Az egyik legnagyobb rejtvény a tudományban az egysejtű organizmusok evolúciója hihetetlenül sokféle növény- és állatvilágba, amelyet ma látunk. Hogyan változtatta meg a Föld az eredetileg élettelen sziklagömbről az egysejtű szervezetek által lakott helyre a bonyolultabb életű világba?
Mint a tudósok megértették, az egysejtű organizmusok először több mint 500 millió évvel ezelőtt bonyolultabb formákká váltak, amikor többsejtű klaszterek kialakulásához kezdtek. Nem értik, hogy az a folyamat hogyan történt. Most azonban a biológusok egy újabb lépéssel közelebb kerülnek a rejtvény kitalálásához, mivel ezt a kulcslépést sikeresen megismételik - a kenyér és a sör készítésében általánosan használt összetevő felhasználásával - a közönséges Brewer élesztőjét (Saccharomyces cerevisiae). Miközben elősegíti az evolúciós rejtvények megoldását itt a Földön, kiterjesztésével ugyanakkor a más bolygók vagy holdok biológiai evolúciójának kérdésére is vonatkozik.
Az eredményeket a múlt heti kiadványban tették közzé A Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratcikkei (PNAS).
Az élesztők a gombák mikroszkopikus formája; egysejtűek, de többsejtűvé válhatnak összekapcsolt, kezdő cellákból álló húr létrehozásával, mint az öntőformákban. A kísérletek ezen a tényen alapultak, és meglepően egyszerűek voltak, ezeket még soha nem végeztek el - mondta Will Ratcliff, a Minnesota Egyetem (UMN) tudósa és a cikk társszerzője. "Nem hiszem, hogy bárki is próbálta volna korábban" - mondta. - Hozzátette: "Nem sok tudós végez kísérleti evolúciót, és megpróbálnak válaszolni az evolúcióval kapcsolatos kérdésekre, nem pedig újra létrehozni őket."
Sam Scheiner, az NSF Környezeti Biológiai Osztályának programigazgatója hozzáteszi: „Annak megértéséhez, hogy miért tele van a világ növényekkel és állatokkal, beleértve az embereket is, tudnunk kell, hogy az egysejtű szervezetek hogyan váltották át a csoportos életmódot, mivel többsejtű organizmusok. Ez a tanulmány az első, amely kísérletileg megfigyelte ezt az átmenetet, áttekintve egy eseményt, amely több száz millió évvel ezelőtt történt. ”
Úgy gondolják, hogy a többsejtű komplexitás felé vezető lépés nehéz lépés, egy evolúciós akadály, amelyet nagyon nehéz legyőzni. Az új kutatás azonban azt sugallja, hogy talán nem olyan nehéz.
Az első kísérlet csak 60 napot vett igénybe, hogy eredményeket kapjon. Az élesztőt először tápanyagban gazdag tenyészethez adták, majd a sejteket hagyták egy napig növekedni. Ezután centrifugával súly szerint rétegezzük. Élesztősejtek csoportjai landoltak a kémcsövek aljára. A folyamatot ezután megismételjük, a sejtklasztereket elválasztva és új tenyészetekhez adva. Ennek hatvan ciklusa után a sejtcsoportok gömb alakú hópelyheknek tűntek, amelyek több száz cellából álltak.
A legjelentősebb megállapítás az volt, hogy a sejtek nemcsak véletlenszerűen csoportosultak és ragaszkodtak egymáshoz; a klaszterek olyan sejtekből álltak, amelyek genetikailag rokonok voltak és a sejtosztódás után kapcsolódtak maradtak. Amikor a klaszterek elérték a „kritikus tömeget”, egyes sejtek elpusztultak, ezt apoptózisnak nevezik, amely lehetővé teszi az utódok szétválasztását.
Ez egyszerűen fogalmazva, ez a folyamat a többsejtes élet felé. Ratcliff leírása szerint „önmagában a klaszter nem többcellás. De amikor egy klaszter sejtjei együttműködnek, áldozatokat hoznak a közjó érdekében, és alkalmazkodnak a változásokhoz, ez egy evolúciós átmenet a többsejtűségbe. "
Tehát legközelebb, amikor kenyeret süt vagy sört főz, fontolja meg azt a tényt, hogy ezeknek az alacsony élesztősejteknek sokkal nagyobb jelentősége van, mint csupán a konyhában hasznos szerepenek - ők segítenek megoldani az élet legnagyobb rejtélyeit is elindult, itt és talán másutt is.
