Що з’явилося першим — курка чи яйце? Якщо ми говоримо про яйця загалом, то відповідь буде яйце. Однак нове дослідження стародавнього одноклітинного організму припускає, що генетичні механізми для «створення» яєць могли існувати ще до появи тварин.
Дослідження, проведене дослідниками Женевського університету, зосередилося на визначенні еволюційних витоків ембріогенезу — процесу розвитку, при якому одна клітина, запліднене яйце (зигота), перетворюється на ембріон, що складається з кількох клітин.
Перший етап цього процесу називається дробленням, коли зигота ділиться на клітини, але не росте. Ця стадія та інші ключові елементи ембріогенезу збереглися протягом всієї еволюції тварин.
Попри це, науковці мало що знають про те, як виник ембріогенез. Життя на Землі почалося з одноклітинних організмів, тож як ми прийшли до процесу, який перетворює одну клітину на багатоклітинну тварину?
Команда звернулася до нещодавно відкритого далекого родича людини: Chromosphaera perkinsii — одноклітинного протиста, який більше ніж мільярд років тому відокремився від еволюційного шляху, що призвів до тварин.
У лабораторії дослідники спостерігали розвиток C. perkinsii в реальному часі за допомогою методу довгострокової яскравопольової живої візуалізації. З цього вони виявили, що, подібно до стадії дроблення у ембріогенезі тварин, клітини C. perkinsii ростуть близько 65 годин, після чого діляться на багатоклітинну колонію, не збільшуючи свій розмір.
Команда також глибше дослідила, які гени виражаються та які біомолекули утворюються під час цієї стадії. Знову ж таки, вони знайшли подібності з ембріогенезом тварин — навіть молекулярний інструментарій, який нагадує той, що спостерігається під час дозрівання яєць тварин.
“[П]еред першим поділом C. perkinsii продукує та накопичує ключові клітинні компоненти, такі як білки та ліпіди, у спосіб, що нагадує дозрівання ооцитів”, — пише команда в дослідженні.
«Хоча C. perkinsii є одноклітинним видом, ця поведінка показує, що процеси багатоклітинної координації та диференціації вже існують у виді, набагато раніше, ніж з’явилися перші тварини на Землі», — зазначила Омя Дудін, яка очолювала дослідження.
Які наслідки для еволюції ембріогенезу, зокрема дроблення, має це відкриття — питання для дискусії. Чи може процес, спостережений у C. perkinsii, мати спільний еволюційний шлях з процесом, що спостерігається у тварин, чи ці явища просто еволюціонували незалежно одне від одного?
Так чи інакше, «Це захоплююче, вид, який був відкритий зовсім недавно, дозволяє нам повернутися в часі більш ніж на мільярд років», — підсумував перший автор Марін Оліветті.
Дослідження опубліковане в журналі Nature.
