution överförde den cyanobakteriella endosymbionten gradvis sina fotosyntetiska gener till amöbans kärna. Denna genetiska överföring gjorde det möjligt för Paulinella chromatophora att uttrycka och underhålla fotosyntesmaskineriet i sina egna celler. Amöban tämjde i huvudsak cyanobakterien och integrerade dess fotosyntetiska förmågor i sitt eget genom.
Denna anmärkningsvärda evolutionära händelse inträffade för ungefär 100 miljoner år sedan, vilket gör Paulinella chromatophora till en "levande fossil" som bevarar en inblick i de tidiga stadierna av fotosyntetisk evolution.
"Denna upptäckt visar evolutionens extraordinära kreativitet och hur komplexa biologiska system kan uppstå genom symbiotiska associationer mellan olika organismer", säger professor Patrick Keeling, senior författare till studien. "Paulinella chromatophora fungerar som en unik modell för att studera ursprunget till fotosyntes och de dynamiska processer som formar utvecklingen av cellulärt liv."
Forskningen ger värdefulla insikter om de grundläggande mekanismerna som driver förvärvet och utvecklingen av fotosyntes och kastar ljus över de anmärkningsvärda symbiotiska relationerna som har format mångfalden av livet på jorden.
