Что появилось раньше: курица или яйцо? Если говорить о яйцах в целом, то, вероятно, яйцо, но новое исследование древнего одноклеточного организма предполагает, что генетические инструменты для «создания» яиц могли существовать ещё до появления животных.
Исследование, проведенное учёными Женевского университета, было направлено на выявление эволюционных истоков эмбриогенеза — процесса развития, при котором одноклеточная зигота превращается в многоклеточный эмбрион.
Первым этапом этого процесса является так называемое дробление, когда зигота начинает делиться на клетки, не увеличиваясь в размерах. Этот и другие ключевые этапы эмбриогенеза остаются практически неизменными на протяжении всей эволюции животных.
Несмотря на это, происхождение эмбриогенеза до сих пор остается малоизученным. Жизнь на Земле начиналась с одноклеточных форм, так как же возник процесс, позволяющий одной клетке превращаться в многоклеточное существо?
Команда исследователей обратила внимание на недавно открытого, далекого родственника животных — одноклеточный протист Chromosphaera perkinsii, который более миллиарда лет назад отклонился от эволюционного пути, ведущего к животным.
В лаборатории исследователи наблюдали за развитием C. perkinsii с использованием технологии длительной световой микроскопии. Они обнаружили, что, подобно стадии дробления у животных, клетки C. perkinsii растут около 65 часов, после чего делятся и образуют многоклеточную колонию, не увеличиваясь в размерах.
Команда также изучила гены, которые активировались в этом процессе, и вырабатываемые на этой стадии биомолекулы. Они снова выявили сходства с эмбриогенезом животных и даже молекулярный «инструментарий», похожий на тот, что участвует в созревании яйцеклеток у животных.
«До первого деления C. perkinsii производит и накапливает ключевые клеточные компоненты, такие как белки и липиды, что напоминает созревание ооцитов», — пишут авторы исследования.
«И хотя C. perkinsii — одноклеточный организм, это поведение демонстрирует, что процессы координации и дифференциации, характерные для многоклеточных организмов, уже присутствовали в этом виде задолго до появления первых животных на Земле», — отметил руководитель исследования Омейя Дудин (Omaya Dudin).
Находки, сделанные в ходе этого исследования, вызывают вопросы о происхождении эмбриогенеза и процесса дробления. Возможно, процессы, наблюдаемые у C. perkinsii, связаны с эволюционным путем животных, а возможно, подобные механизмы развились независимо.
«Это удивительно, — подытожила ведущий автор статьи Марин Оливетта (Marine Olivetta), — обнаруженный совсем недавно вид позволяет нам вернуться в прошлое на более чем миллиард лет.»
Исследование было опубликовано в журнале Nature.
