Вчені відкрили таємницю еволюції від одноклітинних організмів до багатоклітинних

Одін з найцікавіших процесів еволюції - перехід одноклітинних організмів у багатоклітинні, зажадав менше змін, ніж вважалося раніше. Це дослідження проводила інтернаціональна група вчених, під егідою Інституту Біології Салка та Департаменту США з енергетики.

Сравненіе геномів багатоклітинній водорості Volvox carteri та її найближчій одноклітинної родички Chlamydomonas reinhardtii, показало, що многоклеточние організми могли будувати свої більш складні клітинні механізми, в основному, з тих же частин, які використовували їх одноклітинні предки.

"Якщо ви подумки уявите собі протеїни у вигляді деталей конструктора лего, то у Chlamydomonas вже був необхідний набір деталей", - розповів Джеймс Юмен, доктор філософії, доцент в лабораторії молекулярної біології в інституті Салка. "Вольвокс не довелося" купувати "нові деталі, замість цього, він міг експериментувати з тими, які дісталися йому у спадок від його предків".

В цілому дослідження, яке було опубліковано в журналі Science, приводить до висновку про те, що предки вольвоксу зазнали досить обмежена кількість змін. "Ми припускали, що зустрінемо значні відмінності у розмірі генома, числі генів, або розмірі сімей генів, між вольвокс і Chlamydomonas", - сказав Юмен. "В основному ми були не праві".

Еволюція многоклеточности відбувалася безліч разів, незалежно один від одного, серед різних гілок родоводів, включаючи тварин, рослини, цвіль, а також зелені та червоні водорості. "Дане перетворення - це одне з найбільших еволюційних подій, які зробили життя на землі такою, якою ми її сьогодні знаємо", - Заявив один з авторів дослідження Симон Прочнік, доктор філософії. "Цьому питанню присвячені багато досліджень і висунуто безліч теорій, що пояснюють відмінності багатоклітинних організмів, і їх відмінності від предків".

В більшості випадків, перехід від одиночного існування до комунального, відбувався так давно (більше 500 мільйонів років тому), що відстежити генетичні зміни дуже складно. На цьому тлі, інтерес представляє зелена водорість Вольвокс. Для цього сімейства водоростей, перехід до многоклеточности, проходив у вигляді серії невеликих, потенційно адаптивних змін, і на прикладі сучасних членів цього сімейства, можна відстежити прогресивно збільшується складність будови.

Вольвокс - самий розвинений потомок цієї гілки розвитку. Вважається, що він розвинувся з Chlamydomonas-подібного предка в перебігу останніх 200 мільйонів років, роблячи ці два організму, привабливими моделями для вивчення еволюційних змін, які породили многоклеточность і клітинні модифікації.

Чтоби зібрати дані, для порівняльного генетичного аналізу, вчені виділили 138 мільйонів пар основ геному вольвокс. Геном вольвокс виявився всього на 17 відсотків більше, ніж раніше виділений геном Chlamydomonas. Різниця між цими геномами, порівнянна з різницею між геномами людини і курки.

Хотя розмір генома трохи збільшився, але число протеїнів виявилося приблизно однаковим для обох організмів (14566 для вольвокс і 14516 для Chlamydomonas).

• Учёные выявили сотни генов, связанных с зависимостями: исследование охватило Европу, Африку и Америку
• Тест мозга поможет предсказать, кто сможет достичь оргазма во время терапии антидепрессантами
• Полиненасыщенные жирные кислоты помогают обратить возрастное ухудшение зрения
• Магний, микробиом и снижение риска рака кишечника
• Учёные подтвердили, что физические нагрузки положительно влияют на мозг
• Бразильские исследователи нашли новые терапевтические мишени при опухолях половых клеток у детей
• Потеря эстрогеновых рецепторов в почках может запускать преэклампсию
• Воспаление может объяснить, почему у женщин без привычных факторов риска случаются инфаркты и инсульты