Как эволюционировали первые животные: новая подсказка от крошечного родственника
Микроскопический одноклеточный организм хоанофлагеллят — наш ближайший родственник среди всех других форм жизни. Ученые ищут ответ, как животные эволюционировали из таких простых предков, и новое исследование обнаружило важную подсказку.
Что делает животных уникальными?
- По сравнению с большинством других форм жизни, животные имеют крупные и сложные тела, построенные из многих клеток (у человека — триллионы).
- Первое животное должно было найти способ, чтобы его клетки склеивались и формировали суперорганизм.
- Ключевое изобретение первых животных — эмбриогенез: процесс, при котором из одной оплодотворенной яйцеклетки создаются все специализированные клетки организма.
Чем хоанофлагелляты похожи на животных?
Хоанофлагелляты не имеют сложных тел и эмбриогенеза, но у них есть животные черты:
- Их клетки могут принимать несколько разных форм с разными ролями.
- Они могут образовывать многоклеточные колонии (розетки) из нескольких клеток, особенно в присутствии определенных бактерий, которыми питаются. Розетки лучше ловят добычу, чем одиночные клетки.
Новое открытие: контроль размера
- У многих животных (от мух до мышей и человека) размер органов контролируется группой генов, известной как Hippo pathway (гены Hippo, Warts и Yorkie). Мутации в этих генах могут приводить к гигантским органам у мух или к неконтролируемому росту клеток (раку) у человека.
- Хоанофлагелляты, несмотря на отсутствие органов, также имеют гены Hippo pathway.
- Исследователи разработали метод целенаправленной мутации генов у хоанофлагеллят. Когда был мутирован ген Warts, розетки клеток вырастали вдвое больше (20+ клеток вместо ~10).
- Этот неконтролируемый рост поразительно похож на эффекты мутаций Hippo pathway у животных.
Вывод
Это открытие добавляет еще одну животную черту в портрет одноклеточного предка животных. Эволюция взяла доступные «материалы» — умение создавать разные типы клеток, склеивать их и регулировать их количество — и начала с ними экспериментировать. Естественный отбор в итоге привел, 600 миллионов лет спустя, к удивительному разнообразию животного царства.