Как еволюира животът?

Преди повече от 500 млн. години едноклетъчните организми на Земята са започнали да формират многоклетъчни клъстъри. От тях в течение на хилядолетия са се развили всички растения, животни и гъби, които днес познаваме.

Как точно се е случил скокът от единични клетки към първите многоклетъчни беше въпрос, който дълго време убягва на еволюционните биолози. Сега обаче учени от различни университети са успели с общи усилия да повторят в лабораторни условия тази ключова стъпка от еволюцията на живота.

За целта те използвали добре познатите дрожди - едноклетъчни организми, които служат за ферментацията на бирата и бухването на хляба.

В контролирани от биолозите условия дрождите успели да еволюират в многоклетъчни организми, които работят съвместно, възпроизвеждат се и се адаптират към промените в околната среда. Така в рамките на два месеца те се превърнали в "предшествениците" на живота на Земята такъв, какъвто го познаваме днес.

"Откритието, че разпределението на труда между клетките еволюира толкова бързо и многократно в клъстъри от едноклетъчни, е голяма изненада за нас", казва Джордж Гилкрист от американската Национална научна фондация (NSF), която спонсорира проучването.

"Първата стъпка към многоклетъчната сложност на организмите изглежда е по-лесна, отколкото се смяташе на теория", коменира Гилкрист.

Използвайки дрожди, подходяща хранителна среда и центрофуга, учените успели да проведат успешен експеримент в рамките на 60 дни, през които били отгледани 60 поколения дрожди. Те постепенно оформили клъстъри от стотици клетки, всеки от които наподобявал сферична снежинка.

Анализите показали, че клъстърите не били просто групи от случайно събрани клетки, а свързани клетки, които остават закачени в определен ред и след деленето си. Това е важен факт, тъй като той показва, че те са генетично подобни – факт, който насърчава сътрудничеството между отделните звена.

Когато клъстерите достигнели критична големина, част от клетките умирали в процес, наречен апоптоза (програмирана клетъчна смърт). Така всеки клъстър можел да създава потомство, което да се отделя от него в даден момент. Самото потомство се възпроизвеждало, когато достигнело размерите на родителите си.

Ключовият момент, който доказвал еволюцията на дрождите в примитивен многоклетъчен организъм, бил фактът, че част от клетките, които до момента били самостоятелни, започвали да жертват способността си за възпроизвеждане за общото благо и да се адаптират към променящата се среда.

Успехът на учените бе обсипан с похвали от еволюционните биолози от целия свят. Следващата стъпка на учените ще бъде да изследват ролята на многоклетъчните процеси в развитието на рака, процесите на остаряване и други критични области на биологията.