Делегирование "грязной работы" — ключ к эволюции

Новое исследование Мичиганского государственного университета (MSU) показывает, что разделение клеток на зародышевые (сперматозоиды и яйцеклетки) и соматические (все остальные) позволяет сохранить генетический материал, пока организм развивается в потенциально опасной среде.

Суть гипотезы

Идея в том, что многоклеточные организмы "откладывают" зародышевые клетки в сторону, чтобы защитить их генетический материал. Это позволяет соматическим клеткам выполнять "грязную работу", которая может повредить ДНК. Исследование опубликовано в PLOS Biology.

Эксперимент в цифровой среде

Учёные использовали платформу Avida — программную среду MSU, в которой самореплицирующиеся компьютерные программы конкурируют и эволюционируют. Это позволило быстро и прозрачно смоделировать эволюционные процессы.

Ключевые результаты

• Виртуальные организмы начали с идентичных клеток, избегающих рисков и не получающих преимуществ.
• Постепенно они эволюционировали, чтобы выполнять рискованную, но "выгодную" работу, подвергая опасности свои геномы.
• Настоящего процветания организмы достигли, только когда у них появились соматические клетки, берущие на себя основную "грязную работу", и зародышевые клетки, передающие "чистый" геном следующему поколению.
• Освободившись от бремени размножения, соматические клетки начали выполнять ещё более сложные функции, повышая общую приспособленность организма.

Связь со старением

В результате "грязной работы" сома постоянно подвергается мутациям, что частично объясняет, почему мы стареем. В экспериментах более старые организмы накапливали вредные мутации и начинали выполнять задачи медленнее, в то время как молодые особи превосходили их.

Это разделение клеточных обязанностей является отличительной чертой крупных эволюционных переходов.