В експериментите на американски учени са били нужни само 60 дни, докато хлебните дрожди започнаха да живеят в общности, в които всички членове на групата са обединени от общо благо и са готови да се жертват за другарски интереси.
Смята се, че фундаменталните еволюционни промени, като прехода от едноклетъчната към многоклетъчната, са отнели невероятно дълго време - милиони (ако не и милиарди) години. Еволюцията наистина не харесва бързината и колкото по-глобални са промените, толкова повече време отнема подготовката им.
Въпреки това, сега има причина да се съмняваме в такава бавна еволюция на еволюцията - поне по отношение на появата на многоклетъчност. В експериментите на учени от университета в Минесота (САЩ), едноклетъчните организми се превърнаха в многоклетъчни организми само за няколко месеца.
Обикновените хлебни дрожди бяха взети като моделен предмет. Тези едноклетъчни гъби се възпроизвеждат чрез пъпкуване: когато майчината клетка нарасне до определен размер, по-малката дъщеря изпъква от нея и преминава в свободно плуване. Според учените, основният проблем е дори не планирането на експеримент за превръщането на едноклетъчната мая в многоклетъчна мая, а поне умственото предположение, че този процес може да се извърши в обозримо бъдеще. Общоприето е, че многоклетъчността се е появила в историята на живота на Земята поне 25 пъти, но обстоятелствата за появата й са скрити от нас. Можем само да гадаем за условията, които накараха отделните клетки да търсят помощ една от друга.
Уилям Ратклиф и неговите колеги избраха гравитационното поле като движеща сила. Те предположиха, че гравитацията е фактор, който благоприятства появата на многоклетъчни организми. Очевидно е, че клетъчните комплекси, които плаваха в праисторическия океан, се настаниха на дъното по-бързо от единичните клетки. Дрождите също могат да се придържат един към друг, образувайки големи клъстери, а в експеримента най-големите клъстери се установяват на дъното по-бързо от по-малките си „братя“, да не говорим за единични клетки. Време след време изследователите подбираха клъстерите, които се настаниха на дъното на първо място, култивираха ги отново и отново подбираха най-големите проби.
Разбира се, обикновена бучка от слепени клетки все още не е многоклетъчен организъм. Но тук учените успяха да покажат, че клъстерите от дрожди, с които са работили, се състоят от генетично свързани клетки, тоест всички членове на групата са потомци на един и същи родител. Дрождите се размножават, но дъщерните клетки остават прилепени към родителските клетки. И по-важното е, че клетъчните клъстери в експериментите започнаха да се държат като единични организми. Те имаха юношеска фаза, по време на която израстваха и възрастен стадий, когато клъстерът се размножаваше, разделяйки се на по-големи и по-малки части. Това беше като пъпката на малка дъщерна клетка от родителя, само тук всичко се случи на нивото на цял клъстер. В този случай някои клетки се жертваха: умряха, за да позволят на децата и родителите да се разпръснат. Тоест, килиите се оказаха не просто събиране, където всеки беше за себе си, а общност, чиито членове си сътрудничиха за общото благо. Мъртвите клетки се възползваха от цял клъстер, който трябваше да бъде разделен за успешен живот. Умирайки, те дадоха възможност на цялата общност да оцелее и да създаде повече потомци.
Най-любопитното е, че експериментът отне 60 дни. Според учените те завършвали с отделни клъстери от клетки от дрожди, които живеят и умират като цяло. Всички заедно показват, че по време на експеримента маята е успяла да намери път към многоклетъчност.
Досега учените посочват, че многоклетъчните организми могат да имат различни предимства пред едноклетъчните. Но много, много малко проучвания показват директно "сглобяване" на многоклетъчен организъм, както би могло да се случи преди милиарди години. Изследователите се готвят да публикуват резултатите си в списание PNAS.
Промоционално видео:
След като прочетете всичко това, трябва да мислите: невероятно е, че многоклетъчните организми са се появили само няколко пъти в хода на еволюцията. Всъщност, тъй като това не отне толкова много време, можеше да има неизмеримо повече такива опити. В бъдеще авторите ще повторят експериментите си върху други съвременни многоклетъчни организми. Факт е, че сегашната мая е произлязла от многоклетъчните предци и някакъв вид памет за това може да остане с тях. Следователно учените искат да принудят други организми към многоклетъчност, като водораслите Chlamydomonas, които не са имали многоклетъчно минало.