В търсене на „липсващото звено“ биолозите 20 000 пъти увеличиха размера на дрождите

В еволюционната биология има много липсващи звена, освен преходната фаза между маймуните и хората. Едно от най-важните звена за развитието на живота на Земята трябва да свързва едноклетъчните организми с многоклетъчните. Изследвайки този въпрос в дългосрочен експеримент, учените са отгледали много по-големи и по-устойчиви дрожди. Толкова големи, че се виждат с невъоръжено око и са сравними по здравина с дървесината. Това е постигнато чрез протичането на около 3000 поколения дрожди чрез насочена еволюция.

Биолози от Технологичния институт на Джорджия съобщиха за първите резултати от експеримент, който се надяват да продължи десетилетия наред. Целта на експеримента е да се създаде и развие едноклетъчен организъм в изцяло нова многоклетъчна форма на живот. Обикновено експериментите за насочена еволюция се провеждат с цел създаване на нови лекарства или решаване на други практически проблеми, но в този случай учените възнамеряват да запълнят празнините в нашето генеалогично дърво.

В първата фаза на експеримента MuLTEE изследователите са работили с дрожди, пише New Atlas. Микроорганизмите се отглеждали в инкубаторни шейкъри и всеки ден учените извършвали изкуствен подбор – колониите, които растели по-бързо и се развивали по-добре, преминавали в следващия кръг. След около 3000 поколения дрождите еволюирали до клъстери от над 500 000 клетки – над 20 000 пъти повече от първоначалния щам. Те станали видими с невъоръжено око, а здравината им била сравнима с тази на дървесината.

След като проучили резултата, учените установили, че отделните клетки на дрождите са се разтегнали, което е довело до намаляване на плътността на клетките във всеки клъстер и е намалило натиска, който те оказват една върху друга. Това е попречило на клъстерите да се напукат, както обикновено се случва при определена плътност, и им е позволило да станат по-големи.

Но според биолозите този механизъм сам по себе си не е достатъчен, за да предизвика такива значителни промени. Затова те са използвали сканиращ електронен микроскоп и са открили изцяло нов физически механизъм, който дава възможност на групи клетки да нарастват до много големи размери. Клонките на дрождите се преплитат като лоза и взаимно се подсилват.

„Открихме, че има напълно нов физически механизъм, който позволява на групите да растат до този много, много голям размер“, заяви Озан Боздаг, съвтор на изследването. „Клоните на дрождите се бяха заплели – клъстерните клетки развиха подобно на лоза поведение, увивайки се една около друга и укрепвайки цялата структура“.

Въпреки че получените дрожди все още не демонстрират много от биологичните свойства на истински многоклетъчните организми, необичайното им клетъчно заплитане изглежда е правилната стъпка в тази посока. Експериментът далеч не е завършен и учените се надяват да получат отговори на тези и други въпроси, свързани с еволюцията на едноклетъчните организми.