Формирование жизненного цикла: Коллективисты и жулики приходят к соглашению

Ученые из Новой Зеландии в течение пяти лет вели эволюционный эксперимент, моделируя отбор коллективов клеток. В этих клеточных коллективах должны были сформироваться две группы клеток: соматических и генеративных. И те, и другие должны были функционировать не столько эгоистически, сколько на благо всего коллектива. Оказалось, что такое возможно. При этом клетки, которые раньше были обманщиками и пользовались плодами коллективных вложений, затем превратились в тех, кто выполняет функцию размножения всего коллектива. Чтобы это произошло, потребовались сопряженные мутации гена “коллективизма” и гена “эгоизма”.

Когда нужно на простом примере проиллюстрировать, как функционирует общество коллективистов, в которое затесались обманщики, немедленно вспоминаются эксперименты Пола Рейни (Paul B. Rainey) из Университета Мэсси (Окленд, Новая Зеландия); см. Микробиологи утверждают: многоклеточность - сплошное жульничество (”Элементы”, 06.04.2007). Рейни работал с бактерией Pseudomonas fluorescens, которая прекрасно подходит для изучения простейших коллективов. В благоприятных условиях клетки бактерий быстро размножаются и тратят на окисление органики весь растворенный кислород. Поэтому самая выгодная позиция для клеток - на самой поверхности жидкой среды. Чтобы удержаться на поверхности, клетки начинают вырабатывать особый клей, который удерживает их вместе и позволяет сформировать плавающую колонию. Но производство клея - дорогостоящий процесс, поэтому такие клетки медленнее размножаются. Когда в такой среде появляется обманщик, не производящий клей, а такой появляется обязательно, то он немедленно получает преимущество. Ведь он живет в кислородных условиях благодаря остальным труженикам колонии, а свои ресурсы тратит только на размножение. В результате через несколько поколений потомство обманщиков превосходит по численности производителей клея, и коллективистам уже не удается удержать колонию на плаву; она тонет и умирает. И весь цикл с процветанием коллективистов, появлением обманщиков и их быстрым размножением начинается заново.

Обсуждая свой эксперимент, Рейни с коллегами предположили, что для создания на такой основе многоклеточного организма, в котором коллективисты смогут существовать сравнительно устойчиво, им необходимо размножаться со скоростью не меньше, чем у обманщиков. Но вместе с тем и обманщики должны ограничить свои репродуктивные возможности - иначе кто их вознесет в экологический рай? Для этого отбор должен работать таким образом, чтобы обманщики и коллективисты распределили между собой функции размножения и удержания своего экологического места.

11 November 2014

McDonald’s раскрывает секреты о своей еде, чтобы вернуть покупателя
“Микросхема” инопланетян оказалась всего лишь отпечатком древнего растения

• Эволюционный эксперимент позволил увидеть естественный отбор в действии »»»
Учёные сумели поставить эксперимент, в котором столкнули две мощные эволюционные силы - естественный отбор и эффект основателя.
• Память вредит ДНК »»»
Чтобы правильно работать, нейроны вынуждены постоянно рвать свою ДНК - именно разрывы в ней помогают активировать гены.
• Теория эволюции Дарвина может оказаться в корне неверной »»»
Ученые полагают, что теория эволюции Дарвина, согласно которой новые виды
• Время в пробирке: американские исследователи изучили механизмы эволюции в лабораторных условиях »»»
Американские исследователи из Университета штата Мичиган существенно продвинулись вперед в понимании процессов зарождения и эволюции жизни.
• Сделан первый шаг для выращивания печени »»»
Американские ученые сделали первый шаг для выращивания в лабораторных условиях печени для пересадки.