Біологи вивчають «повернення» одноклітинних організмів в багатоклітинні в довгостроковому еволюційному експерименті.
Дослідники з Технологічного інституту Джорджії повідомили про перші результати експерименту по перетворенню одноклітинних організмів в багатоклітинні. В результаті спрямованої еволюції вченим вдалося створити зі звичайних дріжджів вид в 20 тис. разів більше і в 10 тис. раз міцніше, ніж вихідний.
У першій фазі дослідження по довгостроковій еволюції біологи експериментували з пекарськими дріжджами (Saccharomyces cerevisiae). Вчені щодня проводили штучний відбір колоній, які вирощувалися в інкубаторі. Ті з них, які росли швидше за всіх і досягали найбільших розмірів, відбиралися для подальшого культивування.
Приблизно через 3 тис. порожніх дріжджі розвинулися і утворили кластери з більш ніж 500 тис. окремих клітин. Це більш ніж в 20 тис. разів більше, ніж вихідний штам. У процесі вони стали видні неозброєним оком і по міцності зрівнялися з деревиною, приблизно в 10 тис. раз міцніше звичайних пекарських дріжджів.
Вихідні (зліва) і еволюціонували (справа) пекарські дріжджі. Зображення: Georgia Institute of Technology
Аналіз нових штамів показав, що окремі дріжджові клітини витягнулися, що зменшило щільність клітин в кожній групі і, таким чином, зменшило стрес, який вони надавали один на одного. Це утримує кластери від руйнування, як це зазвичай відбувається при певній щільності, дозволяючи їм досягати більших розмірів.
Крім того, за допомогою скануючої мікроскопії дослідники виявили, що у дріжджів сформувався абсолютно новий фізичний механізм, який сприяв зростанню і міцності.
Складна внутрішня структура пекарських дріжджів, що еволюціонували. Зображення: Georgia Institute of Technology
Перехід від одноклітинного до багатоклітинного життя — одна з найбільших прогалин в історії еволюції на Землі. Хоча у дріжджів які «еволюціонували», як і раніше відсутні багато біологічних рис істинно багатоклітинних організмів, виявлена клітинна заплутаність здається важливим етапом такої еволюції. Дослідники сподіваються, що подальші дослідження дозволять пояснити всі етапи переходу до складного життя.