不能單獨(dú)生活的奇怪細(xì)菌暗示著復(fù)雜生命的早期步驟

所有細(xì)菌在其生命中的某個(gè)時(shí)刻都以單細(xì)胞形式存在——除了一種被稱為多細(xì)胞趨磁細(xì)菌 （MMB） 的細(xì)菌。

從馬薩諸塞州潮汐鹽沼中富含硫化物的沉積物中挖出的 MMB 科學(xué)家認(rèn)為，這些 MMB 可以為我們自己的進(jìn)化歷史提供線索，作為簡單的單細(xì)胞生命形式和像我們這樣的復(fù)雜多細(xì)胞生物之間缺失的環(huán)節(jié)。

當(dāng)然，其他種類的細(xì)菌可以在需要時(shí)與其他細(xì)胞合作，但 MMB 可以萬事在一起，以至于每個(gè)單獨(dú)的細(xì)胞都無法從其“財(cái)團(tuán)”中分離出來超級有機(jī)體它稱之為家。

MMB 財(cái)團(tuán)中的細(xì)胞形成一個(gè)球形，中心有一個(gè)空心，與囊胚，即卵子和精子融合后立即出現(xiàn)的胚胎發(fā)育階段。

這種細(xì)菌與那個(gè)過渡點(diǎn)如此相似，從兩個(gè)具有不同遺傳學(xué)的單個(gè)細(xì)胞到一個(gè)不可分割的集群，這一事實(shí)令人著迷：胚胎比較提供了許多關(guān)于我們進(jìn)化歷史的線索。

然而，與囊胚不同的是，MMB 中的每個(gè)細(xì)胞都是其自己的個(gè)體生物體。 科學(xué)家們已經(jīng)知道這一點(diǎn)，但他們假設(shè)這些個(gè)體可能是彼此的克隆，因?yàn)楫?dāng)整個(gè) MMB 聯(lián)盟一分為二時(shí)，所有細(xì)胞都會同步復(fù)制。

由蒙大拿州立大學(xué)環(huán)境微生物學(xué)家 George Schaible 領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)通過繪制宏基因組22 MMB 財(cái)團(tuán)。

這表明聯(lián)盟內(nèi)的細(xì)胞不是克隆，分布在整個(gè)集群中的各種基因使個(gè)體能夠發(fā)揮有益于整體的不同功能——類似于體內(nèi)的器官，或受益于其成員的不同技能和興趣的社會。

這些細(xì)菌依靠碳和能源的混合物生存，其中一種是將硫酸鹽還原成硫化氫。

Schaible 和他的同事發(fā)現(xiàn)這些細(xì)菌“能夠同化無機(jī)碳和有機(jī)碳，表明自養(yǎng)和異養(yǎng)生長，并且不同的 MMB 組對碳源表現(xiàn)出不同的親和力。

這種使用多種能源和碳源的能力可能源于該聯(lián)盟的內(nèi)部多樣性，這可以解釋為什么電池完全相互依賴。

“MMB 聯(lián)盟中的單個(gè)細(xì)胞表現(xiàn)出截然不同的底物攝取速率，表明代謝分化以及局部蛋白質(zhì)合成活性，”作者寫.

如果你獨(dú)自負(fù)責(zé)種植、狩獵和建造你身體所需的一切，那么可能很難生存，所以人類社區(qū)有分工。這正是科學(xué)家們描述 MMB 財(cái)團(tuán)的新陳代謝的方式： a '分工'.他們在這項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)的遺傳和代謝多樣性無疑為該理論增加了一些分量。

潮汐鹽沼環(huán)境的不斷變化可能推動(dòng)了這種合作和多樣化基因的組合，這將使該聯(lián)盟能夠利用風(fēng)、水和天氣給它帶來的一切。

“聯(lián)盟內(nèi)的細(xì)胞可以通過代謝特定底物（例如乙酸鹽）來參與分工，然后通過無細(xì)胞空間與其他細(xì)胞共享這些資源，可能是通過利用膜囊泡，”他們寫.

“建模方法可以闡明聯(lián)盟內(nèi)潛在的代謝網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步支持分工的假設(shè)。”

這項(xiàng)研究發(fā)表在PLOS 生物學(xué).

寶寶起名 起名