«До сих пор биологи предположили, что это узкое место единственной клетки развилось много позже мультиклеточности как механизм, чтобы уменьшить конфликты интересов среди клеток, составляющих организм», говорит Рэтклифф. «Вместо этого Мы нашли, что это возникло в то же время, что и мультиклеточность. Это имеет большие последствия для того, как многоклеточная сложность могла бы возникнуть по своей природе, потому что она показывает, что эта ключевая черта, которая открывает дверь в развитие большей многоклеточной сложности, может развиться быстро».В статье, опубликованной сегодня в журнале Nature Communications, исследователи описали, как они произвели мультизаключенное напряжение, неоднократно выбирая и морские водоросли культивирования, которые осели на дно быстро заполненной жидкостью пробирки. После 73 раундов они обнаружили, что морские водоросли в одной из труб пошли многоклеточные.
Наблюдая новую форму, Рэтклифф и Трависано обнаружили, что она воспроизвела, активно разбившись, теряя подвижные единственные клетки, которые продолжают превращаться в новые многоклеточные группы. Они разработали математическую модель, которая объяснила репродуктивную выгоду этой одноклеточной стратегии по гипотетическим альтернативам, в которых группа произведет больший propagules. Модель предсказала, что воспроизводство от единственных клеток будет более успешным в конечном счете.
Даже при том, что единственные клетки, менее вероятно, выживут, чем больший propagules, этот недостаток больше, чем восполнен их чистым числом.В сотрудничестве с Мэтью Эрроном и Франком Розенцвейгом в Университете Монтаны, исследователи теперь работают, чтобы найти генетическое основание для мультиклеточности и экспериментально развить еще большую многоклеточную сложность.«Понимание происхождения биологической сложности является одной из самых сложных задач в науке», сказал Трависано. «В этом эксперименте мы переупорядочили один из первых шагов в происхождении мультиклеточности, показав, что два ключевых эволюционных шага могут произойти намного быстрее, чем ранее ожидаемый.
Ожидая, мы надеемся непосредственно исследовать происхождение сложности развития, или как подростки становятся взрослыми, используя многоклеточные организмы, которые мы развили в лаборатории».Несколько лет назад Travisano и Ratcliff сделали международные новости, когда они развили мультиклеточность в дрожжах.
Эта работа берет те результаты далее, начиная мультиклеточность в организме, который никогда не имел многоклеточного предка и предоставляет новую гипотезу для эволюционного происхождения узкого места единственной клетки в многоклеточных жизненных циклах.