Живущие на стенах пещер бактерии HS-3 образуют структуры из множества клеток разных типов, которые появляются на разных этапах существования колонии. Можно сказать, эти микробы находятся на первых ступеньках развития настоящей многоклеточности.
Развитие многоклеточности стало одним из ключевых событий в эволюции жизни на Земле. Оно привело к появлению сложных животных и растений с клетками, приспособленными для выполнения различных функций. Некоторые прокариоты также способны формировать примитивные структуры из множества клеток, хотя назвать их по-настоящему многоклеточными нельзя. Новые пещерные бактерии, которых обнаружили японские биологи, находятся где-то посередине, объединяя клетки разных типов. Об этом ученые рассказывают в статье, опубликованной в журнале eLife.
Кохэи Мизуно (Kouhei Mizuno) и его коллеги из Национального технологического института занимаются исследованиями экстремофилов — бактерий, живущих в самых неблагоприятных условиях. В частности, они изучили микробное население пещер острова Кюсю на юге Японии. Здесь они выделили бактерии HS-3, которые удалось вырастить в лаборатории. Наблюдая за процессом роста, исследователи заметили нечто крайне необычное для прокариот. «Я будто встретил инопланетную форму жизни из фантастического кино», — отметил Кохэи Мизуно.
Вместо того чтобы расходиться после деления, клетки HS-3 удерживались вместе, образуя очень длинные нити. Эти нити укладывались на поверхности питательной среды на манер жидких кристаллов, заполняя ее плотным слоем, переливающимся всеми цветами радуги. Спустя несколько дней этот слой утолщался, а его центральные части тускнели и заполнялись клетками палочковидной формы. При добавлении воды палочки быстро выбирались наружу, готовые дать начало новым бактериальным колониям.
В отличие от «многоклеточных» структур, которые образуют некоторые другие бактерии, HS-3 не просто содержит разные типы клеток. Эти клетки различаются по форме, появляются на разных этапах жизни колонии и по-разному реагируют на изменения окружающей среды (появление воды). Очевидно, это связано с необычными условиями жизни HS-3. Они обитают на стенах пещер, над водными потоками, а когда влага достигает колоний, те тут же выбрасывают клетки-палочки, которые распространяются с течением.
Заметим, что по-настоящему многоклеточными эти бактерии назвать нельзя. В отличие от клеток человека, многих других животных и растений, HS-3 способны выживать и размножаться и поодиночке, независимо друг от друга. Тем не менее такие микробы, находящиеся на примитивных ступеньках многоклеточности, позволяют лучше разобраться с тем, как она появилась и развивалась в далеком прошлом.