Водоросли делают эволюционный скачок к многоклеточности - прямо в лаборатории
Много десятилетий ученые бьются над вопросом – как и почему в процессе эволюции многоклеточные организмы выработали воистину универсальную черту: воcпроизводство с помощью единичных клеток (таких, как яйцеклетки и сперматозоиды)? Уильям Рэтклифф (William Ratcliff) и МайклТравизано (Michael Travisano) из Университета Миннесоты в одном лабораторном эксперименте успешно превратили одноклеточную водоросль Chlamydomonas reinhardtii. в многоклеточную, размножающуюся единичными клетками.
«Биологи предполагали, что одноклеточное “бутылочное горлышко” развилось значительно позже многоклеточности – как механизм, смягчающий конфликты интересов между клетками, составляющими организм. А мы выяснили, что этот механизм появляется одновременно с многоклеточностью», - рассказывает Рэтклифф. Этот вывод имеет важное значение для понимания того, как в природе развились сложные многоклеточные организмы.
Исследователи получили многоклеточный штамм, отбирая и культивируя водоросли, которые быстро оседали на дне наполненной жидкостью пробирки. По прошествии 73 циклов водоросли в одной из пробирок стали многоклеточными.
Наблюдая за новой формой, Рэтклифф и Травизано обнаружили, что она воспроизводится, «разламываясь» - отделяя от себя одиночные мотильные клетки, которые вырастают в новые многоклеточные скопления. Ученые создали математическую модель, объясняющую преимущество именно этой стратегии для размножения – по сравнению с выделением крупных «ростков» (пропагул). Хотя шансов выжить у единичных клеток меньше, чем у массивных пропагул, этот недостаток с лихвой компенсируется их многочисленностью.
Сейчас ученые объединились с коллегами из Университета Монтаны для выяснения генетической основы многоклеточности и экспериментального получения еще более сложных организмов. В частности, они хотели бы прояснить происхождение взросления (как организмы становятся взрослыми).
Данные исследования представлены в журнале Nature Communications.
По материалам пресс-релиза университета и New Scientist.
Артём Космарский nauka21vek.ru