Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Биологи превратили одноклеточный организм в многоклеточный сразу двумя способами
Ученые выяснили, что ближайшие одноклеточные родственники животных, хоанофлагелляты, умеют становиться многоклеточными сразу двумя способами: делением клетки и объединением множества в единую группу. Ранее считалось, что эти организмы способны только клонировать себя, но оказалось, что в стрессовых условиях они активно слипаются. Открытие меняет представление о том, как могла зародиться сложная жизнь на Земле.
Эволюция многоклеточности — одна из главных загадок биологии. Ученые долгое время полагали, что существуют два строгих пути развития: либо одна клетка делится и остается связанной с дочерними (клональный путь), либо множество независимых клеток собираются вместе (агрегативный путь). Животные, включая человека, развиваются первым способом — из одной оплодотворенной яйцеклетки. Считалось, что их ближайшие одноклеточные родственники, хоанофлагелляты, тоже следуют только этому правилу.
Хоанофлагелляты — микроскопические водные организмы, питающиеся бактериями. У них есть жгутик для плавания и воротничок из ворсинок для ловли еды. Эти существа генетически ближе всего к животным. Изучая их, биологи пытаются понять, как природа сделала шаг к многоклеточным телам.
До сих пор наука знала лишь о клональном поведении этих организмов. Например, вид Salpingoeca rosetta всегда формирует колонии путем деления. Ранее биологи были уверены, что два способа объединения клеток взаимоисключают друг друга. Однако открытие нового вида хоанофлагеллят заставило ученых лично проверить, как именно эти микроорганизмы ведут себя в дикой природе.
Чтобы разобраться в механизмах многоклеточности, команда исследователей отправилась на остров Кюрасао в Карибском море. Там, в национальном парке Шете-Бока, специалисты изучили полторы сотни прибрежных луж, которые регулярно пересыхают на солнце и наполняются соленой водой. В них обитает вид хоанофлагеллят Choanoeca flexa.
Авторы научной работы обнаружили удивительную гибкость в поведении этих микроорганизмов. Результаты опубликовали в журнале Nature.
В лаборатории колонии разделили на отдельные клетки и стали наблюдать за ними через микроскоп. Выяснилось, что одиночные клетки не только делились, но и быстро находили друг друга, склеиваясь в новые группы. Процесс объединения занимал считаные минуты, а уже через 24 часа хаотичные комки клеток превращались в упорядоченные слои, неотличимые от тех, что выросли естественным путем.
Эксперименты показали, что выбор стратегии зависит от окружающей среды. В прибрежных лужах из-за испарения постоянно меняется соленость воды. Ученые выяснили, что при нормальной солености C. flexa может использовать оба метода. Но когда вода высыхала и уровень соли превышал 73 промилле, многоклеточные листы распадались на отдельные клетки-цисты. Они покрывались защитной оболочкой и впадали в спячку, чтобы пережить засуху.
Как только воду снова добавляли, цисты просыпались и начинали восстанавливать колонию. При этом они применяли комбинированный подход: одновременно делились и слипались с соседями.
Плотность населения в луже тоже играла роль. При низкой концентрации организмов (около 100 клеток на миллилитр) преобладало деление. Но когда плотность достигала 100 000 клеток на миллилитр, хоанофлагелляты переключались на агрегацию. Ученые также заметили, что разные штаммы организмов умеют распознавать своих: в экспериментах клетки предпочитали объединяться с родственниками, игнорируя чужаков.
Такая двойная стратегия дает C. flexa эволюционное преимущество. Клональный рост надежен, но медленен, тогда как агрегация позволяет мгновенно собрать крупный организм, который эффективнее охотится на бактерии. В условиях, где лужа может высохнуть за несколько дней, скорость восстановления критически важна для выживания вида.
Исследование показало, что граница между двумя путями развития жизни не так строга, как считалось ранее. Ближайшие родственники животных способны переключаться между клонированием и объединением в зависимости от условий.
Теперь предстоит выяснить, у кого еще есть такая способность, а также понять, умели ли древние предки животных тоже собираться в группы, прежде чем окончательно выбрали путь деления одной клетки.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Энтомологи сравнили устойчивость коммерческих и диких гибридных медоносных пчел к главному паразиту ульев — клещу варроа. Полевые и лабораторные тесты показали, что гибриды заражаются в пять раз реже, поскольку их личинки не нравятся паразитам. Пчела-гибрид выживает без регулярных химических обработок и, что важно для пчеловодов, сохраняет миролюбивый характер.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии