Версия для печати

Найдено хищное одноклеточное с генами, похожими на человеческие

Ученые обнаружили в прибрежных водах Чили похожий на сперматозоид хищный микроорганизм. Он передвигается с помощью жгутика и образует временную многоклеточную колонию на своей добыче. Его открытие ставит под сомнение современные представления о возникновении многоклеточности. Подробности исследования нового организма опубликованы в журнале Current Biology. Работа поддержана грантом Российского научного фонда (РНФ).

Согласно наиболее распространенной гипотезе Геккеля, многоклеточные произошли от одной клетки, при делении которой дочерние особи не смогли разойтись. При дальнейших актах деления каждая из них стала отвечать за определенную функцию. Это происходило в результате накопления структурных и функциональных различий в клетках нового организма. Предполагается, что в дальнейшем это привело к возникновению тканей и органов. В середине прошлого века появилась альтернативная теория. Автор теории, советский ученый Алексей Захваткин, обратил внимание на то, что низшие многоклеточные — сидячие. Он посчитал это наследием древних прикрепленных предковых. Согласно его теории, эти организмы имели сложный жизненный цикл.

Открытие заднежгутиковых вдохнуло жизнь в эту забытую гипотезу. Большинство жгутиконосцев движутся жгутиком вперед. Заднее же его положение может свидетельствовать о прикрепленном образе жизни предковых форм. К этой группе относится и Tunicaraptor, обнаруженный в прибрежных водах Чили. Его строение, способ питания и генетическое родство с разнообразными многоклеточными согласуются с альтернативной гипотезой. Вполне возможно, что одноклеточный предок животных был хищным (питался другими простейшими) и передвигался с помощью жгутиков. Объединение клеток происходило во время охоты и питания — это позволяло предкам животных поглощать добычу гораздо больше себя. Питание крупной жертвой приводило к тому, что агрегат быстро рос, причем за счет деления клеток, а не за счет присоединения новых.

«Открытый нами крошечный хищник Tunicaraptor выделяется среди других одноклеточных животных. При питании он действует не в одиночку, а в виде многоклеточного агрегата. Несколько хищников объединяются на поверхности добычи. При изучении его генетического материала мы обнаружили последовательности, специфичные для многоклеточных животных. Среди них — схожие с человеческими гены, отвечающие у нас за развитие нервной системы и использующиеся в терапевтических разработках по лечению неврологических заболеваний, в частности болезни Альцгеймера и рассеянного склероза. Также у Tunicaraptor есть гены, ответственные за адгезию, то есть слипание клеток. Этот процесс — один из важнейших в развитии всех многоклеточных, он лежит в основе правильного формирования тканей и органов. Похоже, что эти последовательности имеют общее происхождение и поэтому Tunicaraptor может оказаться одним из самых первых предков всех животных», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Денис Тихоненков, доктор биологических наук, главный научный сотрудник Института биологии внутренних вод им. И. Д. Папанина РАН.

Исследование выполнено совместно с Департаментом ботаники Университета Британской Колумбии, Московским государственным университетом имени М. В. Ломоносова, Центром исследований океана имени Гельмгольца и Пензенским государственным университетом.

Ранее ученые находили другие микроорганизмы, подтверждающие альтернативную теорию возникновения многоклеточности.

Картинка. Строение обнаруженного микроорганизма под микроскопами.
Источник: Denis V.Tikhonenkov et al. / Current Biology, 2020

Пресс-⁠служба Российского научного фонда