ჯერ კვერცხი გაჩნდა თუ ქათამი — სავარაუდო პასუხს მეცნიერებმა უძველეს ერთუჯრედიან ორგანიზმში მიაგნეს
დედამიწაზე სიცოცხლემ ემბრიონის წარმოქმნის უნარი შეიძლება იქამდე გამოიმუშავა, ვიდრე მისგან პირველი ცხოველები გაიზრდებოდნენ.
ჟენევის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფის ცნობით, ერთუჯრედიანი ორგანიზმი, რომელიც თავთხელ ზღვებში, ტალახში ბინადრობს, გამრავლებისას საოცარ მსგავსებას ავლენს ცხოველის ემბრიონთან. მისი დაყოფის გზა ემბრიონის უჯრედების დაყოფის პროცესს წააგავს.
ეს ორგანიზმი გახლავთ იქთიოსპორიდი მიკრობი, სახელად Chromosphaera perkinsii, რომელიც მილიარდობით წლის წინ გაჩნდა, პირველ ცხოველთა გამოჩენამდე გაცილებით ადრე. მისი არსებობა მიუთითებს, რომ სიცოცხლემ კვერცხების პროგრამირება თავად კვერცხების გამოჩენამდე უფრო ადრე გამოიმუშავა.
„მიუხედავად იმისა, რომ C. perkinsii ერთუჯრედიანი სახეობაა, მისი ასეთი ქცევა აჩვენებს, რომ მრავალუჯრედიანის კოორდინაცია და დიფერენციაციის პროცესი ამ სახეობაში უკვე წარმოდგენილი იყო, იქამდე გაცილებით ადრე, ვიდრე დედამიწაზე პირველი ცხოველები გამოჩნდებოდნენ“, — ამბობს შვეიცარიის ფედერალური ტექნოლოგიური ინსტიტუტის ბიოქიმიკოსი ომაია დუდინი.
მრავალუჯრედიანი ორგანიზმები სიცოცხლეს ერთნაირი გზით იწყებენ. ორი ზიგოტა ერწყმის და ერთიანდება, რაც უჯრედის დაყოფისა და ზრდის პროცესის დაწყებას უდებს საფუძველს. უჯრედის დაყოფის საწყის ეტაპს დანაწევრებას უწოდებენ, რა დროსაც, სწრაფად ხდება ბევრი უჯრედის დაყოფა ზრდის გარეშე; ამ პროცესს პალინტომიას უწოდებენ.
ამ პროცესის შედეგად წარმოიქმნება უჯრედების გროვა, შუაში ჟოლოს მსგავსი სიღრუით. ამ წარმონაქმნს ბლასტულას უწოდებენ.
ცხოველებში მიმდინარე ეს პროცესი, როგორც გამრავლების გზა, ერთუჯრედიან ორგანიზმებშიც შეინიშნება. ორგანიზმი მრავალ შვილობილ უჯრედად იყოფა, რომლებიც ერთმანეთს სცილდებიან და დამოუკიდებლები ხდებიან. ამ ორს შორის პარალელები მეცნიერებმა წარსულშიც გაავლეს. 2024 წლის დასაწყისში გამოქვეყნებული კვლევის მიხედვით, იქთიოსპორიდები შეიძლება ბრწყინვალე მოდელი იყოს ცხოველების წარმოშობის გასარკვევად.
ამის მიზეზი ის არის, რომ იქთიოსპორიდები წარმოადგენს ერთუჯრედიან ორგანიზმთა კლასს, რომელიც მილიარდზე მეტი წლის წინ გამოეყო ხაზს, რომელმაც შემდეგ ცხოველები წარმოქმნა. ისინი ცხოველები კი არ არიან, არამედ მათი ახლო ნათესავები და ნებისმიერი მსგავსება ცხოველებსა და იქთიოსპორიდებს შორის მემკვიდრეობითაა მიღებული იმ საერთო წინაპრისგან, რომელსაც შემდეგ ეს ხაზები გამოეყოფოდნენ.
2024 წლის დასაწყისში, მკვლევართა ჯგუფმა, რომელშიც ამ ახალი კვლევის ხელმძღვანელი, ჟენევის უნივერსიტეტის ბიოქიმიკოსი მრინე ოლივეტაც შედიოდა, გამოაქვეყნა კვლევა, რომელშიც აღწერდნენ C. perkinsii-ს პალინტომიურ რეპროდუქციას ცხოველური მიტოზის მსგავსი გზით.
დუდინმა და მისმა კოლეგებმა კვლევა C. perkinsii-ს ჩაუტარეს — ერთ-ერთს იმ ძალიან ცოტა იქთიოსპორიდისგან, რომელიც პარაზიტი არაა. ის ამ კლასის რამდენიმე სხვა წევრს შეადარეს, რათა ენახათ, გამოვლინდებოდა თუ არა რაიმე სხვა მსგავსება პალინტომიურ რეპროდუქციასა და ცხოველთა ემბრიონულ დაყოფას შორის.
ასე აღმოაჩინეს, რომ პალინტომიის შემდეგ, C. perkinsii წარმოქმნის უჯრედთა გროვას, რომელიც ბლასტულას ჰგავს. ამის შემდეგ, ამ კოლონიაში უჯრედთა სულ მცირე ორი სხვადასხვა ტიპია. ამ ბლასტულას მსგავს კოლონიაში უჯრედთა კონგლომერაცია უბრალოდ ასე ჰკიდია სიცოცხლის ციკლის მნიშვნელოვანი დროის განმავლობაში, ვიდრე უჯრედები საბოლოოდ გაიფანტებიან და საკუთარ საქმიანობას შეუდგებიან.
ის საოცრად ჰგავს ცხოველის ემბრიონის განვითარების გზას. ეს კი იმაზე მიუთითებს, რომ განვითარება შეიძლება მემკვიდრეობითი იყოს ცხოველებსა და იქთიოსპორიდებს შორის და რომ ემბრიონული განვითარების გენეტიკური პროგრამირება ჯერ კიდევ მაშინ გამოჩნდა, ვიდრე ემბრიონები გაჩნდებოდა.
თუმცა, ბუნება ძალიან კარგად ამრავლებს იმას, რასაც ეს გამოსდის. ზოგჯერ, თვისებები და პროცესები ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად ჩნდება ერთმანეთისგან ძლიერ განსხვავებულ ორგანიზმებში — ამ პროცესს კონვერგენციულ ევოლუციას უწოდებენ. C. perkinsii-ის განვითარება და კოლონიების დაგროვება უჩვეულოდ გამოიყურება; ასეთი რამ სხვა იქთიოსპორიდებში შემჩნეული არ არის.
უფრო მეტიც, თუ არ ჩავთვლით ზოგიერთი არასრულ დაკვირვებას, არცერთი სხვა ნათესავი ცხოველი არ ვითარდება C. perkinsii-ივით ცხოველური ემბრიონის მსგავსად. ეს კი მიუთითებს, რომ პასუხი შეიძლება კონვერგენციულ ევოლუცია იყოს, მაგრამ მაინც არ გამოირიცხება არც საერთო წინაპარი.
ნებისმიერ შემთხვევაში, რაღაც საოცრებები გვაქვს შესასწავლი. ერთი მხრივ, C. perkinsii-მა შეიძლება ახალი ცნობები მოგვცეს ყველა ცხოველის ევოლუციური წარმოშობის შესახებ; მეორე მხრივ, ეს მიუთითებს, რომ ადრეული სიცოცხლისთვის ხელმისაწვდომ გენეტიკურ ხელსაწყოთა კრებული იმაზე მრავალმხრივი იყო, ვიდრე გვეგონა.
„სამომავლო კვლევები გადამწყვეტი იქნება, რათა დადგინდეს, როგორ გაჩნდა უჯრედების სივრცული დაყოფა C. perkinsii-ში. მიუხედავად ამისა, ჩვენი კვლევა მიუთითებს, რომ C. perkinsii წარმოადგენს გარდამავალ ფორმას უჯრედების დროებით და სივრცულ დაყოფას შორის; ეს კი ცნობებს გვაწვდის იმ ევოლუციურ მექანიზმთა შესახებ, რომლებმაც ცხოველთა მრავალუჯრედიანობის გაჩენა განაპირობა“, — წერენ მკვლევრები პუბლიკაციაში.
კვლევა ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია unige.ch-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
