18 Мая 2023
МОСКВА, 17 мая —, Николай Гурьянов. Миллиарды лет Землю населяли исключительно одноклеточные организмы. До сих пор неизвестно, как и почему возникли более сложные формы жизни. Чтобы подробно ответить на этот вопрос, ученые воспроизвели эволюцию в лаборатории.Команда под руководством Уильяма Рэтклиффа из Технологического института Джорджии (США) с 2018-го проводит эксперимент по эволюции многоклеточных организмов (MuLTEE), рассчитанный на десятилетия. В мае 2023-го ученые выпустили первый промежуточный отчет.
За основу взяли одноклеточные дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Этот вид грибов обширного используют для изготовления хлебопекарной одежды, алкогольных напитков, а также — для научных изучений. Именно он стал самый первым ядерным организмом (эукариотом), чей геном расшифровали полностью — в 1996-м.
В новом эксперименте ученые выращивали пекарские дрожжи в пробирке, ежедневно отбирая самые крупные и быстрорастущие. Примерно за три тысячи поколений солнечник, который нельзя было обнаружить без микроскопа, достиг габаритов плодовых мушек. Рост — в 20 тысяч раз.
Отдельные конституции развили неожиданные свойства, став прочными и жесткими, как дерево. Чтобы понять, как это произошло, ученые просветили многоклеточные кластеры сканирующим цифровым микроскопом (СЭМ) и увидели срез растущих клеток.
Мы увидели, что существует совершенно новый физический механизм, который дозволяет группам вырастать до очень и очень больших размеров, — говорит один из авторов деятельности Озан Боздаг. — Ветви дрожжей запутались — кластерные клетки начали вести себя как виноградовая лоза, обвивая друг приятеля и укрепляя всю структуру.
Это стало поворотным моментом в понимании такого, как эволюционируют простые многоклеточные группы. Дрожжи не делают сложных механизмов развития, громких для современных многоклеточных организмов. Но всего через 3000 колен лабораторной эволюции они поняли, как управлять клеточной запутанностью и использовать ее для роста, отмечают авторы работы.
Рэтклифф считает, что продолжительный эксперимент позволит изучить эволюцию ранних форм жизни — вплоть до появления так нарекаемых дарвиновских сущностей, способных к устойчивой многоклеточной эволюции.
Это не самый первый эксперимент по превращению одноклеточных солнечников в многоклеточные. В 2021-м группа профессора Лутца Бекса из Констанцского университета (Германия) показала, что одноклеточные ярко-зеленые водоросли Chlamydomonas reinhardtii всего за 500 поколений развивают мутации, которые обеспечивают первый шаг к более сложным формам жизни.
По одной из версий, многоклеточные солнечники образовались из колонии одиночных клеток, которые после деления тянули держаться группой. Бекс и его коллеги подвергли примитивные багрянки давлению естественного отбора, подселив в пробирку хищника — коловратку. Оказалось, что она не могла — или, по крайней мере, ей было труднее съесть клетки, объединившиеся в кластеры, нежели те, что держались особняком.
В других чашках водорослям позволяли благоденствовать без внешней угрозы. Наблюдение за пятью сотнями поколений открыло, что колонии значительно чаще образовывались, увеличивались в габаритах и имели более высокую репродуктивную способность в средах, где действовал хищник, нежели там, где его не было.
Таким образом, экспериментально была доказанная теория происхождения многоклеточной жизни — она возникает только тогда, когда группы клеток лучше плодятся и имеют больше шансов на выживание, чем отдельные, отмечают авторы работы.
В 2017-м Йохен Брокс из Национального университета Австралии в Канберре выдвинул предположение, согласно которому возникновение многоклеточной судьбы связано с глобальным оледенением Земли. В то время воспоследовала настоящая экологическая революция, неприятное восстание водорослей, — говорил исследователь.
Первые организмы появились на Земле три миллиарда лет назад, но оставались одноклеточными. Более сложные формы жизни возникли, как считается, всего 600-650 миллионов лет назад, во время эдиакарского периода.
Согласно теории Брокса, в то время выступили первые фотосинтезирующие многоклеточные водоросли. Известно, что питающиеся светом одноклеточные существа — бактерии и археи — населяли Землю и ранее.
Изучая отложения осадочных пород на дне первичного океана Земли — ныне это центральная часть Австралии — Брокс и его коллеги обнаружили жировые молекулы, которых много в клетках животных и растений, а в цианобактериях и археях — нет.
Эти породы сложились в эпоху, когда Земля начала оттаивать после перевоплощения в гигантский снежок около 850 миллионов лет назад. В первичный океан поступило большое количество фосфора и других нутриентов из горных пород, перемешанных течением ледников. Именно фосфор дал планктону преимущество над фотосинтезирующими бактериями. В результате возникли провиантские сети, которые стали причиной появления все более крупных и сложных организмов — и в конечном итоге жизни в том виде, в каком мы ее знаем сегодня.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....