Исследователи Морской биологической лаборатории Университета Чикаго проливают новый свет на происхождение многоклеточной жизни, сосредоточившись на физике питания одноклеточного организма — инфузории-трубача (Stentor). Результаты, опубликованные в журнале Nature Physics, показали, что движущей силой эволюции многоклеточности могла стать кооперативная организация клеток.
«Почему организмы, которые сначала были отдельными, начали объединяться? Мы задались вопросом, какую роль в этом могут играть физические силы», — говорит Джон Костелло, руководитель исследования.
Инфузория-трубач — это одноклеточный организм, обитающий в прудах и озерах, длиной до 2 мм. Ученые заметили, что когда стенторы попадают в чашку с водой, то быстро формируют динамическую колонию, их крепкие основания соприкасаются, создавая мощные водные вихри для затягивания пищи (эти микроорганизмы питаются бактериями).
Исследование показало, что две инфузории, расположившись по-соседству, способны удвоить объем воды, втягиваемой рот каждой, создавая более сильные вихри. Однако больше выгоды от такой кооперации получают более слабые стенторы. Интересно, что в таких колониях инфузории постоянно меняются партнерами, что позволяет всей колонии получать ресурсы с некоторой справедливостью.
Несмотря на такие выгоды от сотрудничества, колонии временны. Если пищи много, инфузории-трубачи более слонны объединяться. Если же питательные вещества в дефиците, — колония распадается и каждый за себя.
Эти наблюдения позволяют предположить, как кооперативное поведение могло стимулировать появление многоклеточной жизни на Земле: многоклеточность могла развиваться из временных кооперативных образований, таких как колонии стенторов, до более стабильных форм жизни.
Первые многоклеточные появились в суровых условиях замерзающей Земли: теперь понятно — как
Прочитан геном патагонских «живых камней», существующих миллиарды лет
Раскрыт секрет появления многоклеточности: микробы кооперируются через спецсигналы