Уникальные бактерии, которые не могут жить поодиночке, проливают свет на ранние этапы эволюции сложной жизни
Учёные обнаружили необычный вид бактерий — многоклеточные магнитотактические бактерии (MMB), — которые никогда не существуют в виде одиночных клеток. Эти микроорганизмы, найденные в сероводородных отложениях солёных болот Массачусетса, могут быть ключом к пониманию перехода от простых одноклеточных форм жизни к сложным многоклеточным организмам, подобным человеку.
В отличие от других бактерий, способных объединяться в колонии при необходимости, MMB всегда функционируют как единое целое. Каждая клетка в их сообществе (консорциуме) неспособна выжить в одиночку. Консорциум MMB имеет сферическую форму с полостью в центре, напоминая бластоцисту — раннюю стадию эмбрионального развития после слияния яйцеклетки и сперматозоида. Это сходство делает MMB особенно интересными для изучения эволюции многоклеточности.
Долгое время считалось, что клетки внутри консорциума являются клонами, поскольку они синхронно делятся при размножении. Однако новое исследование, проведённое командой микробиологов под руководством Джорджа Шейбла из Университета Монтаны, опровергло эту гипотезу. Учёные проанализировали метагеномы 22 консорциумов MMB и выяснили, что клетки внутри них генетически разнообразны и выполняют разные функции, подобно органам в организме или специалистам в обществе.
MMB способны усваивать как неорганический, так и органический углерод, что позволяет им выживать в изменчивых условиях солёных болот. Разные группы бактерий внутри консорциума по-разному используют источники энергии, что, вероятно, и делает их полностью зависимыми друг от друга. Учёные предполагают, что клетки могут обмениваться ресурсами через внеклеточное пространство или мембранные везикулы, формируя своего рода «разделение труда».
Это открытие поддерживает теорию о том, что генетическое и метаболическое разнообразие внутри консорциума могло стать важным шагом в эволюции многоклеточной жизни. Дальнейшие исследования, включая моделирование метаболических сетей, помогут глубже понять механизмы взаимодействия этих удивительных бактерий.
Исследование опубликовано в журнале .