Главная » Статьи » Биологический мир » Микроорганизмы |
Одноклеточные могли превратиться в многоклеточных за пару месяцев, а не за миллиарды лет эволюции, как принято считать! В экспериментах американских учёных пекарским дрожжам понадобилось всего 60 дней, чтобы начать жить сообществами, где все члены группы объединены общим благом и готовы принести себя в жертву товарищеским интересам. Кластер дрожжей перед размножением; красным выделены погибшие клетки, по которым пройдёт линия деления. (Фото авторов работы.) Считается, что фундаментальные эволюционные изменения вроде перехода
от одноклеточности к многоклеточности происходили невероятно долго —
миллионы (если не миллиарды) лет. Эволюция действительно не любит
спешки, и чем глобальнее изменения, тем дольше идёт подготовка к ним.
Однако теперь появился повод усомниться в такой тугодумности эволюции — по крайней мере в отношении появления многоклеточности. В экспериментах учёных из Университета Миннесоты (США) одноклеточные организмы превращались в многоклеточные всего за несколько месяцев. В качестве модельного объекта были взяты обычные пекарские дрожжи. Эти одноклеточные грибы размножаются почкованием: когда материнская клетка вырастает до определённого размера, более мелкая дочерняя отпочковывается от неё и отправляется в свободное плавание. По словам учёных, главной проблемой было даже не планирование эксперимента по превращению одноклеточных дрожжей в многоклеточные, а хотя бы мысленное допущение, что этот процесс может быть осуществлён за обозримые сроки. Принято считать, что многоклеточность возникала в истории жизни на Земле по меньшей мере 25 раз, но обстоятельства её появления от нас скрыты. Мы можем лишь догадываться о тех условиях, которые заставили отдельно взятые клетки искать помощи друг у друга. Уильям Рэтклифф и его коллеги выбрали в качестве движущей силы
гравитационное поле. Они предположили, что сила притяжения была тем
фактором, который благоприятствовал появлению многоклеточных. Очевидно,
что клеточные комплексы, плававшие в доисторическом океане, оседали на
дно быстрее, чем одиночные клетки. Дрожжи тоже могут слипаться друг с
другом, образуя крупные кластеры, и в эксперименте самые крупные
скопления оседали на дно быстрее, чем их более мелкие «собратья», не
говоря уже об одиночных клетках. Раз за разом исследователи отбирали
кластеры, осевшие на дно в первую очередь, снова культивировали их и
вновь отбирали самые крупные образцы. Разумеется, обычный комок слипшихся клеток — это ещё не
многоклеточный организм. Но тут учёным удалось показать, что кластеры
дрожжей, с которыми они работали, состояли из генетически родственных
клеток, то есть все члены группы были потомками одного родителя. Дрожжи
размножались, но дочерние клетки оставались слипшимися с родительскими.
И, что более важно, клеточные кластеры в экспериментах начинали вести
себя как единые организмы. У них была ювенильная стадия, во время
которой они росли, и взрослая, когда кластер размножался, делясь на
бóльшую и меньшую части. Это было похоже на отпочкование маленькой
дочерней клетки от родительской, только тут всё происходило на уровне
целого кластера. В этом случае некоторые клетки приносили себя в жертву:
они погибали, чтобы позволить разойтись дочернему и родительскому
кластерам. То есть клетки оказывались не просто сборищем, где каждый был
сам за себя, а сообществом, члены которого сотрудничали во имя общего
блага. Погибшие клетки приносили пользу целому кластеру, которому для
успешной жизнедеятельности необходимо было разделиться. Умирая, они
давали возможность всему сообществу выжить и создать больше потомков. До сих пор учёные указывали на то, что многоклеточные могли обладать разными преимуществами перед одноклеточными. Но очень и очень немногие исследования показывают непосредственную «сборку» многоклеточного организма, как она могла бы происходить миллиарды лет назад. Свои результаты исследователи готовятся опубликовать в журнале PNAS. Прочитав всё это, вы, должно быть, подумали: это невероятно, что многоклеточные появлялись в ходе эволюции всего несколько раз. И действительно, коль скоро для этого требовалось не так уж много времени, таких попыток могло быть неизмеримо больше. В дальнейшем авторы собираются повторить свои эксперименты на других современных многоклеточных. Дело в том, что нынешние дрожжи произошли от многоклеточных предков, и какая-то память об этом могла у них остаться. А потому учёные хотят принудить к многоклеточности другие организмы, вроде водорослей-хламидомонад, у которых не было многоклеточного прошлого. Подготовлено по материалам National Science Foundation. | |
Просмотров: 1024 | Рейтинг: 0.0/0 |
Всего комментариев: 0 | |