Появление многоклеточности было замечено невооруженным глазом

90


Дрожжи были вынуждены вырасти в сильную колонию размером с дрозофилу. Возникновение многоклеточных организмов — одна из величайших загадок эволюции. С одной стороны, многоклеточность имеет свои преимущества: клетки в многоклеточном организме могут сосредоточиться на узкоспециализированных задачах, достигая в них большего совершенства, чем отдельная клетка, делающая все сразу. Опять же, если на вас охотится одноклеточный хищник, то ему будет гораздо сложнее вас съесть, если вы вдруг сольетесь во что-то многоклеточное (мы когда-то писали, что зеленые водоросли научились жить вместе для собственного спасения всего за полгода). С другой стороны, есть и недостатки, поскольку каждой отдельной клетке приходится жертвовать собственным воспроизведением. Но если все члены многоклеточной колонии являются потомками одной клетки, то такой проблемы нет: специальные «воспроизводящие клетки» будут размножаться для всех, у кого будут такие же гены, как и у всех остальных. Дрожжевые «снежинки» представляют собой скопления дрожжевых клеток, которые сохраняют сходную структуру в виде больших колоний, видимых невооруженным глазом. (Фото: Технологический институт Джорджии) ‹ › Но кроме этих вопросов есть и другие, менее очевидные. Например, как далеко может зайти многоклеточность сразу? Здесь мы имеем растущую колонию одиночных клеток, которых окружающая среда заставляет удерживать друг друга. Колония становится все больше и больше — как далеко она может зайти? Ведь с увеличением размеров появляются некоторые физические проблемы: клетки прижимаются друг к другу, они должны быть как-то удобно упакованы внутри колонии, и в то же время колония должна быть прочной, чтобы ее не разорвало течения или удары о разломы (ведь все происходит еще в воде). Технологический институт Джорджии пишет в Nature, что обычные дрожжи можно буквально вручную довести до сильной многоклеточной колонии, которая будет видна невооруженным глазом, и это не займет много времени. В статье исследователи описывают эксперимент с дрожжами, который начался несколько лет назад. Дрожжи могут питаться разными питательными веществами и жить в среде с разным уровнем кислорода; кроме того, разные штаммы дрожжей предпочитают определенные условия окружающей среды. Выбрав определенный штамм и подобрав для него условия среды, можно стимулировать образование дрожжами подобий колоний: реплицирующиеся клетки не отделяются друг от друга, они остаются прикрепленными друг к другу. Такие многоклеточные кластеры похожи на снежинки, содержащие до сотни или около того клеток. Отбирая дрожжевые «снежинки» и позволяя им расти и размножаться дальше на свежей питательной среде, мы поощряем их многоклеточность. Исследователей интересовало, как далеко могут зайти «снежинки» при искусственном отборе в пользу все больших и больших колоний. Примерно за три тысячи поколений им удалось увеличить колонии дрожжей в 20 тысяч раз по сравнению с исходными микроскопическими «снежинками» — теперь они были размером с муху-дрозофилу и содержали более полумиллиона клеток. А главное, это были довольно крепкие колонии — по твердости они напоминали дерево. Клетки стали длиннее, теперь они не так сильно прижимались друг к другу, а поскольку механическое давление было снято, скопления клеток не отваливались друг от друга. При этом общая плотность колонии стала меньше, чем у предковых колоний. И самое главное, нити дрожжевых клеток внутри колонии переплелись, подобно тому, как это происходит в белках или, например, в виноградниках. Именно переплетение дрожжевых нитей друг вокруг друга сделало колонию очень прочной и твердой и позволило ей вырасти до размеров дрозофилы. Иными словами, если по каким-то причинам в окружающей среде выживают большие колонии — пусть даже совсем простые, без разделения труда и т. д., то одноклеточные организмы, например дрожжи, через несколько лет вполне могут стать многоклеточными, а их многоклеточность может. быть увиденным невооруженным глазом. глаз. Конечно, это еще не настоящая многоклеточность, когда клетки делятся на группы, каждая занята своим делом. Но нужно с чего-то начинать. Эксперимент с дрожжами продолжается, он не рассчитан на десятилетие. Если мегаколонии дрожжей также показывают нам возникновение клеточной специализации, то мы можем сказать, что нам удалось увидеть в лаборатории картину эволюции, какой она была миллионы лет назад.

Ссылка на источник новости

Авторизация
*
*
Регистрация
*
*
*

Leave the field below empty!

Генерация пароля
Закрыть