Една от големите загадки в науката е еволюцията на едноклетъчните организми в невероятно голямото разнообразие от флора и фауна, което виждаме днес. Как Земята направи прехода от първоначално безжизнено скално кълбо към едно населено само от едноклетъчни организми към свят, напоен с по-сложен живот?
Както учените го разбират, едноклетъчните организми за първи път започват да се развиват в по-сложни форми преди повече от 500 милиона години, тъй като те започват да образуват многоклетъчни клъстери. Това, което не се разбира, е как точно се е случил този процес. Но сега, биолозите са още една стъпка по-близо до намирането на този пъзел, като успешно възпроизвеждат тази ключова стъпка - като използват съставка, обичайна при производството на хляб и бира - обикновена пивоварна мая (Saccharomyces cerevisiae). Макар и да помага за решаването на еволюционните загадки тук на Земята, това също така от своя страна има отношение към въпроса за биологичната еволюция и на други планети или луни.
Резултатите бяха публикувани в миналия брой на изданието на Сборник с журнали на Националната академия на науките (PNAS).
Дрождите са микроскопична форма на гъбички; те са едноклетъчни, но могат да станат многоклетъчни чрез образуването на низ от свързани пъпчиви клетки, като във форми. Експериментите се основаваха на този факт и бяха изненадващо прости, те просто не бяха правени преди това, според Уил Ратклиф, учен от Университета в Минесота (UMN) и съавтор на статията. „Не мисля, че някой някога го е опитвал преди“, каза той и добави: „Не са много учени, които правят експериментална еволюция и те се опитват да отговарят на въпроси за еволюцията, а не да ги пресъздават.“
Сам Шейнер, програмен директор в отдела за биология на околната среда на NSF, също добавя: „За да разберем защо светът е пълен с растения и животни, включително хора, трябва да знаем как едноклетъчните организми са преминали към живот като група, както многоклетъчни организми. Това проучване е първото, което експериментално наблюдава този преход, предоставяйки поглед на събитие, състояло се преди стотици милиони години. "
Смята се, че стъпката към многоклетъчната сложност е трудна, еволюционна пречка, която би била много трудна за преодоляване. Новото изследване обаче предполага, че в крайна сметка може да не е толкова трудно.
Първият експеримент отне само 60 дни, за да даде резултати. Дрождите първо се добавят към богата на хранителни вещества култура, след това клетките се оставят да растат за един ден. След това те се стратифицират по тегло с помощта на центрофуга. Клъстери от дрожди клетки кацат на дъното на епруветките. След това процесът се повтаря, като се вземат клетъчни клъстери и отново се добавят към пресни култури. След шестдесет цикъла от това клетъчните клъстери започнаха да приличат на сферични снежинки, съставени от стотици клетки.
Най-важната констатация беше, че клетките не просто се групират и слепват случайно; струпванията бяха съставени от клетки, които бяха генетично свързани помежду си и останаха прикрепени след клетъчното делене. Когато клъстерите достигнат „критична маса“, някои клетки умират, процес, известен като апоптоза, който позволява на потомството да се раздели.
Тогава, просто казано, това е процесът към многоклетъчен живот. Както е описано от Ratcliff, „Само клъстер не е многоклетъчен. Но когато клетките в клъстер си сътрудничат, правят жертви за общото благо и се адаптират към промените, това е еволюционен преход към многоклетъчност. "
Затова следващия път, когато печете хляб или приготвяте собствена бира, помислете за факта, че тези ниско малко клетки от дрожди имат много по-голямо значение, отколкото просто полезна роля във вашата кухня - те също помагат за разрешаването на някои от най-големите мистерии за това как животът започна, както тук, така и може би другаде.
