Одноклеточные могли стать многоклеточными за пару месяцев

Исследователи проводили эксперименты на пекарских дрожжах. Эти одноклеточные грибы размножаются почкованием: когда материнская клетка вырастает до определённого размера, более мелкая дочерняя отпочковывается от неё и отправляется в свободное плавание.

Принято считать, что многоклеточность возникала в истории жизни на Земле по меньшей мере 25 раз, но обстоятельства её появления от нас скрыты. Уильям Рэтклифф и его коллеги предположили, что фактором, который благоприятствовал появлению многоклеточных, была сила притяжения.

Клеточные комплексы, плававшие в доисторическом океане, оседали на дно быстрее, чем одиночные клетки. Дрожжи тоже могут слипаться друг с другом, образуя крупные кластеры, и в эксперименте самые крупные скопления оседали на дно быстрее, чем их более мелкие «собратья». Раз за разом исследователи отбирали кластеры, осевшие на дно в первую очередь, снова культивировали их и вновь отбирали самые крупные образцы.

Обычный комок слипшихся клеток — это ещё не многоклеточный организм, но кластеры дрожжей, с которыми работали ученые, состояли из генетически родственных клеток, то есть все члены группы были потомками одного родителя. Дрожжи размножались, но дочерние клетки оставались слипшимися с родительскими.

Более того, клеточные кластеры в экспериментах начинали вести себя как единые организмы. У них была ювенильная стадия, во время которой они росли, и взрослая, когда кластер размножался, делясь на бóльшую и меньшую части. Это было похоже на отпочкование маленькой дочерней клетки от родительской, но процесс происходил на уровне целого кластера. В этом случае некоторые клетки приносили себя в жертву: они погибали, чтобы позволить разойтись дочернему и родительскому кластерам.

Это значит, что клетки оказывались не просто сборищем, где каждый был сам за себя, а сообществом, члены которого сотрудничали во имя общего блага. Погибшие клетки приносили пользу целому кластеру, которому для успешной жизнедеятельности необходимо было разделиться. Умирая, они давали возможность всему сообществу выжить и создать больше потомков.

Эксперимент ученых занял всего 60 дней. По словам исследователей, в итоге они получили индивидуальные скопления дрожжевых клеток, которые жили и погибали как единое целое. Всё вместе указывало на то, что дрожжи в течение эксперимента смогли встать на путь к многоклеточности.

В дальнейшем авторы собираются повторить свои эксперименты на других современных многоклеточных. Дело в том, что нынешние дрожжи произошли от многоклеточных предков, и какая-то память об этом могла у них остаться. Поэтому учёные хотят принудить к многоклеточности другие организмы, вроде водорослей-хламидомонад, у которых не было многоклеточного прошлого, пишет National Science Foundation.

Результаты своего исследования ученые готовятся опубликовать в журнале PNAS.