Vienas didžiausių mokslo galvosūkių buvo vienaląsčių organizmų evoliucija į nepaprastai didelę floros ir faunos įvairovę, kurią mes matome šiandien. Kaip Žemė perėjo nuo iš pradžių negyvo uolienos rutulio prie vieno, kuriame gyvena vienaląsčiai organizmai, į pasaulį, kuriame gyvena sudėtingesnė gyvybė?
Kaip suprato mokslininkai, vienaląsčiai organizmai daugiau nei prieš 500 milijonų metų pradėjo vystytis į sudėtingesnes formas, nes jie pradėjo formuoti daugialąstelines grupes. Nesuprantama tik tai, kaip įvyko šis procesas. Tačiau dabar biologai yra dar vienas žingsnis arčiau šio galvosūkio, sėkmingai pakartodami šį pagrindinį žingsnį - naudodami ingredientą, gaminant duoną ir alų - paprastas alaus darytojo mieles (Saccharomyces cerevisiae). Padėdamas išspręsti evoliucijos mįsles čia, Žemėje, ji taip pat išplečia biologinės evoliucijos klausimą kitose planetose ar mėnuliuose.
Rezultatai buvo paskelbti praėjusios savaitės numeryje Nacionalinės mokslų akademijos žurnalas (PNAS).
Mielės yra mikroskopinė grybų forma; jie yra vienaląsčiai, bet gali tapti daugia ląsteliais, susiformavę sujungtų pumpurų ląstelių eilute, pavyzdžiui, formose. Pasak Minesotos universiteto (UMN) mokslininko ir straipsnio bendraautorio Willo Ratcliffo, eksperimentai buvo pagrįsti šiuo faktu ir buvo stebėtinai paprasti. Jie tiesiog nebuvo atlikti anksčiau. „Nemanau, kad kas nors anksčiau to būtų bandęs“, - sakė jis ir pridūrė: „Nedaug mokslininkų daro eksperimentinę evoliuciją ir jie bando atsakyti į klausimus apie evoliuciją, o ne atkurti iš naujo“.
Sam Scheineris, NSF Aplinkos biologijos skyriaus programų direktorius, taip pat priduria: „Norėdami suprasti, kodėl pasaulyje pilna augalų ir gyvūnų, įskaitant žmones, turime žinoti, kaip vienaląsčiai organizmai perėjo į gyvenimą kaip grupę, nes daugialąsteliniai organizmai. Šis tyrimas yra pirmasis, kuris eksperimentiškai stebėjo tą perėjimą, apžvelgdamas įvykį, kuris įvyko prieš šimtus milijonų metų. “
Buvo manoma, kad žingsnis link ląstelių kompleksiškumo buvo sunkus, evoliucijos kliūtis, kurią bus labai sunku įveikti. Nauji tyrimai vis dėlto rodo, kad tai gali būti ne taip jau sunku.
Pirmasis eksperimentas užtruko tik 60 dienų, kad būtų gauti rezultatai. Mielės pirmiausia buvo dedamos į kultūrą, kurioje gausu maistinių medžiagų, tada ląstelėms buvo leista augti vieną dieną. Tada jie buvo stratifikuoti pagal svorį, naudojant centrifugą. Mielių ląstelių sankaupos nusileido ant mėgintuvėlių dugno. Po to procesas buvo pakartotas, paimant ląstelių grupes ir vėl jas įdėjus į šviežias kultūras. Po šešiasdešimt šio ciklo ląstelių sankaupos pradėjo atrodyti kaip sferinės snaigės, sudarytos iš šimtų ląstelių.
Svarbiausia išvada buvo ta, kad ląstelės buvo ne tik susikaupusios ir prilipusios atsitiktinai; klasteriai buvo sudaryti iš ląstelių, kurios buvo genetiškai susijusios viena su kita ir liko sujungtos po ląstelių dalijimosi. Kai klasteriai pasiekė „kritinę masę“, kai kurios ląstelės mirė - tai procesas, žinomas kaip apoptozė ir leidžia palikuonims atsiriboti.
Tuomet, paprasčiau tariant, tai procesas, susijęs su kelių ląstelių gyvenimu. Kaip aprašė Ratcliffas, „vien klasteris nėra daugialąstelinis. Bet kai klasterio ląstelės bendradarbiauja, aukojasi bendrojo gėrio labui ir prisitaiko prie pokyčių, tai evoliucinis perėjimas prie daugialypės ląstelės. “
Taigi, kai kitą kartą kepsite duoną ar kepsite savo alų, pagalvokite apie tai, kad tos mažos mielių ląstelės užima daug svarbesnę vietą nei tik naudingas vaidmuo jūsų virtuvėje - jos taip pat padeda išspręsti keletą didžiausių gyvenimo paslapčių. prasidėjo tiek čia, tiek galbūt kitur.
