科学家可能已经观察到从单细胞生物到多细胞生物的跳跃

有许多关于地球生命起源的谜团一直在逃避科学家的追问。其中之一是一个非常基本的问题,即生命如何从 单细胞生物多细胞 我们今天熟悉的奇迹。研究员 威尔·拉特克利夫明尼苏达大学 想看看这个过程是如何发生的,并发现它毕竟可能没有那么大的飞跃。

使用 酿酒酵母 , 也被称为 啤酒酵母 (或者更深入地说,使面包和啤酒起作用的东西),拉特克利夫设计了一个相当简单的实验。酵母是一种单细胞真菌,可以像霉菌一样形成多细胞菌落。在他的实验中,拉特克利夫将酵母细胞置于营养丰富的培养基中进行生长。然后他将装满正在生长的酵母的试管放入一个 离心机。

离心机的旋转动作导致酵母分离,底部较重的多细胞簇和顶部较轻的单细胞。 Ratcliff 的团队撇去单细胞酵母,将多细胞菌落转移到新鲜的生长培养基中并重复该过程。这持续了 60 天,在那短短的时间内,拉特克利夫看到了戏剧性的变化。

酵母开始形成大而复杂的群体,而不是小菌落和单细胞。这些由数百个细胞组成的马赛克也不仅仅是随机的。它们是遗传相关的细胞簇,分裂后仍保持附着。更令人兴奋的是,拉特克利夫观察到,一旦簇达到临界尺寸,细胞就会开始死亡,簇就会分裂。

这个细胞死亡过程远非失败——称为 细胞凋亡 - 将殖民地分成继续增长的小块。实际上,殖民地的分裂孕育了新的殖民地,就像一种繁殖形式。这 国家科学基金会 引用 Ratcliff 的话说,这个过程是一个重要的观察:

拉特克利夫说,单独的集群不是多细胞的。但是,当集群中的细胞合作、为共同利益做出牺牲并适应变化时,这就是向多细胞的进化过渡。

拉特克利夫出人意料的简单实验可能表明,实现多细胞性的过程比以前想象的要容易得多。然而,他的工作也可以有实际应用。利用他对多细胞酵母的记录,他计划研究哪些适应性导致单细胞成为多细胞合作。例如,识别允许这种行为的基因可以用于更好地了解癌症。

撇开未来的研究不谈,拉特克利夫和他的团队已经取得了显着的成果。他们的工作揭示了这个星球上所有生命历史上的一个关键转折点。

( 国家科学基金会 通过 今日宇宙 , 图片来源 Will Ratcliff 和 Mike Travisano)

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