Ученые раскрыли тайны зарождения сложной жизни: от бактерий к симбиозу

Большинство одноклеточных микроорганизмов живут не изолированно, а в тесном взаимодействии друг с другом. Эти микроскопические жители океанов, почвы и даже вашего организма борются за ресурсы, обмениваются генетическим материалом или даже превращают своих соседей в источники пищи. Однако иногда их отношения становятся гораздо глубже: одна клетка может проникнуть внутрь другой, начав необычайно долгий союз. Это явление, известное как эндосимбиоз, сыграло ключевую роль в эволюции сложных форм жизни.

Митохондрии, которые снабжают наши клетки энергией, и хлоропласты растений, преобразующие солнечный свет в энергию, когда-то были самостоятельными организмами. Современные насекомые и растения также активно используют бактерии-эндосимбионты, чтобы получать необходимые вещества. Однако ученые до сих пор пытаются понять, как такие союзы возникают.

Как бактерия избегает уничтожения внутри другой клетки? Почему некоторые организмы формируют долгосрочные связи, а другие остаются независимыми? Исследователи впервые наблюдали этот процесс в лаборатории, искусственно вызывая эндосимбиоз между грибком и бактериями.

Как ученые «повторили эволюцию» в лаборатории

Для эксперимента команда швейцарских исследователей использовала гриб Rhizopus microsporus, известный своим эндосимбиозом с бактерией Mycetohabitans rhizoxinica. Этот симбиоз настолько прочен, что гриб не может размножаться без своего бактериального партнера. Однако существует штамм гриба, не имеющий эндосимбионта. Исследователи решили внедрить бактерии в такой гриб, чтобы заново воспроизвести их эволюционное партнерство.

Для проникновения бактерий внутрь клетки ученым пришлось проявить изобретательность. Они использовали коктейль ферментов для размягчения клеточной стенки гриба и микроскоп с микроиглой, дополненный… велосипедным насосом! Этот импровизированный инструмент помог создать необходимое давление, чтобы протолкнуть бактерии внутрь.

Результаты удивили даже самих исследователей. Внутри клетки бактерии размножались с оптимальной скоростью, избегая уничтожения иммунной системой гриба. Более того, они начали проникать в споры грибов, обеспечивая передачу симбионта следующему поколению.

Новые перспективы для биологии и синтетических организмов

Этот эксперимент продемонстрировал, как организмы адаптируются друг к другу, формируя устойчивые отношения. Ученые также заметили, что эволюционные изменения происходят не только у бактерий, но и у хозяина. Такое двойное приспособление до сих пор оставалось нераскрытым.

Эти открытия открывают новые горизонты для синтетической биологии. Например, можно создать растения, которые перерабатывают загрязнители или производят лекарства. Хотя использование фотосинтеза у млекопитающих остается фантазией, возможности симбиотических систем вдохновляют на разработку новых биологических технологий.

Эндосимбиоз — это не только ключ к пониманию эволюции, но и инструмент для формирования будущего, где природа и наука объединяются для создания новых решений.

Ученые раскрыли тайны зарождения сложной жизни: от бактерий к симбиозу

Оставить комментарий
Ваш комментарий
Чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.