Едноклетъчните водорасли, известни като диатоми, за които се смята, че се възпроизвеждат асексуално, наскоро бяха установени, че са по-ярки от очакваното.
Изследователите откриха, че диатомите участват в сексуална репродукция - и е особено вероятно да го направят, когато в присъствието на съединението амоний, отпадъчен продукт, генериран от повечето животни.
Преди това учените са наблюдавали пълните жизнени цикли при едва шепа диатомови видове и дори сред добре проучени диатоми сексуално възпроизвеждане никога не е било наблюдавано, пишат изследователите в проучването, публикувано онлайн на 7 юли в списанието PLOS ONE.
Авторите на изследването обаче откриват, че те могат да манипулират диатома Thalassiosira pseudonana да променя своите клетъчни структури да бъдат мъжки или женски. Всичко, което трябваше да направят, беше да елиминират един от факторите, които диатома е необходим за растеж - като светлина или фосфор - и след това въвеждат амоний, а диатомите ще се разграничат в мъжки и женски клетки.
"Нашите открития разрешават две постоянни мистерии, които са поразили изследователите на диатомите", се казва в изявление съавторът на Кимбърли Халси, микробиолог от държавния университет в Орегон.
"Да, правят секс и да, можем да ги накараме да го направят", каза Хасли.
Диатомите са протисти, разнообразна група, съставена от едноклетъчни организми, чиито тела имат клетъчни стени и високо организирани интериори, с ядро и масив от специализирани структури, наречени органели. В света има около 200 000 диатомови вида и те могат да бъдат намерени, където има течна вода.
Макар и мънички, диатомите играят важна, ако невиждана роля в въглеродния цикъл на Земята - морските диатоми генерират кислород чрез фотосинтеза - и в цикличния силициев диоксид, който представлява около 25 процента от земната кора на планетата и който диатомите се включват в структури в клетъчните им стени.
Но много малко се знае за това как повечето диатоми растат и се размножават. Т. псевдонана е един от само двата диатомови вида, които имат своя геном секвениран, което го прави перфектен кандидат за идентифициране на промени на генетично ниво, които биха могли да бъдат свързани със сексуални характеристики - а предишните проучвания дори бяха идентифицирали гени, необходими за сексуална репродукция, но определени че са били неактивни, учените съобщават в новото проучване.
Амоният се оказа липсващата съставка. Той предизвика каскада от генетични отговори, които произвеждат структури на яйцеклетки и сперматозоиди. Но това не е всичко - повече от 1200 гена също започнаха да се проявяват по различен начин, когато присъстваше амоний, въпреки че ефектите от тези промени са все още неясни, пише авторите на изследването. Въпреки това, определянето на амония като един от факторите, който кара диатомите да се възпроизвеждат сексуално, ще даде възможност на учените да продължат да възпроизвеждат поведението, за да го изучат допълнително, според Халси.
„Определянето на амония като индуктор на сексуалността потенциално отваря вратата към нови пътища за изследване на развъждането и генетичната модификация за контрол на важни черти“, казва Халси в изявлението.
