Эволюция многоклеточной жизни, этот увлекательный переход от одноклеточных организмов к более сложным формам жизни, долгое время оставалась загадкой для ученых. Как независимые организмы, живущие по отдельности и питающиеся в одиночку, объединились в многоклеточные образования? Группа исследователей из Лаборатории морской биологии (MBL), возможно, нашла недостающий фрагмент этой головоломки. Их недавнее исследование пищевого поведения одноклеточных организмов стенторов позволяет предположить, что гидродинамика, способствующая кооперативному питанию, могла стать ключевым фактором в эволюции более сложных форм жизни.

Кооперативное питание у стеноторов: удивительное открытие

Стенторы — гигантские, трубообразные, одноклеточные организмы, обитающие преимущественно в прудах и озерах. Эти организмы питаются, создавая водовороты воды с помощью ресничек вокруг своего рта, что позволяет им всасывать мелкую добычу, например бактерии. Что делает изучение этих существ особенно интересным, так это их способность образовывать колонии, хотя и временные. В одной из лабораторий стенторы быстро образовывали группы, не прикрепляясь друг к другу, а стоя бок о бок, их похожие на трубы кончики колыхались вместе, иногда на расстоянии. Такое поведение заинтриговало ученых, поскольку это не просто пассивная группировка. Измеряя потоки воды, они обнаружили, что, находясь рядом друг с другом, стенотомы способны поглощать в два раза больше воды, чем при питании в одиночку. Это позволяло им не только поглощать больше пищи, но и быстрее захватывать добычу благодаря возросшей мощности их совместных водоворотов. В некотором смысле, единое целое было сильнее, чем сумма его частей.

Гидродинамика и образование первых колоний

Одним из самых захватывающих аспектов этого открытия является то, как стенотомы, казалось, меняли партнеров, двигаясь то к одному соседу, то к другому, увеличивая при этом поток воды, который они могли коллективно всасывать. Именно это взаимодействие между ними, по-видимому, и позволило максимально увеличить их ресурсы. Исследователи даже назвали этот феномен «любит — не любит», поскольку стеноторовые колеблются между временным сотрудничеством и разлукой. Ученые также заметили, что когда пищи стало меньше, стенотомы разделились, вернувшись к более одиночному образу жизни. Это, по-видимому, свидетельствует о некой эволюционной стратегии. Во времена изобилия ресурсов сотрудничество выгодно, но когда ресурсы иссякают, на смену приходит индивидуальная конкуренция. В каком-то смысле это явление представляет собой форму «возвращения к независимости», когда каждая особь максимизирует свои шансы на выживание, удаляясь от других в поисках собственной пищи.

Связь с происхождением многоклеточности

Благодаря этому исследованию ученые заинтересовались не только особым поведением одноклеточных организмов, но и тем, как эта динамика повлияет на историю развития многоклеточной жизни. Модель сотрудничества, наблюдаемая у стеноторов, на самом деле может иллюстрировать раннюю стадию эволюции многоклеточности, задолго до того, как организмы объединились на постоянной основе, чтобы сформировать сложные, прочные структуры. Это временное сотрудничество между генетически различными особями, произошедшее около 2,5 миллиарда лет назад, позволяет предположить, что переход к более совершенным многоклеточным формам произошел не сразу, а постепенно, когда организмы сначала объединились для максимального использования своих ресурсов, а затем эволюционировали к стабильным, постоянным многоклеточным формам жизни. Другими словами, такое поведение — «жить вместе, но не обязательно навсегда» — могло быть важнейшим этапом, на котором организмы испытали преимущества кооперации, не связывая себя постоянными узами.

Источник: New-Science.ru https://new-science.ru/neveroyatnoe-otkrytie-kak-eti-prostye-organizmy-prolozhili-put-k-evoljucii-slozhnoj-zhizni/