Naukowcy odkryli tajemnicę przejścia życia z jednokomórkowego w wielokomórkowe

Naukowcy z Marine Biological Laboratory przedstawili nową teorię dotyczącą ewolucji organizmów jednokomórkowych w wielokomórkowe. Badacze obserwowali jednokomórkowy organizm zwany trębaczem, który wykazuje fascynujące zachowania kooperacyjne pomagające mu w zdobywaniu pożywienia. Wyniki badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Nature Physics.

Trębacz to duży jednokomórkowy organizm żyjący w słodkich wodach. W swoim naturalnym środowisku przyczepia się do różnych powierzchni i wytwarza wir wodny, który pomaga mu w zdobywaniu pożywienia. Naukowcy zaobserwowali, że w warunkach laboratoryjnych trębacze mogą tworzyć tymczasowe kolonie. W takich koloniach organizmy nie łączą się w jeden organizm, ale stykają się podstawami ciała, tworząc luźne zgrupowanie.

Badania wykazały, że taka współpraca przynosi wymierne korzyści. Dwa współpracujące trębacze mogą podwoić przepływ wody, co pozwala im pobierać więcej pożywienia i chwytać nawet szybko przemieszczające się bakterie. Interesujące jest to, że korzyści ze współpracy rozkładają się nierównomiernie - słabszy osobnik czerpie więcej korzyści niż silniejszy.

Pomimo ewidentnych korzyści płynących ze współpracy, kolonie trębaczy nie są stabilne. Osobniki nieustannie zmieniają "partnerów", a gdy zaczyna brakować pożywienia, całkowicie rezygnują ze współpracy i działają samodzielnie.

Modelowanie matematyczne przeprowadzone przez naukowców wykazało, że taka struktura kolonii zwiększa ogólną wydajność grupy, pozwalając wszystkim członkom zdobyć więcej pożywienia. Jednak w warunkach niedoboru zasobów bardziej opłacalne staje się działanie autonomiczne - zjawisko obserwowane również w ludzkich społecznościach.

To odkrycie jest szczególnie istotne, ponieważ różni się od dotychczasowych modeli wczesnej wielokomórkowości. W tradycyjnych modelach organizmy tworzą kolonie poprzez podział i wytwarzanie genetycznie identycznych komórek. W przypadku trębacza mamy do czynienia z niezależnymi osobnikami, które decydują się na współpracę. Sugeruje to, że współpraca między odrębnymi organizmami mogła poprzedzać powstanie właściwej wielokomórkowości w procesie ewolucji.

Główny autor badania, Shashank Shekhar, stwierdził, że zaobserwowali wcześniejszy etap, na którym pojedyncze komórki decydowały się na połączenie, ale nie na stałe.

Odkrycie to może być kluczem do zrozumienia jednego z najważniejszych przejść ewolucyjnych w historii życia na Ziemi - momentu, w którym proste organizmy jednokomórkowe zaczęły tworzyć bardziej złożone struktury wielokomórkowe, co ostatecznie doprowadziło do powstania złożonych form życia, w tym człowieka.