W eksperymentach amerykańskich naukowców drożdże piekarskie potrzebowały zaledwie 60 dni, aby zacząć żyć w społecznościach, w których wszyscy członkowie grupy są zjednoczeni wspólnym dobrem i są gotowi poświęcić się dla wspólnych interesów.
Uważa się, że fundamentalne zmiany ewolucyjne, takie jak przejście od jednokomórkowej do wielokomórkowej, trwało niewiarygodnie długo - miliony (jeśli nie miliardy) lat. Ewolucja naprawdę nie lubi pośpiechu, a im bardziej globalne zmiany, tym dłużej trwa przygotowanie do nich.
Jednak teraz są powody, by wątpić w taką powolną przemyślność ewolucji - przynajmniej w odniesieniu do pojawienia się wielokomórkowości. W eksperymentach naukowców z University of Minnesota (USA) organizmy jednokomórkowe przekształciły się w organizmy wielokomórkowe w ciągu zaledwie kilku miesięcy.
Jako obiekt modelowy przyjęto zwykłe drożdże piekarskie. Te jednokomórkowe grzyby rozmnażają się przez pączkowanie: kiedy komórka macierzysta osiąga określony rozmiar, mniejsza córka pączkuje z niej i płynie swobodnie. Według naukowców głównym problemem nie było nawet zaplanowanie eksperymentu polegającego na przekształceniu jednokomórkowych drożdży w wielokomórkowe drożdże, ale przynajmniej mentalne założenie, że proces ten można przeprowadzić w dającej się przewidzieć przyszłości. Powszechnie przyjmuje się, że wielokomórkowość pojawiła się w historii życia na Ziemi co najmniej 25 razy, ale okoliczności jej powstania są przed nami ukryte. Możemy tylko zgadywać, jakie warunki spowodowały, że poszczególne komórki szukały u siebie pomocy.
William Ratcliffe i jego koledzy jako siłę napędową wybrali pole grawitacyjne. Postawili hipotezę, że grawitacja jest czynnikiem sprzyjającym pojawieniu się organizmów wielokomórkowych. Jest oczywiste, że kompleksy komórek, które unosiły się w prehistorycznym oceanie, osiadały na dnie szybciej niż pojedyncze komórki. Drożdże mogą też przyklejać się do siebie, tworząc duże skupiska, aw eksperymencie największe skupiska osiadały na dnie szybciej niż ich mniejsi „kuzyni”, nie mówiąc o pojedynczych komórkach. Raz po raz naukowcy wybierali klastry, które osiadły na dnie w pierwszej kolejności, hodowali je ponownie i ponownie wybierali największe próbki.
Oczywiście zwykła kępka sklejonych ze sobą komórek nie jest jeszcze organizmem wielokomórkowym. Ale tutaj naukowcy byli w stanie wykazać, że skupiska drożdży, z którymi pracowali, składały się z komórek pokrewnych genetycznie, to znaczy wszyscy członkowie grupy byli potomkami tego samego rodzica. Drożdże rozmnażały się, ale komórki potomne pozostały przylegające do komórek rodzicielskich. Co ważniejsze, skupiska komórek w eksperymentach zaczęły zachowywać się jak pojedyncze organizmy. Mieli fazę młodzieńczą, podczas której dorastali, i fazę dorosłą, kiedy skupisko mnożyło się, dzieląc na większe i mniejsze części. To było jak pączkowanie małej komórki potomnej rodzica, tylko tutaj wszystko działo się na poziomie całej gromady. W tym przypadku niektóre komórki poświęciły się: umarły, aby pozwolić dzieciom i rodzicom na rozproszenie się. Oznacza to, że komórki okazały się nie tylko zgromadzeniem, na którym każdy był dla siebie, ale wspólnotą, której członkowie współpracowali dla wspólnego dobra. Martwe komórki przyniosły korzyści całej gromadzie, którą trzeba było podzielić, aby żyć pomyślnie. Umierając, umożliwiły całej społeczności przetrwanie i stworzenie większej liczby potomków.
Najciekawsze jest to, że eksperyment trwał 60 dni. Zdaniem naukowców, skończyło się na pojedynczych skupiskach komórek drożdży, które żyły i umierały jako całość. Wszystko razem wskazywało, że podczas eksperymentu drożdżom udało się znaleźć drogę do wielokomórkowości.
Do tej pory naukowcy wskazywali, że organizmy wielokomórkowe mogą mieć inne zalety niż organizmy jednokomórkowe. Jednak bardzo, bardzo niewiele badań wskazuje na bezpośrednie „złożenie” organizmu wielokomórkowego, tak jak mogło to nastąpić miliardy lat temu. Naukowcy przygotowują się do opublikowania swoich wyników w czasopiśmie PNAS.
Film promocyjny:
Po przeczytaniu tego wszystkiego trzeba pomyśleć: to niewiarygodne, że organizmy wielokomórkowe pojawiły się tylko kilka razy w trakcie ewolucji. Rzeczywiście, ponieważ nie zajmowało to dużo czasu, takich prób mogło być niezmiernie więcej. W przyszłości autorzy zamierzają powtórzyć swoje eksperymenty na innych współczesnych organizmach wielokomórkowych. Faktem jest, że obecne drożdże pochodzą od wielokomórkowych przodków i jakaś pamięć o tym może pozostać z nimi. Dlatego naukowcy chcą zmusić inne organizmy do wielokomórkowości, takie jak glony Chlamydomonas, które nie miały wielokomórkowej przeszłości.