Viena no lieliskajām mīklām zinātnē ir vienšūnu organismu evolūcija neticami plašajā floras un faunas daudzveidībā, ko mēs šodien redzam. Kā Zeme pārcēlās no sākotnēji nedzīvās klinšu bumbas uz tādu, kurā dzīvoja tikai vienšūnas organismi, uz pasauli, kurā valda sarežģītāka dzīve?
Kā zinātnieki to saprot, vienšūnu organismi vispirms sāka attīstīties sarežģītākās formās pirms vairāk nekā 500 miljoniem gadu, kad sāka veidoties daudzšūnu kopas. Nav saprotams tikai tas, kā notika šis process. Bet tagad biologi ir vēl viens solis tuvāk, lai izdomātu šo mīklu, veiksmīgi atkārtojot šo galveno soli - izmantojot sastāvdaļu, kas kopīga maizes un alus pagatavošanā - parasto alus darītavas raugu (Saccharomyces cerevisiae). Palīdzot atrisināt evolūcijas mīklas šeit uz Zemes, tas arī paplašinoši ietekmē bioloģiskās evolūcijas jautājumu arī uz citām planētām vai pavadoņiem.
Rezultāti tika publicēti pagājušās nedēļas izdevumā Nacionālās zinātņu akadēmijas žurnālu raksti (PNAS).
Raugi ir mikroskopiska sēnīšu forma; tie ir vienšūnas, bet var kļūt daudzšūnas, veidojot savienotu budding šūnu virkni, piemēram, veidnēs. Eksperimenti tika balstīti uz šo faktu, un tie bija pārsteidzoši vienkārši, tāpēc, ka Minesotas Universitātes (UMN) zinātnieks un darba līdzautors Vils Raklifs sacīja Vils Klifs. "Es nedomāju, ka kāds to būtu agrāk izmēģinājis," viņš teica, piebilstot: "Nav daudz zinātnieku, kas veic eksperimentālu evolūciju, un viņi mēģina atbildēt uz jautājumiem par evolūciju, nevis to atjaunot."
Arī Seims Šeiners, NSF Vides bioloģijas nodaļas programmas direktors, piebilst: “Lai saprastu, kāpēc pasaule ir pilna ar augiem un dzīvniekiem, ieskaitot cilvēkus, mums jāzina, kā vienšūnas organismi pārvērta dzīvi grupai, jo daudzšūnu organismi. Šis pētījums ir pirmais, kas eksperimentāli novēro šo pāreju, sniedzot pārskatu par notikumu, kas notika pirms simtiem miljonu gadu. ”
Tiek uzskatīts, ka solis uz daudzšūnu sarežģītību bija grūts, evolūcijas šķērslis, kuru būs ļoti grūti pārvarēt. Jaunais pētījums tomēr liek domāt, ka galu galā tas nemaz nevar būt tik grūti.
Pirmais eksperiments bija vajadzīgs tikai 60 dienas, lai iegūtu rezultātus. Raugs vispirms tika pievienots barības vielām bagātā kultūrā, pēc tam šūnām ļāva augt vienu dienu. Pēc tam tos noslāņoja pēc svara, izmantojot centrifūgu. Rauga šūnu kopas nolaidās uz mēģenes dibena. Pēc tam procesu atkārtoja, paņemot šūnu kopas un atkārtoti pievienojot tām svaigas kultūras. Pēc sešdesmit šī cikla, šūnu kopas sāka izskatīties kā sfēriskas sniegpārslas, kas sastāv no simtiem šūnu.
Vissvarīgākais atklājums bija tas, ka šūnas ne tikai nejauši sagrupējās un salipās kopā; kopas sastāvēja no šūnām, kas bija ģenētiski saistītas viena ar otru un palika pievienotas pēc šūnu dalīšanas. Kad kopas sasniedza “kritisko masu”, dažas šūnas gāja bojā - process, kas pazīstams kā apoptoze, ļauj pēcnācējiem atdalīties.
Tad vienkārši sakot, tas ir process, kurā notiek daudzšūnu dzīve. Kā aprakstījis Ratklifs, “kopai vien nav daudzšūnu. Bet, kad kopas šūnas sadarbojas, upurējas vispārējā labuma labā un pielāgojas pārmaiņām, tā ir evolucionāra pāreja uz daudzšūnu. ”
Tāpēc, nākamreiz, kad cepsit maizi vai cepsit savu alu, ņemiet vērā faktu, ka šīm zemām mazajām rauga šūnām ir daudz lielāka nozīme nekā tikai noderīgai lomai jūsu virtuvē - tās palīdz arī atrisināt dažus no lielākajiem dzīves noslēpumiem. sākās gan šeit, gan varbūt citur.
