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 Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Ни один регион на Земле не обладает стопроцентной устойчивостью ко всем возможным глобальным катастрофическим рискам. Тем не менее существует место, имеющее максимальный запас прочности в такой ситуации, — и это Австралия.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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