Laboratorijoje mielės evoliucionavo ir tapo daugialąstėmis

 (202)
Vos per kelias savaites vienaląstės mielės išsivystė į daugialąstį organizmą, kuriame ląstelės dalijasi darbais. Šis atradimas suteikia pagrindo manyti, kad evoliucinis šuolis link daugialąsčių organizmų galėjo būti stebėtinai lengvas, rašo newscientist.com.
Alaus mielės
© Corbis

Daugialąsčiai organizmai buvo išsivystę bent 20 kartų iki gyvybės atsiradimo, o paskutinysis kartas buvo prieš maždaug 200 mln. metų, tačiau tiksli įvykius seka nėra žinoma. Norint įsigilinti į procesus, Minesotos universiteto (JAV) mokslininkas Williamas Ratcliffas su kolegomis nusprendė paskatinti gerai ištirti vienaląsčio organizmo – alaus mielių – vystymąsi į daugialąstį.

Eksperimento eiga buvo ganėtinai paprasta: mielės buvo auginamos skystoje terpėje ir kartą per dieną švelniai centrifuguojamos, o į naują indą persėjamos tik kiekvieno mėgintuvėlio dugne nusėdusios mielės. Lygiai kaip stambesnės smėlio smiltys nusėda greičiau nei smulkesnis dumblas, ląstelių grupės nusėda greičiau už pavienes, todėl mokslininkai taip vykdė į grupeles susiklijavusių mielių ląstelių atranką.

Praėjus 60 dienų – per tą laiką pasikeitė apie 350 mielių kartų – visose iš dešimties kultūrų linijų susidarė „snaigės“ formos struktūros. Svarbu tai, kad snaigės susidarė ne iš nesusijusių ląstelių, sušokusių į vieną vietą, o iš ląstelių, kurios liko susijungusios po dalijimosi, taigi, visos ląstelės snaigėje genetiniu požiūriu buvo identiškos giminaitės. Toks vienodumas sudaro sąlygas pavienėms ląstelėms veikti visos snaigės labui.

„Pagrindinis raidos į daugialąsčius organizmus žingsnis yra selekcijos lygmens pokytis nuo vienaląsčių iki grupių. Taip nutikus galima manyti, kad grupelės yra daugialąsčiai organizmai“, - sakė W. Ratcliffas.

Kai kuriais atžvilgiais snaigės elgiasi kaip daugialąsčiai organizmai. Jos auga dalijantis ląstelėms, o pasiekus tam tikrą dydį dalis snaigės atitrūksta ir susiformuoja dukterinis organizmas. Šis „gyvybės ciklas“ labai panašus į daugelio daugialąsčių gyvūnų augimo ir išsivystymo etapus.

Selektyviai išauginus dar kelis šimtus kartų snaigėse pastebėtas minimalus darbo pasidalinimas. Snaigėms pasiekus „suaugusio organizmo“ dydį kai kurioms ląstelėms vykdavo užprogramuota ląstelinė mirtis, todėl susidarydavo silpni taškai, ties kuriais galėdavo atitrūkti dukterinės ląstelės. Tokiu būdu snaigės galėdavo susilaukti daugiau palikuonių žymiai nesumažinant motininės snaigės ir taip užtikrinant, kad centrifuguojant ji nusileis iki mėgintuvėlio dugno bei išliks po persėjimo.

Snaiges veikiant skirtingais evoliuciją skatinančiais streso veiksniais jose išsivystė skirtingi ląstelių mirtingumo lygiai. Kadangi pavienėms ląstelėms mirtis nėra naudinga, akivaizdu, kad ląstelės tarpusavy bendradarbiavo viso organizmo labui. Tai yra esminis požymis, kad mielės išsivystė į vientisą daugialąstį organizmą, skelbiama leidinyje „Society for the Study of Evolution“.

Dauguma kitų su šiuo darbu susipažinusių mokslininkų buvo nusiteikę entuziastingai, tačiau būta ir skeptikų, tvirtinusių, kad daugelis mielių atmainų natūraliai sudaro kolonijas, o jų protėviai prieš dešimtis ar šimtus milijonų metų buvo daugialąsčiai. Todėl įmanoma, kad ląstelėse galėjo išlikti tam tikri ląstelinės adhezijos ir užprogramuotos mirties mechanizmai, turėję įtakos W. Ratcliffo eksperimento sėkmei.

Dėl to W. Ratcliffas su kolegomis planuoja pakartoti eksperimentą, šį kartą vietoje mielių naudojant chlamidomonas – vienaląsčius dumblius, kurie neturi daugialąsčių protėvių. Taip pat bus tęsiamas mielių eksperimentas norint išsiaiškinti, ar jose išsivystys koks nors sudėtingesnis darbo pasidalinimas.

Parašykite savo nuomonę
arba diskutuokite anonimiškai čia
Skelbdami savo nuomonę, Jūs sutinkate su taisyklėmis
Rodyti diskusiją Rodyti diskusiją
 
Naujienų prenumerata

Mokslas

„Mokslo ekspresas“: molekulinių mašinų konstruktoriai (3)

Mėgdžiodami gamtą, Lietuvos mokslininkai pirmieji suformavo dirbtines ląstelių membranas, kurios gali būti naudojamos kaip jutikliai greitai nustatyti įvairių ligų sukėlėjus arba genetinius defektus. Sugebėjimas valdyti fermentų aktyvumą ir kitas molekulines struktūras leidžia sukurti itin efektyvius skalbiamuosius miltelius ir struktūras, padedančias vaistų molekulėms pasiekti taikinį organizme.

Pasaulyje prasidėjo mitingai už mokslą (1)

Australijoje ir Naujojoje Zelandijoje tūkstančiai žmonių šeštadienį reiškė paramą mokslui: tai buvo pirmieji iš daugiau kaip 500 visame pasaulyje suplanuotų mitingų, kuriuos išprovokavo susirūpinimas „alternatyvių faktų“ kilimu.

Įvyko žygis už mokslą: prieš acto garinimą, binto rūkymą ir kitas nesąmones (41)

Balandžio 22 d., Pasaulinę žemės dieną, pasaulio ir Lietuvos mokslininkai pakilo į Žygį už mokslą (angl. March for Science). Jo tikslas atkreipti į mokslo žinias, jų svarbą bei priminti, kad melaginga informacija dažnai yra interpretuojama kaip mokslo žinios, nors to galima išvengti.

16 metų vykdyto tyrimo išvada: paneigtas nutukimo paradoksas (41)

Aptukusiems ir nutukusiems suaugusiems žmonėms labiau negu tiems, kurių svoris laikomas normaliu, gali grėsti ankstyva mirtis, su neseniai atlikto tyrimo išvadomis mokslo naujienų portale livescience.com supažindina žurnalistė Rachael Rettner.

Mokslininkai kviečia eiti kartu už mokslą rytoj 14 val. (11)

Pasaulinę Žemės dieną – 2017 m. balandžio 22 d. – pasaulio ir Lietuvos mokslininkai kyla į Maršą už mokslą (angl. March for Science). Ši taiki akcija yra pirmasis globalaus judėjimo, skelbiančio gyvybiškai svarbią mokslo reikšmę mūsų sveikatai, saugumui, ekonomikai ir valdymui, žingsnis.