Es gibt eine Reihe von Rätseln über die Anfänge des Lebens auf der Erde, die Wissenschaftlern weiterhin entgehen. Eine davon war eine ziemlich grundlegende Frage, wie das Leben den Sprung gemacht hat einzellige Organismen zum mehrzellig Wunder, die wir heute kennen. Forscher Wird Ratcliff Bei der Universität von Minnesota wollte untersuchen, wie dieser Prozess zustande gekommen sein könnte, und stellte fest, dass es vielleicht doch kein so großer Sprung war.
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Verwenden von Saccharomyces cerevisiae , auch bekannt als Brauhefe (oder noch tiefer, das Zeug, das Brot und Bier funktioniert), hat Ratcliff ein ziemlich einfaches Experiment entworfen. Hefe, ein einzelliger Pilz, kann wie Schimmelpilze mehrzellige Kolonien bilden. In seinem Experiment platzierte Ratcliff Hefezellen in einem sehr nahrhaften Nährboden, um zu wachsen. Dann stellte er Reagenzgläser voller wachsender Hefe in ein Zentrifuge.
Durch die Drehbewegung der Zentrifuge trennte sich die Hefe, wobei die schwereren mehrzelligen Cluster unten und die leichteren Einzelzellen oben waren. Ratcliffs Team schöpfte die einzellige Hefe ab, übertrug die vielzelligen Kolonien auf das frische Nährmedium und wiederholte den Vorgang. Dies dauerte 60 Tage und in dieser kurzen Zeit sah Ratcliff eine dramatische Veränderung.
Anstelle von kleinen Kolonien und Einzelzellen begann die Hefe große, komplexe Gruppen zu bilden. Auch diese Mosaike aus Hunderten von Zellen waren nicht einfach zufällig. Sie waren Ansammlungen genetisch verwandter Zellen, die nach der Teilung aneinander befestigt blieben. Noch aufregender war, dass Ratcliff beobachtete, dass, sobald die Cluster eine kritische Größe erreichten, die Zellen absterben und der Cluster auseinanderbrechen würde.
Dieser Prozess des Zelltods – genannt . ist alles andere als ein Fehler Apoptose – brach die Kolonie in kleinere Stücke, die weiter wuchsen. Tatsächlich förderte die Auflösung der Kolonien neue Kolonien, wie eine Form der Fortpflanzung. Das Nationale Wissenschaftsstiftung zitiert Ratcliff mit den Worten, dieser Prozess sei eine wichtige Beobachtung:
Ein Cluster allein ist nicht vielzellig, sagt Ratcliff. Aber wenn Zellen in einem Cluster kooperieren, Opfer für das Gemeinwohl bringen und sich an Veränderungen anpassen, ist das ein evolutionärer Übergang zur Vielzelligkeit.
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Ratcliffs überraschend einfaches Experiment könnte darauf hindeuten, dass der Prozess zum Erreichen der Mehrzelligkeit viel einfacher ist als bisher angenommen. Seine Arbeit könnte jedoch auch praktische Anwendung finden. Anhand seiner Aufzeichnungen über mehrzellige Hefen plant er zu untersuchen, welche Anpassungen dafür verantwortlich sind, dass die einzelnen Zellen kooperativ mehrzellig werden. Die Identifizierung eines Gens, das dieses Verhalten ermöglicht, könnte beispielsweise dazu dienen, Krebs besser zu verstehen.
Abgesehen von der zukünftigen Forschung haben Ratcliff und sein Team bereits bemerkenswerte Ergebnisse erzielt. Ihre Arbeit hat einen kritischen Wendepunkt in der Geschichte allen Lebens auf diesem Planeten beleuchtet.
( Nationale Wissenschaftsstiftung über Universum heute , Bildnachweis Will Ratcliff und Mike Travisano)
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