Πληροφορίες

Υπάρχουν μονοκύτταροι οργανισμοί που έχουν εξελιχθεί από πολυκύτταρους;

Υπάρχουν μονοκύτταροι οργανισμοί που έχουν εξελιχθεί από πολυκύτταρους;


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Διαβάζω αυτό το άρθρο σχετικά με τα μεταδιδόμενα καρκινικά κύτταρα σε μύδια (Metzger et al. 2015) και αναρωτιόμουν αν υπάρχουν οποιοιδήποτε μονοκύτταροι οργανισμοί που υπάρχουν σήμερα γύρω μας που πιθανολογούνται ότι προέρχονται από έναν πολυκύτταρο οργανισμό

Η ερώτησή μου είναι διαφορετική από αυτήν την ερώτηση καθώς δεν ρωτάω ειδικά για τον καρκίνο αλλά μάλλον για μονοκύτταρους οργανισμούς που εξελίσσονται από πολυκύτταρους οργανισμούς γενικά.


Θα θεωρούσα τα κύτταρα HeLa ως παράδειγμα ενός μονοκύτταρου ευκαρυωτικού οργανισμού που εξελίχθηκε από τον άνθρωπο. Μπορεί να επιβιώσει ανεξάρτητα και να αναπαραχθεί μέσα σε πλάκες κυτταρικής καλλιέργειας, αλλά δεν μπορεί να επιβιώσει στη φύση, ωστόσο.

Τα κύτταρα HeLa είναι, όπως στο παράδειγμά σας, καρκινικά κύτταρα, στη συγκεκριμένη περίπτωση ανθρώπινα καρκινικά κύτταρα του τραχήλου της μήτρας. Πολλαπλασιάστηκαν ως αθάνατη κυτταρική σειρά και ταιριάζουν πλήρως με τα χαρακτηριστικά αντιγραφής των ευκαρυωτικών κυτταρικών γραμμών όταν πολλαπλασιάζονται στο εργαστήριο.

Μπορεί ακόμη να θεωρηθεί ότι τα κύτταρα HeLa είναι στην πραγματικότητα ένα είδος μονοκύτταρου ευκαρυωτικού μοντέλου οργανισμού που δεν διαφέρει από S. cerevisiae, αφού χρησιμοποιούνται ευρέως σε πειράματα που αφορούν ανθρώπινα κύτταρα.

Όπως είπε η WYSIWYG στα σχόλια, ορισμένοι βιολόγοι έχουν ορίσει ακόμη και το διωνυμικό όνομα Helacyton gartleri στα κελιά (αν και με κάποια διαμάχη).


Εμπνευσμένο από την απάντηση του @MarchHo, σκέφτηκα τον μεταδοτικό καρκίνο που προσβάλλει τους Tasmanian Devils - ασθένεια όγκου του διαβόλου του προσώπου - ο οποίος θα πρέπει να προσφέρει ένα πολύ παρόμοιο παράδειγμα με τα αχιβάδες στην ερώτησή σας. Δεν νομίζω ότι του έχει δοθεί όνομα ειδών, αλλά για τους περισσότερους σκοπούς λειτουργεί ως ανεξάρτητο είδος. Αυτός ο «οργανισμός» ζει ως παράσιτο στους διαβόλους της Τασμανίας, αλλά έχει προέλθει από έναν καρκινικό όγκο σε έναν μεμονωμένο διάβολο της Τασμανίας. Θα μπορούσατε ίσως να υποστηρίξετε ότι δεν είναι μονοκύτταρο, αφού εξελίσσεται σε όγκους, αλλά πιθανότατα εξαπλώνεται ως μεμονωμένα κύτταρα και υποψιάζομαι ότι τα κύτταρα λειτουργούν ως ανεξάρτητες οντότητες. Ωστόσο, δεν ξέρω αρκετά για την ασθένεια για να πω πραγματικά αν π.χ. τα κύτταρα στους όγκους διαφοροποιούνται σε διαφορετικούς τύπους. Ο καρκίνος μεταδίδεται με δαγκώματα και επηρεάζει μόνο τους διαβόλους της Τασμανίας (βλ. http://www.tassiedevil.com: The Disease). Αυτή η ασθένεια είναι προφανώς μία από τις τρεις μόνο γνωστές περιπτώσεις μεταδοτικών καρκίνων (επίσης σε σκύλους και χάμστερ), αλλά αυτό είναι ίσως 4 τώρα, εάν οι αχιβάδες είναι παρόμοια περίπτωση).


(φωτογραφία από Wikipedia)


Η εξέλιξη των διαφορετικών τύπων κυττάρων σε πολυκύτταρους οργανισμούς

Η εξέλιξη ευνοεί την αποτελεσματικότητα. Δεδομένου ότι τα έμβια όντα ανταγωνίζονται για τον ζωτικό χώρο, τα τρόφιμα και τους συντρόφους τους, οι αποδοτικοί οργανισμοί που είναι καλύτεροι ανταγωνιστές είναι πιο πιθανό να αφήσουν επιτυχημένους απογόνους. Ο καταμερισμός της εργασίας οδηγεί σε αποτελεσματικότητα στα έμβια όντα όπως συμβαίνει στην κοινωνία, και ως εκ τούτου, διαφορετικοί τύποι κυττάρων σε πολυκύτταρους οργανισμούς εξελίχθηκαν.

Δεδομένου ότι η πολυκυτταρικότητα είναι τόσο προσαρμοστική, τα φυτά, τα ζώα και οι μύκητες το ανέπτυξαν το καθένα ανεξάρτητα. Τα πολυκύτταρα μέλη κάθε βασιλείου ανταγωνίζονταν με μεγαλύτερη επιτυχία αναπαράγοντας απογόνους με ειδικά προστατευτικά, πεπτικά ή νευρικά κύτταρα.

Εξέλιξη πολυκυτταρικής ζωής

Υπάρχουν διαφορετικές θεωρίες για το πώς εξελίχθηκε η πολυκύτταρα ζωή. Σύμφωνα με μια θεωρία, η συμβίωση, η κοινή χρήση πόρων όπως στις λειχήνες, μπορεί να οδήγησε σε σύντηξη. Η συγκυτική θεωρία προτείνει ότι τα κύτταρα ανέπτυξαν πολλούς πυρήνες και στη συνέχεια διαχωρίστηκαν από κάθε πυρήνα με μεμβράνες σε ξεχωριστά κύτταρα

Η αποικιακή θεωρία, ωστόσο, είναι αυτή που προτιμούν περισσότερο οι βιολόγοι. Υποδεικνύουν πραγματικές αποικίες μονοκύτταρων οργανισμών ως απόδειξη της ιδέας. Η Eudoria ζει σε αποικίες έως και 128 κυττάρων. Αυτοί, και πολλά άλλα αποικιακά είδη, είναι απόδειξη ότι οι μονοκύτταροι οργανισμοί ευημερούσαν ομαδοποιώντας μαζί. Αυτοί εξακολουθούν να μην είναι πολυκύτταροι οργανισμοί, επειδή δεν υπάρχει διαφοροποίηση της λειτουργίας μεταξύ των αποίκων, ούτε καταμερισμός εργασίας. Κάθε κύτταρο συμπεριφέρεται ακριβώς όπως το διπλανό του.

Το Volvox είναι ένα φύκι που ζει σε μια κοίλη σφαιρική αποικία στο νερό. Έχει κύτταρα που είναι ασεξουαλικά και επίσης κύτταρα που διαιρούνται και αναπαράγονται, όπως ακριβώς έχουν τα ζώα. Μόλις δημιουργηθεί μια θυγατρική αποικία, ωριμάζει μέσα στην κούφια σφαίρα του Volvox, η οποία στη συνέχεια ανοίγει για (στην ουσία) να τη γεννήσει.

Για έναν βιολόγο, ένας πολυκύτταρος οργανισμός έχει κύτταρα με διαφορετικές λειτουργίες, τα οποία μοιράζονται το ίδιο γενετικό υλικό. Επομένως, μια απλή ομάδα κυττάρων που είναι όλα ίδια δεν είναι πολυκύτταρα.

Τα Choanoflagellates μπορεί να ήταν το πρώτο βήμα στην εξέλιξη των πολυκύτταρων ζώων με διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Μονοκύτταρα, ζουν σε υποβρύχιες αποικίες. Προσκολλώνται στο βράχο και χρησιμοποιούν το μαστίγιο σαν μαστίγιο για να τραβήξουν τη λεία σε μια δίνη νερού. Οι αποικίες τους δεν είναι ένας ενιαίος οργανισμός όμως, επειδή δεν υπάρχει εξειδίκευση, είναι κάθε κύτταρο για τον εαυτό του.

Τα σφουγγάρια είναι μεταζωικά, πολυκύτταρα ζώα. Αναπαράγονται σεξουαλικά. Αν όμως σπάσουν ορισμένα κομμάτια σφουγγαριού, το καθένα μπορεί να ανασυνδυαστεί και να ζήσει. Αυτό συμβαίνει επειδή ένα σφουγγάρι δεν έχει όργανα, ούτε συκώτι ούτε καρδιά για να καταστραφεί.

Επιπλέον, πολλά από τα κύτταρα του σφουγγαριού, ενώ διαφοροποιούνται, είναι εύκαμπτα. Μπορούν να αλλάξουν ρόλους και θέσεις. Ένα σφουγγάρι δεν έχει ιστούς όπως τα άλλα ζώα. Ένα είδος κυττάρου σφουγγαριού είναι ουσιαστικά ένα χοανοφλαγγοειδές.

Οι Ediacarans ήταν πιθανώς τα πρώτα ζώα. Δεν είναι πολλά γνωστά γι 'αυτούς. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ορισμένα ediacarans σχημάτισαν ένα είδος χαλαρής σακούλας γύρω από το νερό και τα φύκια, και ζούσαν από την τροφή που απορροφούσαν από τη θάλασσα, με τη βοήθεια των συμβιωτικών φυκιών. Ήρθαν και σε άλλες μορφές.

Εξαφανίστηκαν κυρίως στην αρχή της Καμβριανής εποχής. Ίσως τα αρπακτικά να έχουν αυτά τα υποτονικά πλάσματα. Σως ήταν εκτός ανταγωνισμού. Ίσως υπήρξε μια παγκόσμια καταστροφή.

Περίπου 530 εκατομμύρια χρόνια πριν, η ποικιλία της ζωής των ζώων φαίνεται να έχει εκραγεί. Όπως ένα παιδί που μαθαίνει σιγά -σιγά να διαβάζει με επιδεξιότητα και μετά αποκτά ξαφνικά πρόσβαση σε όλες τις γνώσεις, η ζωή άρχισε να παίρνει αμέτρητες μορφές ή έτσι φαίνεται. Ο ίδιος ο Κάρολος Δαρβίνος ανησυχούσε γι 'αυτό, πιστεύοντας ότι η ξαφνική έκρηξη θα μπορούσε να θεωρηθεί ως επιχείρημα ενάντια στη λεπτή διαμόρφωση της ζωής μέσα από γενιές που περιέγραψε η θεωρία του.

Φυσικά, η έκρηξη της Κάμβριας κράτησε πολλές ζωές, αλλά ήταν σύντομη σε γεωλογικό χρόνο. Υπάρχουν πολλές εξηγήσεις που προσφέρονται για την έκρηξη στην Καμβρία, μεταξύ των οποίων, για μία, ότι πρόκειται για ψευδαίσθηση. Υπήρχαν περισσότερα είδη πριν από την έκρηξη από όσα γνωρίζουμε, λένε μερικοί επιστήμονες, και έτσι η αύξηση δεν είναι τόσο μεγάλη όσο φαίνεται.

Μια άλλη πιθανή εξήγηση, ωστόσο, είναι ότι η εξάπλωση των πολυκυτταρικών οργανισμών είχε επιτρέψει σε κάθε νέο είδος να ανταγωνιστεί πιο έντονα, και έτσι αυξήθηκε μανιωδώς ο αγώνας όπλων μεταξύ των ανταγωνιστικών οργανισμών, απαιτώντας από τον καθένα να ανταγωνιστεί, να εξειδικευτεί ή να πεθάνει.

Οι πολυκύτταροι οργανισμοί είναι σε θέση να προστατευτούν καλύτερα από τα αρπακτικά ζώα. Ανταγωνίζονται με μεγαλύτερη επιτυχία για χώρο διαβίωσης. Είναι πιο αποτελεσματικά και γενικά καλύτερα προσαρμοσμένα. Επομένως, η εξέλιξη παρήγαγε περισσότερους και πιο ποικίλους πολυκύτταρους οργανισμούς με πιο εξειδικευμένα κύτταρα.

Η εξέλιξη διαφορετικών τύπων κυττάρων επέτρεψε στο φύλλο να αγκυροβολήσει στον πυθμένα του ωκεανού, στα ζώα να προσγειώσουν προστατευτικά κελύφη, στα φυτά να αναπτύξουν ρίζες και στα πρωτεύοντα να αναπτύξουν εγκέφαλο.


Επιστήμονες είδαν μια μονοκύτταρη άλγη να εξελίσσεται σε πολυκύτταρο οργανισμό

Οι περισσότεροι από εμάς γνωρίζουμε ότι σε κάποιο σημείο της εξελικτικής μας ιστορίας πριν από περίπου 600 εκατομμύρια χρόνια, οι μονοκύτταροι οργανισμοί εξελίχθηκαν σε πιο περίπλοκη πολυκύτταρη ζωή.

Αλλά το να γνωρίζεις ότι συνέβη και να το βλέπεις να συμβαίνει σε πραγματικό χρόνο μπροστά σου είναι τελείως διαφορετικό θέμα.

Και αυτό ακριβώς είδαν οι ερευνητές από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Γεωργίας και το Πανεπιστήμιο της Μοντάνα - και κατέγραψαν το μαγευτικό πλάνο που κόβει την ανάσα παρακάτω.

Η εξέλιξη κράτησε μόλις 50 εβδομάδες και πυροδοτήθηκε από την εισαγωγή ενός απλού αρπακτικού.

Η ομάδα κατέγραψε εννέα βίντεο με time-lapse διάρκειας 14 δευτερολέπτων της μετάβασης, τα οποία μπορείτε να δείτε σε αυτήν τη λίστα αναπαραγωγής:

Σε αυτό το απίστευτο πείραμα, η ομάδα προσπαθούσε να καταλάβει ακριβώς τι ώθησε τους μονοκύτταρους οργανισμούς να γίνουν πολυκύτταροι όλα αυτά τα χρόνια πριν.

Μια υπόθεση είναι ότι η αρπακτική ήταν αυτή που άσκησε επιλεκτική πίεση στους μονοκύτταρους οργανισμούς, προκαλώντας τους να γίνουν πιο πολύπλοκοι.

Έτσι, για να ελέγξει την εγκυρότητα αυτού στο εργαστήριο, η ομάδα με επικεφαλής τον εξελικτικό βιολόγο William Ratcliff, πήρε πληθυσμούς μονοκύτταρων πράσινων φυκών Chlamydomonas reinhardtii.

Στη συνέχεια έβαλαν ένα μονοκύτταρο αρπακτικό που τροφοδοτεί με φίλτρο στο μίγμα, Τετραουρελιά παραμεσίου και είδα τι έγινε.

Απίστευτα, οι ερευνητές παρακολούθησαν ότι σε μόλις 50 εβδομάδες - λιγότερο από το διάστημα ενός έτους - δύο στους πέντε πειραματικούς πληθυσμούς των μονοκύτταρων πλασμάτων εξελίχθηκαν σε πολυκύτταρη ζωή.

«Εδώ το δείχνουμε de novo Η προέλευση της απλής πολυκυτταρικότητας μπορεί να εξελιχθεί ως απάντηση στη θήρευση», έγραψε η ομάδα στην εργασία της.

Οι πενήντα εβδομάδες είναι ένα σχετικό κλείσιμο του ματιού στην εξελικτική κλίμακα. Για τα φύκια ήταν λίγο περισσότερο - 750 γενιές. Αλλά αυτό είναι ακόμα αρκετά εντυπωσιακό όταν νομίζετε ότι εξελίχθηκαν εντελώς νέοι κύκλοι ζωής.

Το να είσαι μάρτυρας κάτι τέτοιο δεν είναι μόνο απολύτως συγκλονιστικό, αλλά υποδηλώνει επίσης ότι η θήρα θα μπορούσε να έχει παίξει κάποιο ρόλο σε τουλάχιστον μέρος της εξέλιξης της πολυκυτταρικότητας.

Όχι μόνο αυτό, αλλά οι πολυκύτταροι οργανισμοί που προέκυψαν ήταν όλοι απίστευτα ποικίλοι. Όπως ακριβώς θα περίμενες στη φυσική εξέλιξη.

"Υπάρχει σημαντική παραλλαγή στους εξελισσόμενους κύκλους ζωής πολλών κυττάρων, με τον αριθμό των κυττάρων και το μέγεθος του πολλαπλασιασμού να ποικίλλουν μεταξύ των απομονωμένων", γράφει η ομάδα στην εργασία τους.

«Οι δοκιμές επιβίωσης δείχνουν ότι τα εξελιγμένα πολυκύτταρα χαρακτηριστικά παρέχουν αποτελεσματική προστασία από τη θήρα».

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Επιστημονικές εκθέσεις και το πλήρες χαρτί διατίθεται δωρεάν.


Οι εξελικτικοί βιολόγοι κάνουν την πολυκύτταρη ζωή να εξελίσσεται στο εργαστήριο

Η εξελικτική μετάβαση μεταξύ μονοκύτταρων οργανισμών και πολυκυτταρικής ζωής, όπως γνωρίζουμε, χρειάστηκαν αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια για να συμβεί στη φύση, αλλά υπό τεχνητή πίεση, οι εξελικτικοί βιολόγοι κατάφεραν να το κάνουν σε 60 ημέρες.

Η μονοκύτταρη μαγιά έγινε πολυκύτταρα πλάσματα, ένα κρίσιμο βήμα για την εξέλιξη της ζωής, από τα φύκια και τα βακτήρια σε πιο σύνθετες μορφές ζωής. Αν και αυτό δεν αντιγράφει αυτό που συνέβη στις προϊστορικές μεταβάσεις, θα μπορούσε να βοηθήσει τους εξελικτικούς βιολόγους να αποκαλύψουν τις αρχές που τους καθοδήγησαν.

Στη νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στις 17 Ιανουαρίου στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, οι ερευνητές με επικεφαλής τους εξελικτικούς βιολόγους Michael Travisano και William Ratcliff από το Πανεπιστήμιο της Μινεσότα καλλιέργησαν ζύμες μπύρας και#8217 σε φιάλες ζωμού πλούσιου σε θρεπτικά συστατικά.

Το πειραματικό πρωτόκολλο ήταν αρκετά απλό: μία φορά την ημέρα, ανακινούσαν τις φιάλες, αφαιρούσαν τη μαγιά που καθιζόταν στον πάτο και τη χρησιμοποιούσαν για να ξεκινήσουν νέες καλλιέργειες. Η ελεύθερη πλωτή μαγιά έμεινε πίσω, ενώ η μαγιά που μαζεύτηκε σε βαριές, πτώσεις συστάδες επέζησε για να αναπαραχθεί. Μέσα σε λίγες εβδομάδες, τα μεμονωμένα κύτταρα ζυμομύκητα ήταν ακόμη μονοκύτταρα, αλλά συσσωρευμένα μεταξύ τους. Μετά από δύο μήνες, ήρθαν σε μόνιμη συμφωνία. Κάθε στέλεχος εξελίχθηκε για να γίνει πολυκύτταρο, εμφανίζοντας όλα τα χαρακτηριστικά πολύπλοκων μορφών ζωής.

Τα κύτταρα συνεργάζονται και αυτή η συνεργασία ωφελεί όλα τα κύτταρα που εμπλέκονται. Έδωσαν λόγο σε έναν μονοκύτταρο οργανισμό να γίνει πολυκύτταρος και απέδειξαν ότι αυτό συνέβη πειραματικά. Η ταχεία εξέλιξη θα μπορούσε να συμβεί στη φύση, απλώς πρέπει να ανακαλυφθεί.

Η πολυκύτταρο δημιουργήθηκε μέσω τεχνητής επιλογής, αλλά δεν υπάρχει κανένας λόγος για τον οποίο αυτό δεν θα μπορούσε να συμβεί στη φύση.


Υπάρχουν μονοκύτταροι οργανισμοί που έχουν εξελιχθεί από πολυκύτταρους; - Βιολογία

Η μετάβαση από τα μονοκύτταρα μικρόβια στην πολυκυτταρικότητα ήταν ένα τεράστιο βήμα στην εξέλιξη της ζωής σε αυτόν τον πλανήτη, αλλά όσο τρομακτικό κι αν φαίνεται αυτό το εξελικτικό βήμα, δεν συνέβη μόνο μία φορά. Τα σημερινά φυτά, μύκητες, ζώα και διάφοροι τύποι φυκιών είναι όλοι απόγονοι ξεχωριστών μεταβάσεων στην πολυκυτταρική ζωή.

Όλες αυτές οι μεταβάσεις από τον τρόπο ζωής ενός κυττάρου στην πολυκυτταρικότητα συνέβησαν στο πολύ μακρινό παρελθόν, οπότε πώς μπορούμε να μάθουμε τίποτα για αυτά; Αποδεικνύεται ότι δεν είναι δύσκολο να βρεθούν ζωντανά, μοντέρνα παραδείγματα που να παραλληλίζουν στενά τις σημαντικές εξελικτικές μεταβάσεις που οδήγησαν σε ζώα, φυτά και μύκητες. Αυτή τη στιγμή στη γη υπάρχουν πρωτόγονοι πολυκύτταροι οργανισμοί που, από πολλές απόψεις, μοιάζουν με τα πρώτα πολυκύτταρα πλάσματα που υπήρχαν πριν από ένα δισεκατομμύριο χρόνια. Οι ερευνητές χρησιμοποιούν αυτούς τους οργανισμούς για να καταλάβουν τι είδους γενετικές αλλαγές χρειάζονται για να μετατρέψουν έναν μονοκύτταρο οργανισμό σε πολυκύτταρο.

Μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα δημοσίευσε μια μελέτη μιας ομάδας για αυτούς τους εκπληκτικούς οργανισμούς, τα πράσινα φύκια volvocine. Αυτό που είναι εκπληκτικό για αυτήν την ομάδα φυκιών είναι ότι μπορείτε να βρείτε μια σειρά πολυκυτταρικής πολυπλοκότητας σε στενά συγγενικά είδη φυκιών. Υπάρχουν είδη που σχηματίζουν απλά σύνολα τεσσάρων πανομοιότυπων κυττάρων κολλημένων μεταξύ τους, άλλα που σχηματίζουν μπάλες των 32-64 όχι πανομοιότυπων κυττάρων με ορισμένες εξειδικευμένες λειτουργίες, μέχρι πολυκύτταρους οργανισμούς με πλήρη ανάπτυξη με 50.000 εξαιρετικά εξειδικευμένα κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των αναπαραγωγικών γεννητικών κυττάρων. Η εξέλιξη της πολυκύτταρης δεν είναι ένα ανεπανόρθωτο γεγονός από ένα αφάνταστα μακρινό παρελθόν, είναι κάτι που μπορούμε να παρατηρήσουμε, να χειριστούμε και να δοκιμάσουμε στο εργαστήριο σήμερα.

Με τη διαθεσιμότητα τόσων πολλών διαφορετικών τύπων πράσινων φυκιών σε διαφορετικά επίπεδα πολυκύτταρης πολυπλοκότητας, οι ερευνητές των Ηνωμένων Πολιτειών της Αριζόνα μπόρεσαν να θέσουν ένα χρονοδιάγραμμα για την εξέλιξη συγκεκριμένων χαρακτηριστικών των πολυκυτταρικών φυκιών. Το έκαναν αυτό με τη βαθμονόμηση των διαφορών DNA μεταξύ ειδών με απολιθώματα απολύτως χρονολογημένα: Το DNA παρέχει μια σχετική χρονική κλίμακα, καθώς όσο περισσότερες διαφορές DNA υπάρχουν μεταξύ των ειδών, τόσο περισσότερο έχει περάσει από τότε που οι γενεές τους αποκλίνουν και αυτή η σχετική χρονική κλίμακα μπορεί να αντιστοιχιστεί με την ημερομηνία απολιθώματα που δείχνουν πότε άρχισαν να εμφανίζονται νέοι κύριοι τύποι πολυκύτταρων φυκών.

Εδώ είναι μέρος της χρονικής γραμμής που κατέληξαν οι ερευνητές:

Πριν από 223 εκατομμύρια χρόνια, ένα είδος μονοκύτταρων πράσινων φυκιών άρχισε να σχηματίζει συσσωματώματα κυττάρων κολλημένα μεταξύ τους με μια κόλλα εκκριμένων πρωτεϊνών και σακχάρων (και μπορούμε να δούμε είδη που το κάνουν αυτό σήμερα).

Πριν από 200 εκατομμύρια χρόνια, ο ρυθμός της κυτταρικής διαίρεσης άρχισε να ελέγχεται γενετικά. Σε αντίθεση με τους μονοκύτταρους οργανισμούς, που αναπαράγονται όποτε το περιβάλλον είναι σωστό, τα νέα πολυκύτταρα φύκια άρχισαν να ελέγχουν πόσα θυγατρικά κύτταρα παράγουν. Αυτό είναι ένα κρίσιμο βήμα προς τη δημιουργία ενός πολυκυτταρικού σχεδίου σώματος με γενετικά ελεγχόμενες διαστάσεις.

3) Περίπου 10 εκατομμύρια χρόνια αργότερα, τα κύτταρα ορισμένων πολυκυτταρικών ειδών φυκιών άρχισαν να προσανατολίζουν τα μαστίγια που μοιάζουν με μαστίγια προς την ίδια κατεύθυνση, έτσι ώστε όλα τα μαστίγια να συνεργάζονται για τον έλεγχο της κατεύθυνσης κολύμβησης του οργανισμού.

Πριν από 100 εκατομμύρια χρόνια, ορισμένα είδη φυκών είχαν δημιουργήσει ξεχωριστά γεννητικά γεννητικά κύτταρα και έκτοτε, διάφορα είδη φυκιών βολβοκίνου έχουν αναπτύξει περισσότερα κύτταρα με εξαιρετικά εξειδικευμένες λειτουργίες.

Ένα χαρακτηριστικό αυτής της χρονικής κλίμακας είναι ότι οι μεγάλες καινοτομίες συμβαίνουν σποραδικά. Οι ερευνητές πρότειναν ότι αυτά τα σημαντικά γεγονότα συνέπεσαν με τις εφευρέσεις νέων τρόπων για την επίλυση συγκρούσεων μεταξύ μεμονωμένων κυττάρων στον οργανισμό: με άλλα λόγια, τα πρώην ανεξάρτητα κύτταρα έπρεπε να μάθουν πώς να εκπολιτίζονται. Τα μονοκύτταρα μικρόβια λειτουργούν πολύ καλά ως άτομα. Κάποια από αυτή την ατομικότητα πρέπει να εγκαταλειφθεί για το καλύτερο καλό όταν τα κύτταρα συνδέουν την εξελικτική τους μοίρα ως ένας πολυκύτταρος οργανισμός. Ένα βασικό παράδειγμα επίλυσης συγκρούσεων είναι η εξέλιξη των γενετικών ορίων στην κυτταρική διαίρεση: για να έχουμε ένα συνεκτικό, πολυκύτταρο σχέδιο σώματος, τα μεμονωμένα κύτταρα δεν μπορούν απλά να διαιρεθούν με την εγκατάλειψη, όπως κάνουν τα βακτήρια. Όταν τα κύτταρα ξεφεύγουν από αυτούς τους γενετικούς ελέγχους στη διαίρεση στους ανθρώπους, εμφανίζετε καρκίνο.

Η εξέλιξη των πολυκύτταρων οργανισμών είναι ένα σημαντικό εξελικτικό βήμα. Στην ιστορία μας (η ιστορία των ζώων), το πώς συνέβη αυτό το βήμα χάνεται κάπου στη βαθιά ιστορία. Ωστόσο, η εξέλιξη της πολυκυτταρικότητας έχει συμβεί ξανά και ξανά, και στην περίπτωση των ηφαιστειακών φυκών, μπορούμε να μελετήσουμε αυτό το βασικό εξελικτικό βήμα στο εργαστήριο.

Ελάτε μαζί μου αύριο, εδώ στο Adaptive Complexity, για την ημέρα 19 από τις 30 ημέρες του Evolution Blogging Η εξέλιξη ως επιστήμη είναι ζωντανή και καλά. Κάθε μέρα θα δημοσιεύω ένα άρθρο σχετικά με την εξέλιξη που δημοσιεύτηκε το 2009.

Είστε blogger και θέλετε να συμμετάσχετε; Να πώς.

Εικόνα πρώτης σελίδας του Volvox aureus από τον Δρ. Ralf Wagner, ευγενική χορηγία του Wikimedia Commons, που δημοσιεύτηκε με την άδεια GNU Free Documentation License.

Καλώς ορίσατε στο Adaptive Complexity, όπου γράφω για τη γονιδιωματική, τη βιολογία των συστημάτων, την εξέλιξη και τη σύνδεση μεταξύ επιστήμης και λογοτεχνίας,


Ινστιτούτο Έρευνας Δημιουργίας

Πρόσφατοι τίτλοι ισχυρίζονται, & ldquoΟι επιστήμονες είδαν μια μονοκύτταρη άλγη να εξελίσσεται σε πολυκύτταρο οργανισμό. & Rdquo 1 Στην πραγματικότητα, το πείραμα έδειξε ότι δεν είχε συμβεί τίποτα περισσότερο από μια ακατέργαστη συσσώρευση μεμονωμένων κυττάρων. Ένας νέος πολυκύτταρος οργανισμός δεν δημιουργήθηκε, ούτε παρατηρήθηκε καμία πραγματική εξέλιξη.

Ένα από τα κύρια εμπόδια στη μεγάλη ιστορία των μορίων στην εξέλιξη του ανθρώπου είναι το πώς η ζωή μετατράπηκε για πρώτη φορά από μονοκύτταρους σε πολυκύτταρους οργανισμούς. Τα φυτά και τα ζώα είναι πολύπλοκα συστήματα αλληλοσύνδεσης κυττάρων που σχηματίζουν ιστούς, δομές και ολόκληρα σώματα. Πώς θα μπορούσαν πλάσματα όπως τα βακτήρια ή τα φύκια να κάνουν το μεγάλο εξελικτικό εμπόδιο σε πολύπλοκα πολυκύτταρα πλάσματα; Δεν υπάρχει καμία απόδειξη ότι αυτό συνέβη ποτέ στα απολιθώματα και δεν βλέπουμε να συμβαίνει κάτι τέτοιο τώρα.

Παρά τη ματαιότητα του εξελικτικού παραδείγματος να εξηγήσει δεδομένα του πραγματικού κόσμου, οι επιστήμονες που απορρίπτουν τον Θεό θα προσκολληθούν ουσιαστικά σε κάθε φυσικό φαινόμενο και στη συνέχεια θα του δώσουν μια περίεργη συστροφή για να υποστηρίξουν το πρότυπό τους. Αυτό συμβαίνει με μια νέα μελέτη που περιλαμβάνει έναν μονοκύτταρο τύπο φυκιών που ονομάζεται Chlamydomonas reinhardtii. Αυτός ο τύπος πλάσματος βρίσκεται συνήθως ως ελεύθερος κολυμβητής είτε σε γλυκό είτε σε αλμυρό νερό με τη βοήθεια δύο μαστιγίων (ουρές σαν μαστίγιο). Ωστόσο, είναι επίσης πολύ γνωστό για την ικανότητά του να σχηματίζει ένα ζελατινώδες τρίχωμα και στη συνέχεια να συσσωρεύεται μαζί με άλλα κύτταρα φύκια για να σχηματίσει μικρές συστάδες κυττάρων που ονομάζονται παλμελοειδή. 2 Αυτή η συσσωρευμένη συμπεριφορά είναι μια προσαρμοστική απάντηση που προκύπτει ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασής της με το περιβάλλον της.

Το 2006, οι επιστήμονες το ανακάλυψαν C. reinhardtii θα σχημάτιζαν αυτά τα συμπλέγματα όταν καλλιεργούνταν με rotifer & ένα άλλο μικροσκοπικό πλάσμα που του άρεσε να τα τρώει. 2 Η συσσώρευση μαζί θα τους βοηθούσε να αποφύγουν να φαγωθούν. Τώρα, σε αυτήν την τρέχουσα μελέτη τα ίδια φαινόμενα έχουν παρατηρηθεί σε ένα κάπως πιο περίτεχνο πείραμα. 3 Σε αυτή τη νέα μελέτη, ένα συγγενές στέλεχος του C. reinhardtii διασταυρώθηκε με άλλους γενετικά διαφορετικούς τύπους για να δημιουργήσει νέους πληθυσμούς με μεγάλη ποσότητα γενετικής μεταβλητότητας. Στη συνέχεια, οι ερευνητές εξέθεσαν απομονώσεις που ελήφθησαν από αυτές τις διασταυρώσεις σε ένα μονοκύτταρο αρπακτικό που ονομάζεται paramecium. Σε δύο από τις πέντε απομονωμένες ομάδες, τα φύκια φάνηκε να εκφράζουν μόνιμα την τάση να συσσωρεύονται μαζί. Στους γενετικά διαφορετικούς πληθυσμούς που εκτέθηκαν στο αρπακτικό, αυτό δεν συνέβη ποτέ.

Όχι μόνο οι ερευνητές διατύπωσαν τον υπερβολικό ισχυρισμό ότι είχαν παρατηρήσει την εξέλιξη της πολυκυτταρικότητας, αλλά ισχυρίστηκαν επίσης ότι η πίεση και η επιλογή της παρουσίας ενός αρπακτικού & rsquos προκάλεσε την υποτιθέμενη εξελικτική διαδικασία. Όμως, ένα πρόσφατα εξελιγμένο πολυκύτταρο πλάσμα δεν παρατηρήθηκε ποτέ και μόνο σφαιρίδια φυκιών τεκμηριώθηκαν προηγουμένως όπως σε άλλες μελέτες. Το γεγονός ότι ορισμένοι απομονωμένοι εξέφραζαν το χαρακτηριστικό μόνιμα πιθανότατα σήμαινε ότι είχε συμβεί απώλεια πληροφοριών. Perhapsσως μια μετάλλαξη ενός γονιδίου συνέβη στο μονοπάτι της προσαρμοστικής απόκρισης που τους επιτρέπει να κάνουν κύκλο μπρος-πίσω μεταξύ συσσώρευσης και ελεύθερης ζωής. Σε γενετικά ποικίλους πληθυσμούς, αυτό δεν συνέβη ποτέ. Συνήθως, τέτοιες μεταλλάξεις δεν επιτρέπουν σε τέτοια πλάσματα να επιβιώσουν στη φύση επειδή είναι άτομα με ειδικές ανάγκες και μπορούν να προσαρμοστούν ευέλικτα.

Σε μια προηγούμενη μελέτη, οι ερευνητές σημείωσαν σοφά ότι η ικανότητα των φυκών να προσαρμόζουν δυναμικά το μέγεθος και τα χαρακτηριστικά τους στο περιβάλλον τους ήταν απόδειξη ότι θα μπορούσαν να εντοπίσουν τις περιβαλλοντικές αλλαγές και να ανταποκριθούν κατάλληλα. & Rdquo 2 Αυτή η νέα μελέτη είναι ακόμα ένα ακόμη παράδειγμα αποδεικτικά στοιχεία για αυτό που ο επιστήμονας της ICR, Δρ. Randy Guliuzza, έχει τεκμηριώσει και ονομάζεται «συνεχής περιβαλλοντική παρακολούθηση» & rdquo & mdasha σφραγίδα ενσωματωμένης μηχανικής προσαρμοστικότητας. 4 Μια τέτοια έρευνα θα έπρεπε να δίνει δόξα στον Δημιουργό που δημιούργησε την προ-προγραμματισμένη προσαρμοστικότητα αυτών των πλασμάτων, όχι το παράλογο του εξελικτικού μύθου.


Από μεμονωμένα κύτταρα έως πολυκύτταρη ζωή

Όλα τα πολυκύτταρα πλάσματα προέρχονται από μονοκύτταρους οργανισμούς. Το άλμα από τη μονοκύτταρη στην πολυκύτταρη είναι δυνατή μόνο εάν τα αρχικά ανεξάρτητα κύτταρα συνεργαστούν. Τα λεγόμενα κελιά εξαπάτησης που εκμεταλλεύονται τη συνεργασία άλλων θεωρούνται σημαντικό εμπόδιο. Επιστήμονες του Ινστιτούτου Max Planck for Evolutionary Biology στο Plön της Γερμανίας, μαζί με ερευνητές από τη Νέα Ζηλανδία και τις ΗΠΑ, παρατήρησαν σε πραγματικό χρόνο την εξέλιξη απλών αυτοπαραγωγικών ομάδων κυττάρων από προηγουμένως μεμονωμένα κύτταρα. Οι νεογέννητοι οργανισμοί αποτελούνται από έναν μόνο ιστό αφιερωμένο στην απόκτηση οξυγόνου, αλλά αυτός ο ιστός παράγει επίσης κύτταρα που είναι οι σπόροι των μελλοντικών γενεών: ένας αναπαραγωγικός καταμερισμός εργασίας. Ενδιαφέροντα είναι ότι τα κύτταρα που χρησιμεύουν ως γεννητική σειρά προέρχονται από κύτταρα εξαπάτησης των οποίων τα καταστροφικά αποτελέσματα εξημερώθηκαν με την ενσωμάτωση σε έναν κύκλο ζωής που επέτρεψε στις ομάδες να αναπαραχθούν. Ο κύκλος της ζωής αποδείχθηκε ότι ήταν ένα θεαματικό δώρο στην εξέλιξη. Αντί να εργάζεται απευθείας στα κύτταρα, η εξέλιξη μπόρεσε να εργαστεί σε ένα αναπτυξιακό πρόγραμμα που τελικά συγχώνευε τα κύτταρα σε έναν ενιαίο οργανισμό. Όταν συνέβη αυτό, οι ομάδες άρχισαν να ευημερούν με τα άλλοτε ελεύθερα κύτταρα να λειτουργούν για το καλό του συνόλου.

Ποικιλομορφία μεταξύ εκκολαπτόμενων πολυκύτταρων συλλογικοτήτων: Σε τέτοια πιάτα που περιέχουν διάφορα στελέχη Pseudomonas fluorescens οι επιστήμονες παρατήρησαν σε πραγματικό χρόνο την εξέλιξη απλών αυτοπαραγωγικών ομάδων κυττάρων από προηγούμενα μεμονωμένα κύτταρα.

Μεμονωμένα βακτηριακά κύτταρα του Pseudomonas fluorescens συνήθως ζουν ανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Ωστόσο, ορισμένες μεταλλάξεις επιτρέπουν στα κύτταρα να παράγουν κολλητικές κόλλες που κάνουν τα κύτταρα να παραμένουν κολλημένα μεταξύ τους μετά την κυτταρική διαίρεση. Κάτω από κατάλληλες οικολογικές συνθήκες, τα κυτταρικά συγκροτήματα μπορούν να ευνοηθούν από τη φυσική επιλογή, παρά το κόστος για τα μεμονωμένα κύτταρα που παράγουν τις κόλλες. Πότε Ψευδομόνας φθορισμού Αναπτύσσεται σε ακλόνητους δοκιμαστικούς σωλήνες, οι κυτταρικές συλλογές ευημερούν επειδή σχηματίζουν στρώματα στην επιφάνεια των υγρών όπου τα κύτταρα αποκτούν πρόσβαση σε οξυγόνο που διαφορετικά –στο υγρό– δεν είναι διαθέσιμο.

Δεδομένου τόσο του κόστους που σχετίζεται με την παραγωγή συγκολλητικών ουσιών όσο και των οφελών που προκύπτουν στο σύνολο, η φυσική επιλογή αναμένεται να ευνοήσει τύπους που δεν παράγουν πλέον δαπανηρές κόλλες, αλλά εκμεταλλεύονται το χαλί για να υποστηρίξουν τη δική τους ταχεία ανάπτυξη. Αυτοί οι τύποι αναφέρονται συχνά ως απατεώνες επειδή εκμεταλλεύονται την προσπάθεια της κοινότητας χωρίς να πληρώνουν κανένα από τα έξοδα. Οι απατεώνες εμφανίζονται στους πειραματικούς πληθυσμούς των συγγραφέων και προκαλούν κατάρρευση των στρωμάτων. Τα χαλάκια αποτυγχάνουν όταν τα cheats ευημερούν: τα cheat αποκτούν άφθονο οξυγόνο, αλλά δεν συνεισφέρουν καμία κόλλα για να μην αποσυντεθεί το χαλάκι – τα χαλάκια τελικά σπάνε και πέφτουν στον πυθμένα όπου δεν έχουν οξυγόνο.

Ο Paul Rainey, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης στο New Zealand Institute for Advanced Study και στο Max Planck Institute for Evolutionary Biology, εξηγεί: «Οι απλές συνεργαζόμενες ομάδες - όπως τα στρώματα που μας ενδιαφέρουν - αποτελούν μια πιθανή πηγή πολυκυτταρικής ζωής, αλλά όχι νωρίτερα προκύπτουν, παρά αποτυγχάνουν: η ίδια διαδικασία που εξασφαλίζει την επιτυχία τους - η φυσική επιλογή -, εξασφαλίζει το θάνατό τους. " Αλλά ακόμη πιο προβληματικό είναι ότι οι ομάδες, όταν υπήρχαν, πρέπει να έχουν κάποια μέσα αναπαραγωγής, αλλιώς έχουν μικρή εξελικτική συνέπεια.

Η σκέψη αυτού του προβλήματος οδήγησε τον Rainey σε μια έξυπνη λύση. Τι θα γινόταν αν οι απατεώνες θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως σπόροι - μια γενετική σειρά - για το επόμενο σετ χαλάκια: ενώ οι απατεώνες καταστρέφουν τα χαλάκια, τι γίνεται με το ενδεχόμενο να είναι και αυτοί σαν σωτήρας τους; «Είναι απλώς θέμα προοπτικής», υποστηρίζει ο Rainey. Η ιδέα είναι όμορφα απλή, αλλά αντι-διαισθητική. Παρ 'όλα αυτά, προσφέρει πιθανές λύσεις σε βαθιά προβλήματα όπως η προέλευση της αναπαραγωγής, η διάκριση σώματος / μικροβίου - ακόμη και η ίδια η προέλευση της ανάπτυξης.

Στα πειράματά τους οι ερευνητές συνέκριναν πώς δύο διαφορετικοί κύκλοι ζωής επηρέασαν την εξέλιξη της ομάδας (ματ). Στην πρώτη, τα στρώματα αφέθηκαν να αναπαραχθούν μέσω ενός κύκλου ζωής δύο φάσεων στον οποίο τα χαλάκια δημιούργησαν απογόνους ψάθας μέσω κυττάρων απατεώνων που λειτουργούσαν ως ένα είδος βλαστικής σειράς. Στο δεύτερο, τα cheats καθαρίστηκαν και τα χαλάκια αναπαράχθηκαν με κατακερματισμό. «Η βιωσιμότητα των βακτηριακών στρωμάτων που προέκυψαν, δηλαδή η βιολογική τους ικανότητα, βελτιώθηκε και στα δύο σενάρια, υπό την προϋπόθεση ότι θα επιτρέπαμε στα χαλάκια να ανταγωνίζονται μεταξύ τους», εξηγεί η Katrin Hammerschmidt από το New Zealand Institute for Advanced Study.

Παραδόξως, ωστόσο, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι όταν οι απατεώνες ήταν μέρος του κύκλου ζωής, η ικανότητα των κυτταρικών συλλογών αποσυνδέθηκε από αυτή των μεμονωμένων κυττάρων: δηλαδή, τα πιο κατάλληλα στρώματα αποτελούνταν από κύτταρα με σχετικά χαμηλή ατομική ικανότητα. «Τα εγωιστικά συμφέροντα των μεμονωμένων κυττάρων σε αυτές τις συλλογές φαίνεται να έχουν κατακτηθεί από τη φυσική επιλογή που λειτουργεί σε επίπεδο στρώματος: μεμονωμένα κύτταρα κατέληξαν να εργάζονται για το κοινό καλό. Τα προκύπτοντα χαλάκια ήταν επομένως κάτι περισσότερο από μια περιστασιακή σύνδεση πολλαπλών κυττάρων. Αντ 'αυτού, εξελίχθηκαν σε ένα νέο είδος βιολογικής οντότητας - έναν πολυκύτταρο οργανισμό του οποίου η καταλληλότητα δεν μπορεί πλέον να εξηγηθεί από την καταλληλότητα των μεμονωμένων κυττάρων που αποτελούν την ομάδα ", λέει ο Rainey.


Το μοντέλο πολυκυτταρικής εξέλιξης ανατρέπει την κλασική θεωρία

Τα κύτταρα μπορούν να εξελίξουν εξειδικευμένες λειτουργίες υπό πολύ ευρύτερο φάσμα συνθηκών από ό, τι πιστεύαμε, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύτηκε σήμερα στο eLife.

Τα ευρήματα, που δημοσιεύτηκαν αρχικά στο bioRxiv*, παρέχουν νέες γνώσεις σχετικά με τη φυσική επιλογή και μας βοηθούν να κατανοήσουμε πώς και γιατί η κοινή πολυκύτταρα ζωή έχει εξελιχθεί τόσες φορές στη Γη.

Η ζωή στη Γη έχει μεταμορφωθεί από την εξέλιξη των πολυκυτταρικών μορφών ζωής. Η πολυκυτταρικότητα επέτρεψε στους οργανισμούς να αναπτύξουν εξειδικευμένα κύτταρα για την εκτέλεση ορισμένων λειτουργιών, όπως είναι τα νευρικά κύτταρα, τα κύτταρα του δέρματος ή τα μυϊκά κύτταρα. Από καιρό θεωρείται ότι αυτή η εξειδίκευση των κυττάρων θα συμβεί μόνο όταν υπάρχουν οφέλη. Για παράδειγμα, εάν με την εξειδίκευση, τα κύτταρα μπορούν να επενδύσουν σε δύο προϊόντα Α και Β, τότε η εξέλιξη θα ευνοήσει την εξειδίκευση μόνο εάν η συνολική παραγωγή τόσο του Α όσο και του Β είναι μεγαλύτερη από αυτή που παράγεται από ένα γενικό κύτταρο. Ωστόσο, μέχρι σήμερα, υπάρχουν λίγα στοιχεία που να υποστηρίζουν αυτήν την έννοια.

«Αντί για κάθε κύτταρο να παράγει αυτό που χρειάζεται, τα εξειδικευμένα κύτταρα πρέπει να είναι σε θέση να συναλλάσσονται μεταξύ τους. Προηγούμενες εργασίες υποδηλώνουν ότι αυτό συμβαίνει μόνο όσο η παραγωγικότητα της συνολικής ομάδας συνεχίζει να αυξάνεται », εξηγεί ο επικεφαλής συγγραφέας David Yanni, διδακτορικός φοιτητής στο Georgia Institute of Technology, Atlanta, ΗΠΑ. «Η κατανόηση της εξέλιξης του εμπορίου μεταξύ κυττάρων απαιτεί να γνωρίζουμε την έκταση των κοινωνικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των κυττάρων και αυτό υπαγορεύεται από τη δομή των δικτύων μεταξύ τους.»

Για να το μελετήσει περαιτέρω, η ομάδα χρησιμοποίησε τη θεωρία του δικτύου για να αναπτύξει ένα μαθηματικό μοντέλο που τους επέτρεψε να διερευνήσουν πώς διαφορετικά χαρακτηριστικά κυτταρικού δικτύου επηρεάζουν την εξέλιξη της εξειδίκευσης. Ξεχώρισαν δύο βασικές μετρήσεις της καταλληλότητας της κυτταρικής ομάδας - βιωσιμότητα (ικανότητα επιβίωσης των κυττάρων) και γονιμότητα (ικανότητα αναπαραγωγής των κυττάρων). Αυτό είναι παρόμοιο με το πώς οι πολυκύτταροι οργανισμοί μοιράζουν την εργασία στην πραγματική ζωή - τα γεννητικά κύτταρα αναπαράγονται και τα σωματικά κύτταρα λειτουργούν για να εξασφαλίσουν ότι ο οργανισμός επιβιώνει.

Στο μοντέλο, τα κύτταρα μπορούν να μοιραστούν μερικά από τα αποτελέσματα της επένδυσής τους στη βιωσιμότητα με άλλα κύτταρα, αλλά δεν μπορούν να μοιραστούν τα αποτελέσματα των προσπαθειών αναπαραγωγής. Έτσι, σε μια πολυκύτταρη ομάδα, η βιωσιμότητα κάθε κυττάρου είναι η απόδοση της δικής του επένδυσης και των άλλων στην ομάδα και δίνει μια ένδειξη της ικανότητας του ομίλου.

Μελετώντας πώς οι διαφορετικές δομές δικτύου επηρέασαν την ικανότητα της ομάδας, η ομάδα κατέληξε σε ένα εκπληκτικό συμπέρασμα: διαπίστωσαν ότι η εξειδίκευση των κυττάρων μπορεί να ευνοηθεί ακόμη και αν αυτό μειώσει τη συνολική παραγωγικότητα της ομάδας. Για να ειδικευτούν, τα κελιά στο δίκτυο πρέπει να είναι αραιά συνδεδεμένα και δεν μπορούν να μοιράζονται εξίσου όλα τα προϊόντα της εργασίας τους. Αυτά ταιριάζουν με τις συνθήκες που είναι κοινές στην πρώιμη εξέλιξη των πολυκύτταρων οργανισμών - όπου τα κύτταρα μοιράζονται φυσικά διαφορετικά καθήκοντα βιωσιμότητας και αναπαραγωγής, συχνά εις βάρος άλλων κυττάρων της ομάδας.

"Τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν ότι η εξέλιξη της πολύπλοκης πολυκυτταρικότητας, που υποδεικνύεται από την εξέλιξη εξειδικευμένων κυττάρων, είναι απλούστερη από ό, τι πιστεύαμε, αλλά μόνο εάν πληρούνται μερικά συγκεκριμένα κριτήρια", καταλήγει ο ανώτερος συγγραφέας Peter Yunker, Επίκουρος Καθηγητής στο Georgia Institute of Technology, Ατλάντα, ΗΠΑ. «Αυτό έρχεται σε άμεση αντίθεση με την επικρατούσα άποψη ότι απαιτούνται αυξανόμενες αποδόσεις προκειμένου η φυσική επιλογή να ευνοήσει την αυξημένη εξειδίκευση».


Υπάρχει κάποια απόδειξη ότι κάποιοι μονοκύτταροι οργανισμοί εξελίχθηκαν * από * πολυκυτταρικούς οργανισμούς;

Νομίζω ότι υποτίθεται ότι η ζωή ξεκίνησε με μικροοργανισμούς που συνδυάστηκαν σε πιο πολύπλοκους οργανισμούς. Αλλά έχω διαβάσει ότι οι αμοιβάδες έχουν πολύπλοκα γονιδιώματα με συγκεκριμένες μετρήσεις - θα μπορούσαν αυτές οι πληροφορίες να είναι αποτέλεσμα αυτών που κάποτε αποτελούσαν μέρος κάτι πιο πολύπλοκου και ίσως τέτοιοι οργανισμοί θα μπορούσαν να διαφοροποιηθούν σε πιο εξειδικευμένα κύτταρα;

Ένα κοινό στοιχείο μεταξύ όσων γνωρίζω είναι ότι είναι παρασιτικοί απόγονοι του είδους ξενιστή - δηλαδή, μολυσματικοί καρκίνοι που έγιναν μεταδοτικά παράσιτα.

Το πρώτο είναι το μεταδοτικό αφροδίσιο σάρκωμα του σκύλου. Είναι καρκινικά κύτταρα που έγιναν σεξουαλικά μεταδιδόμενη ασθένεια πριν από αρκετές χιλιάδες χρόνια. Με τα χρόνια έχουν χάσει αρκετά από το κυνικό γενετικό τους υλικό, όντας μονοκύτταροι οργανισμοί αντί για λύκους/σκύλους. Έτσι, δεν είναι πλέον γενετικά σκύλοι (σε ​​αντίθεση με έναν τυπικό καρκίνο), αλλά μάλλον ένα διαφορετικό είδος.

Για ένα διαφορετικό τύπο παραδείγματος που δεν είναι μονοκύτταρο είναι μια γελοία μειωμένη μέδουσα που προκαλεί περιστρεφόμενη ασθένεια στην πέστροφα.


Περίληψη

Οποιοδήποτε παράδειγμα εξέλιξης (δαρβινισμός, αναδυόμενη εξέλιξη, εκτεταμένη σύνθεση κ.λπ.) προϋποθέτει ότι νέα γονίδια θα σχηματίζονται συνεχώς καθώς οι οργανισμοί εξελίσσονται. Ωστόσο, τα συχνά αναφερόμενα παραδείγματα εξέλιξης νέων γονιδίων είναι στην πραγματικότητα η απώλεια της προϋπάρχουσας γενετικής δραστηριότητας.23 Αντίθετα, ο σχηματισμός νέων γονιδίων παραμένει σε μεγάλο βαθμό μη τεκμηριωμένος.24

This is a significant problem, and one almost always overlooked by the evolutionary community. Regardless of what historical reconstructions and circumstantial evidence is put forward, without a plausible genetic mechanism any evolutionary scenario has little credibility. They are literally just a story.