152

Исследователи наблюдали эволюцию одноклеточных водорослей в режиме реального времени

Как одноклеточная жизнь эволюционирует в многоклеточную? Команда исследователей под руководством профессора Лутца Бекса из Лимнологического института Констанцского университета (Германия) сделала важный шаг к объяснению этого сложного процесса. Учёные смогли продемонстрировать, как одноклеточная водоросль Chlamydomonas reinhardtii всего за 500 поколений развивает мутации, обеспечивающие первый шаг к многоклеточной жизни. Это экспериментально подтвердило теорию о происхождении многоклеточной жизни. Она гласит, что эволюция групп клеток и последующие шаги к многоклеточности могут происходить только когда группы клеток лучше размножаются и имеют больше шансов выжить, чем отдельные клетки. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications 9 июля.

Исследователи наблюдали эволюцию одноклеточных водорослей в режиме реального времени Перевод, Биология, Микробиология, Эволюция, Водоросли, Длиннопост

Эксперимент основан на теории, согласно которой многоклеточные организмы появились из одноклеточных. На первом этапе образуются колонии одинаковых дочерних клеток, не разбегающихся после деления. Важным, но пока не подтверждённым условием этой теории является то, что сначала появляются колонии с более высокой вероятностью выживания, чем у одиночных клеток. На втором этапе колонии продолжают развитие, чтобы нарастить темпы размножения. Только после этого могут последовать дальнейшие шаги в направлении специализации соматических и зародышевых клеток. Профессор гидроэкологии и эволюции Бекс совместно со своей командой экспериментально проверили условия, вызывающие переход от одноклеточности к образованию колоний.


Слишком большие для хищников


Для формирования подходящих условий развития колоний с высокой вероятностью выживания и одновременно высокой скоростью размножения команда создала давление отбора, добавив в среду с клетками водорослей хищника — многоклеточную коловратку. Отдельная клетка водоросли не защищена от хищника. Поэтому мутации, заставляющие клетки расти колониями и оставаться вместе после деления, увеличивают вероятность выживания. Хищники больше не могут или, по крайней мере, не так легко поедают колонии.


Водоросли Chlamydomonas reinhardtii принадлежат к группе водорослей, у которых можно обнаружить различные стадии эволюционной многоклеточности, происходящие от одноклеточного предка. В ходе исследования авторы подготовили условия для наблюдения за эволюцией колоний в режиме реального времени. Всего учёные вырастили десять различных клеточных линий водоросли. К некоторым добавлялся хищник, к некоторым нет, при этом все остальные условия эксперимента были одинаковыми.


Клеточная специализация видна на геномном уровне


Более пристальный взгляд на эволюционировавшие свойства клеток спустя 500 поколений показал, что колонии чаще появлялись в среде с хищниками и размножались быстрее, чем колонии, растущие без хищников. Бекс сказал, что распределение «типов колоний, которые выживают, и тех, которые быстро размножаются, точно соответствует проверенной нами теории. Мы не только показали, что они существуют, но и что они неоднократно эволюционируют при определенных условиях».


Это не только подтвердило основную теорию, но и доказало, что этот эволюционный шаг произошёл очень быстро. Для развития необходимых 500 поколений требуется всего около полугода. Учёных также удивило, что эволюционировавшие адаптации клеток были воспроизводимы на уровне генома. «На самом деле мы ожидали, что образование колоний можно достичь при помощи различных механизмов в клетках водорослей, и поэтому мы обнаружили бы различные мутации. На самом деле, мы наблюдаем очень высокий уровень повторяемости. Это говорит о том, что давление отбора оказало очень целенаправленное воздействие», - говорит Бекс.


***

Источник — Evolution in real time

Перевод подготовили Екатерина Хананова и Антон Меньшенин.

Дубликаты не найдены

Наука | Научпоп

6K постов68.2K подписчиков

Добавить пост

Правила сообщества

ВНИМАНИЕ! В связи с новой волной пандемии и шумом вокруг вакцинации агрессивные антивакцинаторы банятся без предупреждения, а их особенно мракобесные комментарии — скрываются.

Основные условия публикации

- Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

- Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

- Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

- Видеоматериалы должны иметь описание.

- Названия должны отражать суть исследования.

- Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.


Не принимаются к публикации

- Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.

- Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

- Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.


Наказывается баном

- Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

- Попытки использовать сообщество для рекламы.

- Фальсификация фактов.

- Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

- Троллинг, флейм.

- Нарушение правил сайта в целом.


Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество пикабу.

Подробнее
Лучшие посты за сегодня
6286

Программист, обнародовавший видеоархив пыток заключенных, объявлен в розыск

Программист, обнародовавший видеоархив пыток заключенных, объявлен в розыск ФСИН, МВД, Повтор, Новости, Негатив, Политика
Программист, обнародовавший видеоархив пыток заключенных, объявлен в розыск ФСИН, МВД, Повтор, Новости, Негатив, Политика

Показать полностью 2
6276

Шок

6263

Сотворение деда

Сотворение деда
5741

Современные проблемы требуют современных решений

Современные проблемы требуют современных решений
5498

Про зарплаты и инфляции

5013

Рейс Тель Авив - Верона

Рейс Тель Авив - Верона Евреи, Италия, Самолет
Показать полностью 1
4951

Зачем наказывать виновных, когда можно обвинить того, кто виновен в огласке?

Зачем наказывать виновных, когда можно обвинить того, кто виновен в огласке? Комментарии, Комментарии на Пикабу, Негатив
4759

Дискриминация

Дискриминация
4593

Москва унылая

4287

Когда тебе уже за 40, но все равно в душе ещё ребёнок

4068

Пёс из приюта

Пёс из приюта Скриншот, Twitter, Собака, Приют для животных, Длиннопост
Показать полностью 1
3954

Вопрос

3879

Мечта хозяйки

Мечта хозяйки
3630

Передавший видео пыток в российских тюрьмах белорус объявлен в розыск

3622

Прозвище. Когда немного темнеет...

3538

Свой бизнес- всё..?

3259

Плюсы большого роста

Плюсы большого роста
3254

Совсем уже обнаглели

Совсем уже обнаглели
3069

Ответ на пост «Милонов vs азербайджанская диаспора» 

3037

Интересно, долго дрессировали...

Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: