Sciencemag.cz
Doporučujeme
Dokážeme v laboratoři nějak zopakovat vznik mnohobuněčných organismů? Na Georgia Institute of Technology zkusili zkoumat, jak se během 3 000 generací bude měnit jejich modelový organismus, kvasinka typu snow flake.
Původně se jednalo prostě o miniaturní vločky, kolonie běžného druhu Saccharomyces cerevisiae. (Poznámka: Tyto „vločky“ nenajdeme např. v pivovarech, ale jsou už výsledkem staršího projektu zkoumání mnohobuněčnosti. Česky viz Osel.cz: Experimentální evoluce mnohobuněčnosti https://www.osel.cz/6098-experimentalni-evoluce-mnohobunecnosti.html).
Po příslušně dlouhé selekci vločky vyrostly až 20 000krát a zvýšila se také jejich pevnost. Tím se poněkud přiblížily mnohobuněčným organismům řekněme na úrovni mořských hub. Stačilo ve třepačkách každý den provádět selekci na rychlost růstu u velikost skupiny. Vločky se z okem neviditelných útvarů obsahujících řádově 100 buněk přeměnily na chuchvalce (klastry, říká průvodní tisková zpráva) o asi půl milionu buňkách. Navíc původní vločky držely pohromadě slaběji než želatina, posléze ale začaly svou pevností připomínat spíše stejně velký kousek dřeva (zvýšení pevnosti o 4 řády).
Sledování průvodních změn ukázalo, že během selekce se buňky ve skupinách trochu prodloužily, což umožnilo další růst skupin a omezilo jejich tendenci se zase rozpadat. Běžné světelné mikroskopy nedokázaly znázornit strukturu příslušných klastrů, proto autoři studie použili rastrovací elektronový mikroskop, čímž získali vnitřní strukturu tisíců ultratenkých řezů kvasinek. Ukázalo se, že pevnost je důsledkem ovíjení řetězců buněk kolem sebe, asi jako u vinné révy. V tomto smyslu se již tedy nejedná o chumel buněk, ale o útvar se speciální vnitřní strukturou: „zcela nový mnohobuněčný organismus“, tvrdí alespoň zdroj.
Ozan Bozdag, De novo evolution of macroscopic multicellularity, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06052-1. www.nature.com/articles/s41586-023-06052-1
Zdroj: Georgia Institute of Technology / Phys.org
Poznámky PH:
Ovšem (některé?) kvasinky jsou, jak jsem kdesi četl, spíše potomky mnohobuněčných hub. Čili používat druhotně zjednodušené mnohobuněčné organismy k demonstraci vzniku mnohobuněčnosti není příliš vhodné? (Ovšem článek vyšel v Nature, tak jistě tuto námitku recenzenti znali.) Dále se však uvádí, že kvasinky jsou zřejmě skupinou polyfyletickou (řadí se k různým skupinám hub), snad tedy některé druhotně zjednodušené, jiné ne? To jen na okraj.
I mnohobuněčné organismy vznikají (při pohlavním rozmnožování) z jediné zárodečné buňky. Co by se stalo zde, kdybychom tedy vzali jednu kvasinku z klastru o velikosti ovocné mušky a hodili ji do roztoku cukru? A i klasické kvasinky se někdy rozmnožují pohlavně. Co zde? K „dědičnosti“ také viz popisek u obrázku.
To, ze kvasinky jsou mozna druhotne jednobunecne by vadit nemelo. Jedno z „pravidel“ evoluce rika, ze pokud organismus ztrati behem evoluce nejakou vlastnost, tak nikdy neni obnovena v puvodni podobe, ale pokud ji ten organismus potrebuje, tak je vyvinuta znovu. Napriklad predci primatu ztratili barevne videni a primati si ho vyvinuli znovu, neobnovili si puvodni cipky svych predku. Takze pokud se z kvasinek stanou opet mnohobunecni tvorove, tuto vlastnost si vyvinou znovu, neobnovi jiz ztracene funkce.