16:58
Модель многоклеточной эволюции переворачивает классическую теорию

Согласно исследованию, опубликованному сегодня в eLife, клетки могут развивать специализированные функции в гораздо более широком диапазоне условий, чем считалось ранее .

Результаты, первоначально опубликованные на bioRxiv, дают новое представление о естественном отбореи помогают нам понять, как и почему обычная многоклеточная жизнь эволюционировала так много раз на Земле.

Жизнь на Земле была преобразована эволюцией многоклеточных форм жизни. Многоклеточность позволила организмам развить специализированные клетки для выполнения определенных функций, таких как нервные клетки, клетки кожи или мышечные клетки. Долгое время считалось, что такая специализация клеток будет происходить только тогда, когда есть преимущества. Например, если, специализируясь, клетки могут инвестировать в два продукта а и в, то эволюция будет благоприятствовать специализации только в том случае, если общий объем продукции а и в больше, чем тот, который производит универсальная клетка. Однако на сегодняшний день существует мало свидетельств в поддержку этой концепции.

"Вместо того, чтобы каждая клетка производила то, что ей нужно, специализированные клетки должны иметь возможность торговать друг с другом. Предыдущие работы показывают, что это происходит только до тех пор, пока общая производительность группы продолжает расти", - объясняет ведущий автор Дэвид Янни, аспирант технологического института Джорджии, Атланта, США. "Понимание эволюции межклеточной торговли требует от нас знания масштабов социальных взаимодействий между клетками, и это диктуется структурой сетей между ними."

Для дальнейшего изучения этого вопроса команда использовала теорию сетей для разработки математической модели, которая позволила им исследовать, как различные характеристики сотовой сети влияют на эволюцию специализации. Они выделили два ключевых измерения приспособленности групп клеток-жизнеспособность (способность клеток выживать) и плодовитость (способность клеток размножаться). Это похоже на то, как многоклеточные организмы делят труд в реальной жизни—половые клетки осуществляют размножение, а соматические клетки работают, чтобы обеспечить выживание организма.

В этой модели клетки могут делиться некоторыми результатами своих инвестиций в жизнеспособность с другими клетками,но они не могут делиться результатами усилий по воспроизводству. Таким образом, в пределах многоклеточной группы жизнеспособность каждой клетки является отдачей от ее собственных инвестиций и инвестиций других членов группы и дает представление о пригодности группы.

Изучая, как различные сетевые структуры влияют на приспособленность группы, команда пришла к удивительному выводу: они обнаружили, что специализация клеток может быть благоприятной, даже если это снижает общую производительность группы. Чтобы специализироваться, ячейки сети должны быть слабо связаны между собой, и они не могут делить все продукты своего труда поровну. Они соответствуют условиям, характерным для ранней эволюции многоклеточных организмов, где клетки естественным образом разделяют задачи жизнеспособности и размножения по-разному, часто в ущерб другим клеткам в группе.

"Наши результаты показывают, что эволюция сложной многоклеточности, обозначаемая эволюцией специализированных клеток, проще, чем считалось ранее, но только при соблюдении нескольких определенных критериев", - заключает старший автор Питер Юнкер, доцент технологического института Джорджии в Атланте, США. "Это прямо противоречит господствующему мнению о том, что увеличение отдачи необходимо для естественного отбора в пользу увеличения специализации."

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Марсоход НАСА 2020 года будет искать на Марсе признаки жизни


Фомальгаута б не существует, говорят астроном


Другая солнечная энергия: как ученые делают топливо из солнечного света и воздуха

Категория: Космос / Планеты / Технологии | Просмотров: 39 | Добавил: admin | Теги: Модель многоклеточной эволюции пере, США, технологический институт Джорджии, общая производительность группы, способность клеток, клетка, специализация клеток | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar