Yuan JianBo, první autor studie. Kredit: Státní klíčová laboratoř chovné biotechnologie a udržitelné akvakultury. Čínská akademie věd.

Bathynomové se řadí mezi stejnonožce z třídy rakovců a ve starších taxonomických systémech by figurovali mezi korýši. Nejpopulárnějším druhem je bezesporu Bathynomus giganteus ze západního Atlantiku, protože tento vzdálený příbuzný našich svinek dorůstá velikosti kolem 50 centimetrů. Někde se bathynomové dokonce jedí, nejlépe prý chutnají s rýží.

Pro vědce představují bathynomové záhadu, protože mnozí obývají mořské dno v několikakilometrových hloubkách, kde pro tak velké tvory vládne chronický nedostatek potravy. Jak si bathynomové zajistí existenci (o růstu nemluvě) při tak nuzné dietě? Velcí bathynomové vydrží bez jakékoli potravy neuvěřitelných pět let, což se nesrovnává s našimi představami o metabolismu a jeho nárocích. I když tvor nevykazuje žádnou pozorovatelnou aktivitu, musí i tak získávat energii na základní životní pochody a udržovat tzv. bazální metabolismus. Bathynomové by měli dávno uhynout hladem, jenže oni si klidně žijí dál a dál a dál…

Záhadu metabolismu bathynomů nyní rozsekli čínští vědci ve studii publikované vědeckým časopisem Cell.

Stejnonožci žijí ve více než kilometrových hloubkách. Živí se mršinami kleslými na dno. Hodokvasů je v pustině stálé tmy poskrovnu, a tak si vyvinuli schopnost pozřít najednou porci o polovině vlastní hmotnosti. Odměnou je přežití několika let hladovění. Mezi stejnonožci se dají najít i pořádně velké kousky jako je Bathynomus giganteus. Některé údaje hovoří až o délce tři čtvrtě metru a několika kilech vážících jedincích. Jsou to tvorové bezbarví se zploštělým tělem chráněným krunýřem. Sedmero páry článkovaných nohou, dvěma páry tykadel a primitivními složenýma očima. Zdroj:  NOAA, volné dílo.

Vypůjčený bakteriální gen

Tým vedený Fuhua Liovou z Oceanologického ústavu Čínské akademie věd provedl velmi důkladné „omické“ analýzy dvou bathynomů. Jedním byl Bathynomus jamesi, což je hlubinný druh žijící přibližně v kilometrové hloubce. Druhým pak byl Bathynomus doederleini obývající mořské dno v hloubkách asi 300 metrů. U hlubinného druhu zjistili hned dvě základní adaptace na život v prostředí, kde se potravy zoufale nedostává - zvětšený žaludek a silně potlačenou úroveň metabolismu. Jednoduše řečeno, když už se tito bathynomové dostanou k potravě, snaží se z ní spořádat co nejvíce a následně pak z takto získaných živin a energie ubírají po ždibcích.

Grafický abstrakt studie. Zdroj: Jianbo Yuan, a kol., Cell, 2026.

Žaludek zabírá v těle hlubinného bathynoma Bathynomus jamesi zhruba dvě třetiny těla. Potravu rozmělní a natráví tak, že získá konzistenci jemného bahna. Bathynom v ní neživí běžné trávicí bakterie Firmicutes. Na jejich úkor upřednostňuje chlamydie, které mu usnadňují skladování lipidů jako kalorické rezervy.

To je bezesporu zajímavá strategie. Vědcům ale vyrazila dech druhá adaptace, jež dovoluje hlubinným bathynomům drasticky snížit bazální metabolismus. Vděčí za to genu ND1, který patří jeho symbiotické bakterii a který se tzv. horizontálním přenosem dostal do genomu bathynoma. Bakteriální gen ND1 je analogický ke genu pro komplex 1 dýchacího řetězce v mitochondriích. Bathynom si ho nejen osvojil, ale ve svém genomu také zmnožil a zajistil mu vysokou expresi. Té dosáhl navozením epigenetických změn, konkrétně acetylací histonů. Můžeme si to shrnout tak, že si hlubinný stejnonožec bakteriální gen dokonale „ochočil“ a následně „zapřáhl“ do svých služeb.

Profesorka Fuhua Li , vedoucí výzkumného kolektivu. Specialistka na mořské mikroby, a jak sama o sobě ráda říká: „Zkoumám neviditelné hybné síly oceánského života“. Kredit: Oceánologický institut, Čínská akademie věd, Čching-tao

Jen poznámka na okraj. Kdyby identickou změnu navodil v dědičné informaci nějakého organismu včetně bathynoma Bathynomus jamesi genový inženýr pomocí metody CRISPR, vznikl by tzv. geneticky modifikovaný organismus a jakékoli nakládání s ním by podléhalo tvrdé regulaci evropskými směrnicemi. Ještě že na dně Jihočínského moře tyhle regule neplatí, to by měli hlubinní bathynomové po evoluci a po legraci.

ND1 – konzumujte jen za studena

Potlačení či zpomalení metabolismu je celkem oblíbená strategie pro přežívání v krizových situacích a také pro zvýšení odolnosti vůči stárnutí. Názorným příkladem je prodloužení života nejrůznějších tvorů včetně obratlovců a savců kalorickou restrikcí, nebo podchlazení pacientů při těžkých úrazech či fatálních zdravotních komplikacích. Nemohli bychom si genem ND1 vypomoci i my lidé?

Liová a spol. se pokusili nalézt na tuto otázku odpověď v experimentech, v kterých přenesli gen ND1 do dědičné informace hlístic Caenorhabditis elegans, rybek dánií pruhovaných a linie lidských buněk 293T. Ukázalo se, že při vyšších teplotách gen metabolismus nepotlačuje. Naopak, vyvolává jeho dramatický vzestup, takže to s využitím triku bathynomů při naší tělesné teplotě 37 °C nevypadá moc nadějně. Hlubinní bathynomové těží z toho, že žijí ve studené vodě, protože při nízkých teplotách gen ND1 zabírá velmi razantně a dramaticky potlačuje úroveň metabolismu. U rybek chovaných ve studené vodě snížil metabolismus o 37 %.

Možná bychom mohli využít recept hlubinných bathynomů pro záchranu života lidí po mozkové mrtvici nebo infarktu myokardu, ale k prodloužení života by vedla s pomocí genu ND1 asi stejná cesta, jako kdybychom se nechali kompletně zmrazit. Je to prostě strategie pro extrémní životní podmínky, a ty se pro lidstvo posouvají spíše k vlnám veder než k třeskutým mrazům glaciálů.

Pramen:

Yuan, J., et al. (2026). Deep-sea megafauna co-opts microbial energy metabolism genes to withstand ultra-long starvation. Cell. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42248139/

Video: Záběry ze života hlubokomořských stejnonožců z dílny NOAA.

Redakce si dovolila připojit jeden z novějších autorových pokeců na téma geny, DNA, dědičnost,...