Почему клетки стали слипаться в ранней эволюции: исправление ошибок друг друга

Современные сложные многоклеточные организмы, включая человека, эволюционировали из одноклеточных предков. Согласно геномным и ископаемым данным, переход к многоклеточности происходил независимо несколько раз. Исследователи из Лейденского университета и Амстердамского университета предложили возможное объяснение этого перехода, опубликованное в журнале eLife.

Поиск подходящего места

Учёные разработали математическую модель, в которой цифровые одноклеточные организмы должны были найти подходящее место для размножения, следуя химическому следу. Когда след был очень слабым, одиночные клетки не могли эффективно находить место для репликации.

Объединение в группу

Затем в модель добавили возможность клеткам слипаться, образуя примитивный многоклеточный «комок». Этот «комок» оказался способен эффективно «унюхать» след ресурсов и быстро их найти, даже когда след был слабым.

Коллективно группа клеток могла сделать то, что не удавалось одиночным клеткам. По мнению исследователей, это происходит потому, что клетки в большом количестве могут исправлять ошибки друг друга: если одна клетка не находит след, она теряется, но если клетка в группе не находит след, она следует за теми, кто его нашёл.

Эволюционное моделирование

В эволюционных симуляциях клетки могли либо слипаться, либо оставаться одноклеточными. Многоклеточность эволюционировала, так как это был более эффективный способ найти подходящее место для размножения.

Когда местоположение ресурсов менялось так часто, что «комок» не мог его найти, многоклеточность не развивалась — клетки оставались одноклеточными. В таком состоянии они могли рассеиваться, и некоторые находили ресурсы случайно.

Вывод: Большинство жизни на Земле одноклеточно, но многоклеточность могла эволюционировать, потому что группы клеток быстрее одиночных клеток находят нужные места.