Одноклеточные организмы эволюционировали в многоклеточные на глазах у учёных

Процесс образования колонии одноклеточных водорослей. Перевод Вести.Ru.

Процесс образования колонии одноклеточных водорослей. Перевод Вести.Ru.
Иллюстрация University of Konstanz.

Процесс образования колонии одноклеточных водорослей. Перевод Вести.Ru.

Общепризнанным принципом эволюции жизненных форм на Земле считается их развитие от простого к сложному. То есть предполагается, что сначала появились некие примитивные одноклеточные формы жизни, которые впоследствии объединились, создав более приспособленные к жизни многоклеточные организмы.

Ранее мы писали об одной из древнейших известных многоклеточных форм жизни – эдиакарской биоте. Сообщали мы и о том, что учёные обнаружили останки ещё более древнего существа, которое могло быть одним из первых многоклеточных животных. При этом самые ранние (одноклеточные) формы жизни появились на нашей планете гораздо раньше остальных. Существует предположение, что жизнь может быть и вовсе ровесницей Земли.

И всё же в научном мире любая, даже самая общепринятая теория требует экспериментальных доказательств. Именно такое доказательство теории перехода от одноклеточной формы жизни к многоклеточной получили исследователи из Констанцского университета в Германии.

Они увидели, как всего за 500 поколений хламидомонада Рейнгардта развивает мутации, которые "готовят" её к многоклеточной жизни.

Хламидомонада Рейнгардта (вид Chlamydomonas reinhardtii) принадлежит к группе зелёных водорослей. Учёным уже известно, что зелёные водоросли произошли от единого одноклеточного предка. При этом в ходе эволюции многочисленные представители этой группы проходили разные этапы "подготовки к многоклеточности", говорится в пресс-релизе университета.

Именно поэтому эта водоросль стала модельным организмом в новом эксперименте.

Исследователи изолировали друг от друга и вырастили десять разных "родословных" C. reinhardtii. К некоторым из них учёные "подселили" многоклеточных коловраток, которые питаются водорослями.

Так исследователи искусственно создали условия, которые в теории спровоцировали одноклеточные организмы на создание долговечных колоний, из которых впоследствии развились многоклеточные формы жизни.

Дело в том, что мутации, накапливаемые в ходе эволюции, не дают колониям распадаться, делают их более приспособленными к нападениям врагов. Короче говоря, колонию, состоящую из множества клеток, гораздо труднее съесть.

Изучив особенности 500 поколений каждого из этих десяти "родов", учёные пришли к выводу, что в окружении "хищников" водоросли гораздо чаще образовывали колонии. Также они размножались гораздо активнее в сравнении с колониями водорослей, появившимися в безопасных условиях.

Авторы исследования таким образом не просто подтвердили теорию возникновения многоклеточных форм жизни из одноклеточных, но и доказали, что этот процесс может произойти в достаточно короткие сроки. Пятьсот поколений водорослей успели появиться всего за полгода эксперимента.

Больше всего исследователей удивило, что адаптацию клеток колонии к суровым условиям среды можно было увидеть даже на уровне генома. Выходит, что естественный отбор действительно является причиной очень конкретных и устойчивых мутаций. Результатом которых и является разнообразие живущих на Земле организмов.

Тут, впрочем, стоит сделать одно важное замечание: даже самую крупную колонию водорослей ещё нельзя считать многоклеточным организмом. Для этого должно произойти как минимум ещё одно эволюционное преобразование: должна произойти специализация клеток на соматические и половые.

В ходе описанного эксперимента этого не произошло — все клетки колонии могли размножаться внутри неё и обладали полным набором функций отдельного организма.

Исследование немецких учёных было опубликовано в издании Nature Communications.

Ранее мы рассказывали о создании синтетических организмов, способных пролить свет на ход эволюции. Писали мы и о том, что некоторые организмы способны "поставить свою эволюцию на паузу".

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".