Биологи нашли на карибском острове Кюрасао одноклеточный организм, освоивший переход к многоклеточности 3 различными способами

Международная команда биологов под руководством Тибо Брюне опубликовала 25 февраля в журнале Nature результаты полевых и лабораторных экспериментов, показывающих, что одноклеточный организм способен становиться многоклеточным тремя различными способами, в том числе — комбинируя их в рамках одного жизненного цикла. Объектом исследования стал хоанофлагеллят Choanoeca flexa — ближайший из известных одноклеточных родственников животных.

До сих пор считалось, что переход к многоклеточности происходит одним из двух взаимоисключающих путей: либо клонально — когда генетически идентичные клетки остаются соединёнными после деления, — либо агрегативно — когда генетически различные клетки объединяются в единую структуру. Авторы работы оспаривают этот тезис.

Полевые наблюдения проводились в 150 приливных лужах в национальном парке Шете-Бока на карибском острове Кюрасао — месте первоначального обнаружения C. flexa. В ходе экспедиций исследователи зафиксировали три сценария: чисто клональное образование многоклеточных пластов, чисто агрегативное и смешанный вариант, при котором оба механизма действуют одновременно. При этом агрегативные пласты оказались морфологически, функционально и поведенчески неотличимы от клональных.

Ключевым регулятором, определяющим, каким путём пойдёт организм, оказалась солёность воды. Многоклеточные пласты обнаруживались только в лужах с солёностью не выше 73 промилле. При превышении этого порога пласты распадаются, а клетки переходят в форму устойчивых одноклеточных цист. При повторном обводнении луж цисты «пробуждаются» и восстанавливают многоклеточную форму, используя оба механизма — и деление, и агрегацию.

Авторы экспериментально показали, что C. flexa способна становиться многоклеточной с применением как клональных, так и агрегативных механизмов, и может сочетать оба в рамках одного жизненного цикла. Ранее подобная гибкость считалась несовместимой с биологией организмов, близких к животным: животная многоклеточность строго клональна.

Данное исследование ставит под сомнение представление о том, что два пути перехода к многоклеточности почти всегда взаимно исключают друг друга. По мнению авторов, смешанный клонально-агрегативный режим может быть распространён шире, чем предполагалось, в том числе у организмов, эволюционно далёких от животных. Результаты меняют понимание условий, при которых многоклеточность могла возникать в ходе эволюции жизни на Земле.

Источник: phys.org