Yksi tieteen suurimmista arvoituksista on ollut yksisoluisten organismien evoluutio uskomattoman monimuotoiseksi kasvillisuudeksi ja eläimistöksi, jonka näemme tänään. Kuinka maa muutti alun perin elottomalta kallionpallolta vain yksisoluisten organismien asuttamaan maailmaan, jonka elämä on monimutkaisempaa?
Kuten tutkijat ymmärtävät, yksisoluiset organismit alkoivat ensin kehittyä monimutkaisemmiksi muodoiksi yli 500 miljoonaa vuotta sitten, kun ne alkoivat muodostaa monisoluisia klustereita. Mitä ei ymmärretä, on vain kuinka prosessi tapahtui. Mutta nyt biologit ovat vielä yhden askeleen lähempänä tajunnut tämän palapelin, toistamalla onnistuneesti tämän avaintoimenpiteen - käyttämällä leivän ja oluen valmistuksessa yleistä ainesosaa - tavallista panimon hiivaa (Saccharomyces cerevisiae). Samalla kun se auttaa ratkaisemaan evoluutio arvoituksia täällä maan päällä, sillä on laajentumisen lisäksi myös kysymys biologisesta evoluutiosta myös muilla planeetoilla tai kuukausilla.
Tulokset julkaistiin viime viikon lehdessä Kansallisen tiedeakatemian lehden julkaisut (PNAS).
Hiivat ovat sienten mikroskooppinen muoto; ne ovat yksisoluisia, mutta niistä voi tulla monisoluisia muodostamalla kytkettyjen orastavien solujen juoste, kuten muoteissa. Kokeet perustuivat tähän tosiseikkaan, ja olivat yllättävän yksinkertaisia, niitä ei vain ollut aikaisemmin tehty Minnesotan yliopiston (UMN) tutkijan ja tutkimuksen avustajan Will Ratcliffin mukaan. "En usko, että kukaan olisi koskaan kokeillut sitä aikaisemmin", hän sanoi ja lisäsi: "Ei ole monia tutkijoita, jotka tekevät kokeellista evoluutiota, ja he yrittävät vastata evoluutioon liittyviin kysymyksiin eivätkä luoda sitä uudelleen."
Sam Scheiner, NSF: n ympäristöbiologian osaston ohjelmajohtaja, lisää myös: ”Jotta ymmärrämme, miksi maailma on täynnä kasveja ja eläimiä, mukaan lukien ihmiset, meidän on tiedettävä, kuinka yksisoluiset organismit siirtyivät elämään ryhmänä, koska monisoluiset organismit. Tämä tutkimus on ensimmäinen, joka havainnollistaa tätä muutosta kokeellisesti. Tarkastellaan tapahtumaa, joka tapahtui satoja miljoonia vuosia sitten. "
Ajateltiin, että askel kohti monisoluista monimutkaisuutta oli vaikea, evoluutioeste, joka olisi erittäin vaikea voittaa. Uusi tutkimus kuitenkin ehdottaa, että se ei välttämättä ole niin vaikeaa.
Ensimmäisen kokeen tulosten saaminen kesti vain 60 päivää. Hiiva lisättiin ensin ravinnepitoiseen viljelmään, minkä jälkeen solujen annettiin kasvaa yhden päivän. Sitten ne kerrostettiin painon mukaan sentrifugilla. Hiivasolujen klusterit laskeutuivat koeputkien pohjalle. Sitten prosessi toistettiin ottamalla soluklusterit ja lisäämällä ne uudelleen tuoreisiin viljelmiin. Tämän 60kymmenen jakson jälkeen soluklusterit alkoivat näyttää pallomaisilta lumihiutaleilta, jotka koostuvat satoista soluista.
Merkittävin havainto oli, että solut eivät vain ryhmittyneet ja tarttuneet toisiinsa satunnaisesti; klusterit koostuivat soluista, jotka olivat geneettisesti sukulaisia toisiinsa ja pysyivät kiinni solunjakautumisen jälkeen. Kun klusterit saavuttivat ”kriittisen massan”, jotkut solut kuolivat, mikä tunnetaan apoptoosina, jonka avulla jälkeläiset voivat erota.
Tämä yksinkertaisesti sanottuna on prosessi kohti monisoluista elämää. Kuten Ratcliff on kuvaillut, ”klusteri yksinään ei ole monisoluinen. Mutta kun klusterin solut toimivat yhdessä, uhraavat yleisen edun hyväksi ja sopeutuvat muutokseen, se on evoluutiovaihtelu monisoluisuuteen. "
Joten seuraavan kerran kun leipoo leipää tai panee omaa olutta, harkitse tosiasiaa, että niillä matalalla pienillä hiivasoluilla on paljon tärkeämpi merkitys kuin vain hyödyllisellä roolilla keittiössäsi - ne auttavat myös ratkaisemaan joitain elämän suurimmista mysteereistä alkoi, sekä täältä että kenties muualta.
