Ученые раскрыли тайну перехода жизни от одноклеточной к многоклеточной

Исследователи из Морской биологической лаборатории выдвинули новую версию того, как могла произойти эволюция от одноклеточных организмов к многоклеточным. Они провели наблюдения за одноклеточным организмом под названием трубач, который демонстрирует интересное поведение, способствующее улучшению его способности к питанию. Работа опубликована в журнале Nature Physics.

Трубач — крупный одноклеточный организм, который живет в пресной воде. В природе он прикрепляется к поверхности и создает водоворот, который затягивает пищу. В лабораторных условиях ученые заметили, что трубач может образовывать колонии. При этом особи не сливаются в единое целое, а лишь соприкасаются основаниями тела.

Оказалось, что в таком сообществе две особи могут удваивать поток воды, затягивая больше пищи и захватывая даже быстродвигающиеся бактерии. При этом выгода распределяется неравномерно: более слабый трубач получает больше преимуществ, чем сильный.

Несмотря на очевидную пользу совместного существования, колонии трубачей нестабильны — особи постоянно меняют «партнеров», а при нехватке еды вовсе разбегаются.

Математическое моделирование показало, что такая структура колонии способствует общей эффективности, позволяя всем членам сообщества получать больше пищи. Однако, когда ресурсы истощаются, выгоднее становиться автономным — так же, как это происходит в человеческом обществе.

В отличие от других моделей ранней многоклеточности, где организмы объединялись в колонии за счет деления и образования генетически идентичных клеток, трубач собирается из независимых особей. Это позволяет предположить, что кооперация могла предшествовать закреплению многоклеточности в эволюции.

«Мы наблюдали более раннюю стадию — одиночные клетки решили объединиться, но пока не навсегда», — отметил ведущий автор исследования Шашанк Шекхар.