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“. XXI amžiaus vakcinos: vertybių perkainojimas

Kaip bakterijos priverčiamos bendradarbiauti su žmonėmis, kuriant visiškai saugias, į nosį purškiamas vakcinas nuo pneumokokinių infekcijų, ir kaip tikimasi iš esmės pagerinti lėtinės leukemijos gydymą, sukonstravus itin selektyvius bispecifinius antikūnus. Laidoje - apie inovacijas medicinoje, kurių bendraautoriai yra Lietuvos mokslininkai.

Kinijos mokslininkai pradėjo didžiulės dinozaurų fosilijų radimvietės kasinėjimo projektą

Penktadienį Kinijos mokslų akademijos suburta akademikų komanda pradėjo precdento šalyje neturintį dinozaurų fosilijų kasinėjimo projektą. Kaip skelbia vietos žiniasklaida, tai pirmasis toks kartas, kai tiek daug svarbių dinozaurų liekanų aptikta šiuolaikinėje urbanistinėje aplinkoje.

NASA zondo „Juno“ siunčiami duomenys glumina tyrėjus (18)

Aplink Jupiterį skriejantis NASA kosminis zondas pastebėjo didžiulių ciklonų prie šios dujinės milžinės ašigalių, o jo atsiųsti duomenys atskleidžia stulbinamų naujų detalių apie didžiausią Saulės sistemos planetą, ketvirtadienį pranešė mokslininkai.

Tutanchamono mirties ložė - naujame Kairo muziejuje (3)

Praėjusį antradienį egiptologai pervežė du didelius senovinius reliktus, kuriems daugiau nei 3 000 metų, iš senojo istorinio muziejaus į naująjį, kuris bus atidarytas 2018 m. Muziejaus direkcija tikisi, kad šie senovės reliktai pritrauks daug turistų.

Nuo vaizdo sunku atplėšti akis: eksperimentas, kurį gali išbandyti kiekvienas (10)

Žinomas eksperimentas su aliejumi ir vandeniu. Šios medžiagos niekada nesusimaišo, nes vanduo yra polinė, o aliejus nepolinė cheminė medžiaga. Aliejus stabdo vandens judėjimą ir šių medžiagų sąveika sukuria nuostabų vaizdą. Bet ar žinojote, jog prie šių dviejų medžiagų pridėjus šiek tiek alkoholio prasideda visai kitokie procesai, kurių negali paaiškinti net fizikai?