פיקוזואה

פיקוזואה (Picozoa), היא מערכה של פרוטיסטים שנקראה גם בעבר Picobiliphyta, Picobiliphytes או Biliphytes. זאת קבוצה של איקריוטים חד-תאיים הטרוטרופיים ימיים בגודל של פחות מ-3 מיקרומטרים. בעבר היה נהוג לסווג אותן כאצות אוקריוטיות ובתור הפיקופלנקטון הפוטוסינתטי הקטן ביותר, אבל תפיסה זאת השתנתה כשהתגלה שהם לא מבצעים פוטוסינתזה. המין הראשון, והיחיד עד כה, שזוהה כשייך לקבוצה זאת ותואר הוא Picomonas judraskeda, אם כי מינים נוספים זוהו בדגימות גנטיות. הפיקוזואה שייכים סיסטמטית לארכיפלסטידה כקבוצה קרובה לאדומיות, למרות שהם אינם מקיימים פוטוסינתזה ואינם בעלי פלסטידים.

גילוי 
בסוף שנות ה-90 במסגרת הפרויקט האירופי Picodiv נעשה מאמץ לסווג כמה שיותר אורגניזמים מהפיקופלנקטון (פלנקטון שקטנים מ-2 מיקרומטר) ובמסגרת מאמץ זה, נלקחו דגימות במשך שנתיים מהאוקיינוס האטלנטי, הים התיכון, ומחופי סקוטלנד, אלסקה ונורווגיה. במסגרת מחקר זה נמצאו מינים רבים של פיקופלנטון וביניהם גם איסופים מוקדמים של פיקוזואה, במיוחד באזורים הקרים והעניים ברכיבים תזונתיים של מי הים. באזורים אלה, הם יכולים להוות עד 50 אחוז מהביומסה. בשל העובדה שדוגמאות אלה נאספו בצורה שלאו דווקא שמרה את הפרטים עצמם, רבים מהמינים האלה נותרו עד היום ללא תיאור מלא.

רמזים לקיומם של הפיקוזואה זוהו לראשונה באמצעות גני 18S ב-RNA הריבוזומלי בשנת 2007. האזורים האלה בגנום הכילו רצפי גנים לא מוכרים לצד רצפי גנים שהיו מוכרים כבר מקבוצות דומות. במאמר, מסבירים קלאוס ולנטין ולינדה מדלין, מחברי המחקר וביולוגים מולקולריים במכון אלפרד וגנר לחקר הקוטב והים בברמרהאבן, ש-"רצפי הגנים שנמצאו באצות אלה לא יכלו להיות קשורים לקבוצה מוכרת של אורגניזמים". האצות במחקר זה נמצאו בדגימות פלנקטון שמקורן מאזורים שונים בצפון האוקיינוס האטלנטי ובים התיכון וההפתעה העיקרית הייתה שהחוקרים גילו קבוצה של אורגניזמים שלמרות היותם חדשים לחלוטין במדע, לא היו מוכרים קודם.

מלבד רצפי הגנים הלא מוכרים, החוקרים זיהו בדגימות גם חלבונים בשם פיקוביליפרוטאינים. באצות אדומיות, שאכן היום אנחנו חושבים שהן קרובות לפיקוזואה, חלבונים אלו מופיעים כפיגמנטים. אבל בקבוצת האצות שהתגלתה לאחרונה, נראה שהפיקוביליפרוטאינים כלולים בתוך הפלסטידים, שם מתרחשת הפוטוסינתזה. תגלית זו, סיפקה את האינדיקציה הברורה האחרונה לכך שהחוקרים גילו קבוצת אצות שלא זוהתה בעבר. מתוך הגילוי של הפיקוביליפרוטאינים (באנגלית, phycobiliproteins) ובגלל הגודל הקטן שלהם, החוקרים כינו את הקבוצה החדשה "Picobiliphyta".

קרבה לאורגניזמים אחרים והגדרה כמערכה נפרדת 
ב-2011 התפרסמו שני מחקרים שטענו שלמרות המחשבה הראשונית שמינים מקבוצה זאת מקיימים פוטוסינתזה, כנראה שטענה זאת אינה נכונה. מחקר משנת 2011 של צוות בינלאומי ממכון המחקר אקווריום של מונטריי ביי, אוניברסיטת דאלהוזי והמוזיאון לתולדות הטבע בלונדון מצא שלתאים שנמצאו באוקיינוס השקט אין סממנים המעידים על פיגמנטים פוטוסינתטיים, והגיע למסקנה שסביר להניח שמינים אלה אינם מקיימים פותוסינתזה. מחקר מאוחר יותר ב-2011, שנערך על ידי חוקרים מאוניברסיטת רוטגרס ומעבדת ביגלו למדעי האוקיינוס, השתמש בריצוף של הגנום הגרעיני השלם משלושה תאי פיקוזואה בודדים כדי להראות גם שבתוך תאים אלה אין חלבונים ממוקדי-פלסטידים או שאריות של מערכת פוטוסינתטית. מכאן הסיקו שהפיקוזואה הם ככל הנראה הטרוטרופים ושאלמנטים כאלה שנמצאו בתוך התאים במחקרים קדומים הם תוצאה של תזונה.

בשנת 2013, רמקומר סיניוסאן, ניקול סאוסן ומייקל מלקוניאן (כולם מאוניברסיטת קלן) יחד עם לינדה מדלין (מהאגודה הביולוגית הימית של בריטניה) תיארו רשמית את מה שנקרא עד אז כ"picobiliphytes" כמערכה חדשה בשם Picozoa, ובפרסום זה כללו גם פעם ראשונה חתכים של התאים מתחת למיקרוסקופ. מספר מאפיינים ייחודיים בתא מבססים את מיקומם הפילוגנטי העצמאי, כגון אברון הזנה ייחודי, תנועה יוצאת דופן וצורת תזונה הטרוטרופית. לא נמצאו עקבות של חלקיקים נגיפיים או חיידקיים בתוך התאים ההטרוטרופיים הללו, מה שגרם למחברים אלה להציע שהם ניזונים מחלקיקים אורגניים קטנים מאוד.

משנת 2021, מאמרים שנעשה בהם ריצוף של מינים קרובים רבים של חד-תאיים הראו בצורה חד משמעית שהפיקוזואה אכן קרובים בעיקר לאדומיות, מה שהופך אותן לקבוצה היחידה בארכיפלסטידה שאינה יצרה אנדוסמביוזה עם ציאנובקטריה כדי לקיים פוטוסינתזה.

התנהגות 

מתוך המערכה כולה תואר רק מין אחד בצורה מלאה, וזה המין Picomonas judraskeda. מהתנהגותו הייחודית המתואר במאמר שתיאר את המין, ניתן ללמוד על ייחודה של המערכה הזאת.

תנועה 

התאים במין זה מראים סגנון תנועה ייחודי מאוד, אחרי זמן ארוך בו הם יכולים לנוח, הם מתחילים רצף בו הם קופצים למרחק של 3-5 מיקרומטר הרחק מהמטרה שלהם ולאחר מכן במשך כ-2 שניות זזים באיטיות לעבר המטרה, לאחר מכן יש עצירה איטית שבסופה ״התנועה החפוזה״ (במאמר מכונה ״skedaddle״) בה הם זזים למעלה מ-50 מיקרומטרים לעבר המטרה שאליה הם רוצים להגיע. רצף התנועה המיוחד הזה יכול לחזור מספר פעמים לפני שהפרט נעצר לזמן ארוך נוסף.

תזונה 
במחקרים רבים הוצע כי ה-Picozoa הם הטרוטרופים, והועלו השערות רבות לגבי מה אפשרי שיהיה סוג המזון שהם יצרכו. במסגרת מחקרים מאוחרים יותר שבהם נעשה מחקר באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים של המבנים הפנימיים של התאים, נראה שפתח האכילה שלהם צר ולכן לא יכול לאפשר טריפה של איקריוטים אחרים. בנוסף לכך, מאחר שבריצוף מאוחר של פרטים חיים לא נמצאו חלקים של דנא בטקריאלי, החוקרים הניחו שפרטים אלה גם לא אכלו חיידקים שלמים. לאחר מכן, נותרו שתי תיאוריות מרכזיות:

האחת הסבירה יותר היא שהתאים ניזונים מקולואיד של ליפופוליסכרידים שהם מולקולות חשובות בממברנות של חיידקים גראם-שליליים. במידה וזאת אכן האופציה הסבירה הדבר יכול להסביר גם את סגנון ״התנועה החפוזה״ של הפרטים שנועד ליצור תנועת שאיבה אל עבר פתח האכילה של הפרטים.

התיאוריה השנייה שנותרה היא שמינים אלה ניזונים מוירוסים. מכיוון שווירוסים נפוצים מאוד בסביבה הימית, זהו הסבר אפשרי, וייתכן שלא נצפו שאריות של וירוסים בתוך התאים בגלל גודלם הקטן.

קישורים חיצוניים

הערות שוליים 

איקריוטים
ארכאפלסטידה