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单细胞在两年内演化出大型多细胞形式

生物技术
wanwan (42055)发表于 2021年09月27日 17时43分 星期一

来自刀剑神域进击篇05
在人类眼中,地球主要生命形式是多细胞结构。这些由果肉、纤维素或甲壳素构成的大教堂是从无止境的迭代发展而来:单一微细胞分裂,然后再次分裂,不断重复,每个细胞都在新生组织中占据一席之地,直到出现全新生态形态——大象或者红杉。

在生命的演变历程当中,单细胞生物至少曾有 20 次(可能还要多几倍)跨越至多细胞阶段,演化出自己祖先更大的形式。在少数情况下,多细胞结构进入超速发展逐渐形成了被称为植物、动物、真菌及藻类等复杂的生物体。在这些生命形式中,细胞会将自己塑造成各具不同功能的组织——心肌细胞与血液细胞、支撑小麦茎杆的细胞、进行光合作用的细胞等等。一部分细胞专门负责将基因传递给下一代,例如卵子与精子等生殖细胞。体细胞则支持生殖细胞强大的自我繁殖能力。

但与单细胞生命简单粗暴但却精准有效的“吃、分裂、再吃、再分裂”相比,多细胞生命体似乎令人费解。这里显然充满了危险与变数,不禁让我们好奇数百万年前地球上到底出现了什么样的情况、会最终诱使生物在这条充满荆棘的道路上越走越远。博弈论家、古生物学家以及在实验室中观察单细胞生物的生物学家都在努力对此做出解释。

现在,佐治亚理工学院的生物学家 William Ratcliff 和他的同事报告,他们成功在近两年的演化过程中诱导单细胞酵母成长为巨大的多细胞簇,完成了由微观结构到肉眼可见分支结构的转换。这些发现证明了由单到多的转变发生途径,同时也暗示着未来的实验有望揭晓这些结构是否会进一步分化,细胞如何在共生共存的状态下各自扮演起不同的功能角色。