Te grzyby zaczynały jako pojedyncza komórka. Wystarczyły dwa lata, by dało się je zobaczyć gołym okiem

Świat wyglądałby zupełnie inaczej bez organizmów wielokomórkowych - bez roślin, zwierząt i grzybów Ziemia byłaby jak zielona, wilgotna wersja Marsa. Wykształcenie się tych form życia miało miejsce setki milionów lat temu, ale wciąż słabo znamy mechanizmy, jakie wtedy zaszły. Naukowcy z Instytutu Technicznego Georgii postanowili prześledzić, w jaki sposób pojedyncze komórki stają się organizmami wielokomórkowymi. Wyniki ich badania ukazały się na łamach czasopisma "Nature".

Eksperyment noszący nazwę MuLTEE (Multicellularity Long-Term Evolution Experiment, Wielokomórkowy, Długoterminowy Eksperyment Ewolucyjny) rozpoczął się w 2018 roku. Do badań naukowcy wybrali drożdże piwowarskie Saccharomyces cerevisiae - proste grzyby jednokomórkowe. Kolonie zostały umieszczone na laboratoryjnej wytrząsarce. Autorzy codziennie sprawdzali, w których próbkach nastąpił najszybszy wzrost liczby komórek oraz gdzie komórki zbijały się w największe grupy. Najszybciej rozwijające się próbki przechodziły do kolejnego etapu badania.

Po 600 dniach i około 3000 pokoleniach, grzyby zaczęły przyjmować postać wielokomórkową, tworząc zbitki, które były ponad 20 tysięcy razy większe niż ich przodkowie. Organizm przeszedł niewidocznego gołym okiem do wielkości muszki owocowej. Co istotne, drożdże przystosowały się do nowej postaci - ich komórki wydłużyły się i zaczęły splątywać, tworząc struktury około 10 tysięcy razy wytrzymalsze niż proste ciała ich przodków.

- Odkryliśmy, że istnieje zupełnie nowy mechanizm fizyczny, który pozwolił grupom urosnąć do tak dużych rozmiarów - powiedział Ozan Bozdag, główny autor badania. - Gałęzie drożdży stały się splątane jak winorośl, owijając się wokół siebie i wzmacniając całą strukturę.

Zaobserwowanie splątania stało się dla naukowców punktem zwrotnym w zrozumieniu, w jaki sposób ewoluują proste grupy wielokomórkowe. Drożdże piwowarskie nie posiadają wyrafinowanych mechanizmów rozwojowych, które charakteryzują organizmy wielokomórkowe, jednak wystarczyło zaledwie 3000 pokoleń, by grzyby zorientowały się, jak napędzać i wykorzystywać splątanie komórkowe do rozwoju.

- Mamy modelowy system, w którym możemy symulować ewolucję wczesnego życia wielokomórkowego przez tysiące pokoleń, wykorzystując niesamowitą moc współczesnej nauki - powiedział William Ratcliff, współautor badania. - W ten sposób możemy zrozumieć wszystko, co tam zachodzi, od ewolucyjnej biologii komórek po wybrane cechy biofizyczne.

Jak dodał Ratcliff, eksperyment MuLTEE oparty jest na tych samych mechanizmach, które ludzie wykorzystywali od setek lat podczas hodowania uprawnych roślin czy zwierząt. Naukowcy planują kontynuowanie badania by sprawdzić, w którą stronę pójdzie ewolucja grzybów.