Деление клеток, напоминающее деление эмбриона животного, наблюдалось в доисторическом одноклеточном организме, что позволяет предположить, что эмбриональное развитие могло существовать до эволюции животных.
Chromosphaera perkinsii — одноклеточный вид, обнаруженный в 2017 году в морских отложениях вокруг Гавайев. Первые признаки его присутствия на Земле датируются более чем миллиардом лет, задолго до появления первых животных. Группа ученых из Женевского университета (UNIGE) обнаружила, что этот вид образует многоклеточные структуры, которые имеют поразительное сходство с эмбрионами животных. Эти наблюдения предполагают, что генетические программы, отвечающие за эмбриональное развитие, уже присутствовали до появления животной жизни или что C. perkinsii эволюционировал независимо, чтобы развить похожие процессы. Следовательно, природа обладала генетическими инструментами для «создания яиц» задолго до того, как она «изобрела кур». Это исследование опубликовано в журнале Nature.
Первые формы жизни, появившиеся на Земле, были одноклеточными, т. е. состоящими из одной клетки, например, дрожжи или бактерии. Позже животные - многоклеточные организмы - эволюционировали, развиваясь из одной клетки, яйцеклетки, чтобы сформировать сложные существа. Это эмбриональное развитие следует точным стадиям, которые удивительно похожи между видами животных и могут датироваться периодом задолго до появления животных. Однако переход от одноклеточных видов к многоклеточным организмам все еще очень плохо изучен.
Руководитель исследования Омая Дудин и его команда сосредоточились на Chromosphaera perkinsii , или C. perkinsii , предковом виде протистов. Этот одноклеточный организм отделился от эволюционной линии животных более миллиарда лет назад, предлагая ценную информацию о механизмах, которые могли привести к переходу к многоклеточности.
Наблюдая за C. perkinsii, ученые обнаружили, что эти клетки, достигнув максимального размера, делятся, не разрастаясь дальше, образуя многоклеточные колонии, напоминающие ранние стадии развития эмбриона животного. Беспрецедентно, что эти колонии сохраняются в течение примерно трети своего жизненного цикла и включают в себя по крайней мере два различных типа клеток, что является удивительным явлением для этого типа организмов.
«Хотя C. perkinsii является одноклеточным видом, такое поведение показывает, что многоклеточные процессы координации и дифференциации уже присутствовали у этого вида, задолго до появления первых животных на Земле», — объясняет Омая Дудин.
Еще более удивительно, что способ деления этих клеток и трехмерная структура, которую они принимают, поразительно напоминают ранние стадии эмбрионального развития животных. В сотрудничестве с доктором Джоном Бернсом (Лаборатория океанических наук Бигелоу) анализ генетической активности в этих колониях выявил интригующие сходства с наблюдаемыми у эмбрионов животных, что позволяет предположить, что генетические программы, управляющие сложным многоклеточным развитием, уже присутствовали более миллиарда лет назад.
«Это увлекательно, вид, открытый совсем недавно, позволяет нам вернуться назад во времени более чем на миллиард лет», - объясняет соавтор исследования Марин Оливетта.
Фактически, исследование показывает, что либо принцип эмбрионального развития существовал до животных, либо механизмы многоклеточного развития развились отдельно у C. perkinsii.
Это открытие также может пролить новый свет на давнюю научную дискуссию относительно ископаемых возрастом 600 миллионов лет, напоминающих эмбрионы, и может поставить под сомнение некоторые традиционные концепции многоклеточности.
