Ένας από τους μεγάλους γρίφους στην επιστήμη ήταν η εξέλιξη των μονοκύτταρων οργανισμών στην απίστευτα μεγάλη ποικιλία χλωρίδας και πανίδας που βλέπουμε σήμερα. Πώς έκανε η Γη τη μετάβαση από μια αρχικά άψυχη σφαίρα βράχου σε μία που κατοικείται μόνο από μονοκύτταρους οργανισμούς σε έναν κόσμο γεμάτο πιο περίπλοκη ζωή;
Όπως το καταλαβαίνουν οι επιστήμονες, οι μονοκύτταροι οργανισμοί άρχισαν να εξελίσσονται σε πιο περίπλοκες μορφές πριν από περισσότερα από 500 εκατομμύρια χρόνια, καθώς άρχισαν να σχηματίζουν πολυκυτταρικές ομάδες. Αυτό που δεν είναι κατανοητό είναι ακριβώς πώς συνέβη αυτή η διαδικασία. Αλλά τώρα, οι βιολόγοι είναι ένα ακόμη βήμα πιο κοντά στο να καταλάβουν αυτό το παζλ, επαναλαμβάνοντας με επιτυχία αυτό το βασικό βήμα - χρησιμοποιώντας ένα κοινό συστατικό στην παρασκευή ψωμιού και μπύρας - τη μαγιά της συνηθισμένης μπύρας (Saccharomyces cerevisiae). Ενώ βοηθά στην επίλυση των εξελικτικών γρίφων εδώ στη Γη, έχει επίσης κατ 'επέκταση το ζήτημα της βιολογικής εξέλιξης και σε άλλους πλανήτες ή φεγγάρια.
Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο τεύχος της προηγούμενης εβδομάδας Πρακτικά περιοδικών της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών (PNAS).
Οι μαγιά είναι μια μικροσκοπική μορφή μυκήτων. Είναι μονοκυτταρικά αλλά μπορούν να γίνουν πολυκυτταρικά μέσω του σχηματισμού μιας σειράς συνδεδεμένων κυττάρων εκκολαπτόμενου, όπως σε καλούπια. Τα πειράματα βασίστηκαν σε αυτό το γεγονός και ήταν απροσδόκητα απλά, δεν είχαν γίνει πριν, σύμφωνα με τον Will Ratcliff, επιστήμονα στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα (UMN) και συν-συγγραφέας της εφημερίδας. «Δεν νομίζω ότι κανείς το είχε δοκιμάσει ποτέ πριν», είπε, προσθέτοντας: «Δεν υπάρχουν πολλοί επιστήμονες που κάνουν πειραματική εξέλιξη και προσπαθούν να απαντήσουν σε ερωτήσεις σχετικά με την εξέλιξη, όχι να την αναδημιουργήσουν».
Ο Sam Scheiner, διευθυντής προγράμματος στο τμήμα περιβαλλοντικής βιολογίας του NSF, προσθέτει επίσης: «Για να καταλάβουμε γιατί ο κόσμος είναι γεμάτος φυτά και ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, πρέπει να γνωρίζουμε πώς οι μονοκύτταροι οργανισμοί έκαναν τη μετάβαση στη ζωή ως ομάδα, καθώς πολυκυτταρικοί οργανισμοί. Αυτή η μελέτη είναι η πρώτη που παρατηρεί πειραματικά αυτήν τη μετάβαση, παρέχοντας μια ματιά σε ένα γεγονός που πραγματοποιήθηκε πριν από εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. "
Θεωρήθηκε ότι το βήμα προς την πολυκυτταρική πολυπλοκότητα ήταν δύσκολο, ένα εξελικτικό εμπόδιο που θα ήταν πολύ δύσκολο να ξεπεραστεί. Ωστόσο, η νέα έρευνα δείχνει ότι μπορεί να μην είναι τόσο δύσκολο.
Χρειάστηκε το πρώτο πείραμα μόνο 60 ημέρες για να δώσει αποτελέσματα. Η μαγιά προστέθηκε πρώτα σε μια πλούσια σε θρεπτικά συστατικά καλλιέργεια, και στη συνέχεια τα κύτταρα αφέθηκαν να αναπτυχθούν για μία ημέρα. Στη συνέχεια στρωματοποιήθηκαν κατά βάρος χρησιμοποιώντας φυγόκεντρο. Συμπλέγματα κυττάρων ζύμης προσγειώθηκαν στο κάτω μέρος των δοκιμαστικών σωλήνων. Η διαδικασία στη συνέχεια επαναλήφθηκε, λαμβάνοντας τα συσσωματώματα κυττάρων και επαναπροσθέτοντάς τα σε νέες καλλιέργειες. Μετά από εξήντα κύκλους αυτού, οι συστάδες κυττάρων άρχισαν να μοιάζουν με σφαιρικές νιφάδες χιονιού, αποτελούμενες από εκατοντάδες κελιά.
Το πιο σημαντικό εύρημα ήταν ότι τα κύτταρα δεν ήταν απλώς συγκεντρωτικά και κολλημένα μεταξύ τους τυχαία. οι συστάδες αποτελούνται από κύτταρα που σχετίζονται γενετικά μεταξύ τους και παρέμειναν συνδεδεμένα μετά την κυτταρική διαίρεση. Όταν τα σμήνη έφτασαν σε «κρίσιμη μάζα», μερικά κύτταρα πέθαναν, μια διαδικασία γνωστή ως απόπτωση, η οποία επιτρέπει στους απογόνους να διαχωριστούν.
Αυτό λοιπόν, απλά, είναι η διαδικασία προς την πολυκυτταρική ζωή. Όπως περιγράφεται από τον Ratcliff, «Ένα σύμπλεγμα μόνο δεν είναι πολυκυτταρικό. Αλλά όταν τα κύτταρα σε ένα σύμπλεγμα συνεργάζονται, κάνουν θυσίες για το κοινό καλό και προσαρμόζονται στην αλλαγή, αυτή είναι μια εξελικτική μετάβαση στην πολυκυτταρικότητα. "
Έτσι την επόμενη φορά που ψήνετε ψωμί ή παρασκευάζετε τη μπύρα σας, σκεφτείτε το γεγονός ότι αυτά τα χαμηλά κύτταρα ζύμης έχουν πολύ μεγαλύτερη σημασία από έναν χρήσιμο ρόλο στην κουζίνα σας - βοηθούν επίσης στην επίλυση ορισμένων από τα μεγαλύτερα μυστήρια του τρόπου ζωής ξεκίνησε, τόσο εδώ όσο και αλλού.
