Niezwykłe bakterie mogą pomóc zrozumieć jak ewoluowało życie na Ziemi

W najnowszym badaniu naukowcy przeanalizowali szczególne bakterie, które funkcjonują, grupując się tak, jakby stały się organizmem wielokomórkowym. Są to jedyne znane mikroorganizmy tego typu, które to robią, a ich lepsze zrozumienie może pomóc astrobiologom wyjaśnić ewolucję życia na Ziemi.

Organizmy, które były badane znane są jako wielokomórkowe bakterie magnetotaktyczne (MMB – multicellular magnetotactic bacteria). Magnetotaktyczność oznacza, że MMB są częścią wybranej grupy mikroorganizmów, które orientują swój ruch w oparciu o pole magnetyczne Ziemi za pomocą maleńkich „igieł kompasowych” w swoich komórkach. Bakterie te żyją również w skupiskach, które według niektórych naukowców wykazują „konieczną” wielokomórkowość, na która była główną częścią obserwacji. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie PLOS Biology.

W biologii termin „konieczny” oznacza, że organizm wymaga „czegoś” do przetrwania. W tym przypadku poszczególne komórki MMB nie mogą przetrwać samodzielnie. Zamiast tego żyją w grupach, które pod wieloma względami zachowują się jak pojedynczy organizm wielokomórkowy. Konieczność wspólnego życia oznacza, że gdy MMB rozmnażają się, robią to poprzez replikację wszystkich komórek w danej grupie jednocześnie, podwajając całkowitą liczbę komórek. Ta duża grupa komórek dzieli się następnie na dwa identyczne zbiory.

MMB są jedynym znanym przykładem bakterii, które żyją w ten sposób. Wiele innych bakterii łączy się w proste skupiska pojedynczych komórek. Na przykład sinice tworzą kolonie i struktury takie jak stromatolity lub biofilmy, które są nawet widoczne gołym okiem. Jednak w przeciwieństwie do MMB, sinice mogą również przetrwać jako pojedyncze komórki.

W nowym badaniu naukowcy z Montana State University, ujawnili jeszcze bardziej złożony związek między wielokomórkowymi bakteriami magnetotaktycznymi – w przeciwieństwie do pierwotnych założeń, poszczególne komórki w ich grupach nie są genetycznie identyczne –różnią się nieznacznie. Dodatkowo, komórki w ramach jednego zbioru, wykazują różne i uzupełniające się zachowania w zakresie metabolizmu.

Każda komórka MMB pełni jakąś rolę, która przyczynia się do przetrwania całej grupy. To zachowanie jest podobne do tego, jak poszczególne komórki zachowują się w organizmach wielokomórkowych. Na przykład ludzkie ciała składają się z dziesiątek bilionów komórek. Te dzielą się na określone typy pełniących różne funkcje. Każda komórka ma swoją własną rolę do odegrania, a razem tworzą jeden żywy organizm.

Ewolucja w organizmy wielokomórkowe była jedną z głównych zmian w historii życia na Ziemi i miała ogromny wpływ na biosferę. Po jej pojawieniu się życie opracowało nowe metody przetrwania, które doprowadziły do powstania zupełnie innych ekosystemów. Jako jedyny przykład bakterii wykazujących konieczną wielokomórkowość, MMB stanowią przykład mechanizmów, które mogły wpłynąć na ewolucję życia na Ziemi.

Emil Gołoś