«Магнитные» бактерии — ключ к пониманию эволюции жизни на Земле
Астробиологи выяснили новые подробности об уникальных бактериях со «сверхспособностями» — магнитотактических микроорганизмах, которые ориентируются по магнитному полю Земли, двигаясь вдоль его линий. Недавнее исследование было посвящено их многоклеточности — бактерии не имеют одноклеточной стадии в жизненном цикле и выживают, объединясь в группы. Как обнаружили специалисты, взаимосвязь между этими клетками еще более сложная, чем считалось ранее. При этом их изучение может объяснить важные этапы эволюции жизни на нашей планете.
Многоклеточные магнитотаксические бактерии (MMB), о которых идет речь в новой научной работе, способны «чувствовать» магнитное поле Земли с помощью специальных органелл — магнетосом. Это внутриклеточные структуры, которые содержат кристаллы железа, обернутые в липопротеиновую мембрану. При помощи магнетосом уникальные бактерии могут двигаться вдоль линий магнитного поля Земли, ориентируясь по ним, как по стрелкам компаса. Такая «чуткость» позволяет ММВ находит подходящие условия для жизни в водных средах.
Но это не единственная особенность магнитотактических бактерий. Помимо прочего, они живут группами клеток — консорциумами. Это единственный известный пример бактерий, не имеющих одноклеточной стадии в жизненном цикле. Вместо этого они объединяются в консорциумы и ведут себя как единый многоклеточный организм. Размножаются клетки одновременно, поэтому их число удваивается. Затем эта большая группа клеток разделяется на два идентичных консорциума.
Что же касается других бактерий, то многие из них тоже могут собираться в простые скопления из отдельных клеток — например, так делают цианобактерии, которые образуют такие структуры, как строматолиты или биопленки. Но при этом, в отличие от ММВ, они способны выживать и вне зависимости друг от друга.
Между тем в недавнем исследовании, которое проводилось при поддержке NASA, ученые выявили новые сведения о магнитотактических бактериях. Оказалось, что отдельные клетки в составе их консорциума не являются генетически идентичными, вопреки прежним предположениям. Кроме того, клетки демонстрируют различное и взаимодополняющее поведение в плане метаболизма. То есть каждая клетка выполняет роль, способствующую выживанию всей группы. Такое поведение характерно для многоклеточных организмов.
В пример исследователи привели человеческое тело, состоящее из десятков триллионов клеток, которые разделяются на типы и выполняют разные функции, но вместе составляют единое живое тело. В этом смысле многоклеточность стала одним из важнейших этапов в развитии жизни на Земле, поскольку она оказала существенное влияние на биосферу нашей планеты. После появления многоклеточных организмов выработались новые стратегии выживания, что поспособствовало образованию совершенно новых экосистем.
А учитывая то обстоятельство, что ММВ — это единственный пример бактерий с «обязательной» многоклеточностью, они могут объяснить некоторые механизмы, лежащие в основе этого этапа в истории эволюции земной жизни. Ранее группа ученых предположила, что подстегнуть развитие бактерий на Земле могло падение метеорита размером с четыре Эвереста. Удар нагрел воду и воздух, насытил воду химическими элементами.
Самое популярное
