Учените откриха необичаен трети път към многоклетъчните форми на живот
Тъкмо когато учените си мислеха, че са разгадали съвсем напълно произхода на многоклетъчния живот, еволюцията им подмятна нова крива топка.
Изследователи откриват напълно инцидентно трети тип " неконвенционално " многоклетъчно, което съчетава двата типа, за които към този момент знаем.
Многоклетъчността е еволюирала зашеметяващите 45 или повече пъти в дървото на живота. И въпреки всичко в основата си предшественикът на всяка многоклетъчна линия е разчитал единствено на един от двата метода - обособени кафези, които се слепват при разделянето си, или обособени кафези, които се разделят, а по-късно – се събират още веднъж.
Клоналното многоклетъчно развиване, при което клетките остават свързани, до момента в който се разделят още веднъж и още веднъж, дава началото на организми, както на елементарни (нишковидните цианобактерии), по този начин и на комплицирани (като животните с техните профилирани тъкани).
Другият тип многоклетъчност, наречена агрегация, съставлява краткотрайно скупчване на свободно живеещи кафези, което се случва при слизести плесени и обществени амеби - постоянно в отговор на тежки условия на околната среда или грабителство.
Нурия Рос-Рочер, постепенен биолог в Института Пастьор във Франция, и сътрудниците ѝ вършат изненадващото изобретение, когато учат хоанофлагелатите: едноклетъчни организми, живеещи във вода, които образуват краткотрайни колонии и съставляват най-близките живи едноклетъчни родственици на животните.
По-конкретно екипът следи държанието на хоанофлагелат, наименуван Choanoeca flexa. Този тип образува зрелищни колонии, които наподобяват на експлодиращи фойерверки, което може да ни помогне да разберем по-добре гаструлацията - сериозна стъпка в ембрионалното развиване.
Хоанофлагелатите образуват колонии посредством клетъчно разделяне, като са се репликират, с цел да усилят броя на събраните кафези. Така че когато Рос-Рочер и сътрудниците ѝ виждат, че клетките се разделят в колониите на C. flexa, които са открити за първи път през 2018 година в басейни с пръски на скалистия бряг на карибския остров Кюрасао, всичко наподобява обикновено.
Въпреки това в лабораторни условия и под микроскоп откривателите виждат също по този начин, че колониите C. flexa се реформират доста бързо, откакто са били разединени със светлинни сили - прекомерно бързо, с цел да можем да припишем това на клетъчно разделяне.
След това, когато откривателите употребяват флуоресцентни багрила за оцветяване на разнообразни типове кафези на C. flexa, те могат да видят обособени популации от единични кафези, които образуват двойно маркирани химерни клъстери - което не би било допустимо, в случай че те са се разделили от една и съща клетка-основател.
Първоначално екипът се усъмнява в странните си наблюдения на колониите на C. flexa, тъй като те наподобяват " прекомерно странни ", изяснява старшият създател и клетъчен биолог от Института " Пастьор " Тибо Брюне в обява в обществените мрежи.
Но в този момент, въз основа на няколко опита, екипът счита, че C. flexa може да се сплотява в еднослойни колонии, сходни на листове, като слизестите плесени, или да се развива посредством клониране, както вършат животните.
" Установихме, че листовете на C. flexa могат да се образуват посредством чисто клонови процеси, чисто агрегатни процеси или композиция от двете, според от пробните условия ", написа екипът в своя теоретичен труд, оповестен в bioRxiv и очакващ анонимно рецензиране.
" Използването и на двата механизма по едно и също време - механизми, които постоянно се показват като взаимно изключващи се - евентуално разрешава на листовете да се развиват по-бързо, в сравнение с биха единствено посредством един механизъм ", прибавя Бруне.
Допълнителни опити демонстрират, че многоклетъчната форма на C. flexa зависи от изискванията на плитките басейни с морска вода, в които са открити организмите.
Когато солеността на тези приливни басейни премине сериозен предел, утрояващ се с изпаряването на морската вода, колониите на C. flexa се разделят на единични кистоподобни кафези, с цел да устоят на изсъхването. При рехидратиране в лабораторията колониите на C. flexa се възвръщат в границите на няколко дни, като първо се сплотяват, а по-късно се разделят.
" Смятаме, че сме разкрили екологично обусловения витален цикъл: цикли на изпаряване и пълнене, които водят до бързи преходи към и от многоклетъчност ", споделя Бърнет.
Предложеният витален цикъл на C. flexa. (Ros-Rocher et al., bioRxiv, 2024)
Макар че проучването към момента не е рецензирано и резултатите от него могат да бъдат подложени на подозрение, откриването на този необикновен разбъркан метод на развиване " уголемява кръга от вероятни сюжети за появяването на многоклетъчност при животните ", заключава екипът.
Изследването е налично в bioRxiv.
Източник: Science Alert
