Nature описав ключові виклики еволюційного переходу до багатоклітинності
Nature розглянув ключові еволюційні виклики переходу від одноклітинних форм життя до багатоклітинних організмів.
Журнал Nature опублікував матеріал про ключові виклики, які організми мають долати під час еволюційного переходу від одноклітинного до багатоклітинного існування. У статті розглянуто різноманітні шляхи виникнення багатоклітинності та механізми, що допомагають групам клітин перетворюватися на цілісний організм.
Різні шляхи до багатоклітинності
Найповніший філогенетичний аналіз еукаріотичної багатоклітинності, наведений серед джерел матеріалу, каталогізує 45 незалежних випадків її виникнення та шість структурних типів. Багатоклітинні форми з’являлися в різних групах організмів, зокрема серед еукаріотів, бактерій і архей.
Серед прикладів — дослідження археї Haloferax volcanii, у якої механічне стиснення запускає клональний розвиток тканиноподібної багатоклітинної структури. Інші роботи описують біоплівки, нитчасті форми та плодові тіла бактерій як різні рішення для клітинної кооперації.
Від клітинних груп до нового рівня організації
Одним із центральних питань переходу є формування стійких зв’язків між клітинами, координація їхньої поведінки та поява спадкових властивостей на рівні клітинної групи. У матеріалі згадано дослідження, які пов’язують еволюцію багатоклітинності з добором заради захисту, отримання та виробництва ресурсів, а також поширення.
Експерименти з дріжджами, зеленими водоростями та бактеріями показували, що багатоклітинні ознаки можуть виникати в лабораторних умовах. Частина робіт вивчала, як хижацтво, осідання клітин, використання спільних ресурсів і механічне пакування клітин впливають на такі зміни.
Диференціація та співпраця клітин
Наступним складним етапом є поділ функцій між клітинами. Дослідження близьких одноклітинних родичів тварин описують формування поляризованих клітинних шарів, колоній із просторовою організацією та різними типами клітин. Окремі роботи розглядають, як реакції на стрес могли бути залучені до появи спеціалізованих клітинних типів.
Матеріал також звертається до проблеми еволюційної індивідуальності: для багатоклітинного організму важливо, щоб ріст, розмноження та спадковість поступово діяли не лише на рівні окремих клітин, а й на рівні їхньої спільноти.
