Un microorganism cu o abilitate remarcabilă trăiește în cele mai ostile lacuri ale Pământului

Un microorganism unicelular, care prosperă în cele mai ostile lacuri sărate ale Pământului, are abilitatea remarcabilă de a-și transforma corpul minuscul într-un țesut multicelular atunci când este supus presiunii.

„Apariția multicelularității clonale este o etapă evolutivă esențială,” scrie echipa internațională condusă de patobiologul Theopi Rados de la Universitatea Brandeis, în noua lor lucrare.

• Un nou crater pe Lună, cu un diametru de 225 de metri, a fost fotografiat cu…
• Oamenii de știință s-au înșelat! Cât de mult contează genele cu adevărat?

Haloferax volcanii este membru al domeniului Archaea, adesea trecut cu vederea, care arată asemănător cu bacteriile, dar are mai multe în comun cu propriul nostru domeniu, Eukaryota. Multicelularitatea este comună la eucariote și rară la bacterii, iar din câte știm, H. volcanii este abia al doilea archaeon descoperit care face acest salt spre multicelularitate, scrie ScienceAlert.

Știm că H. volcanii au câteva tehnici impresionante de schimbare a formei pentru a supraviețui în medii extreme, precum Marea Moartă și Marele Lac Sărat.

Atunci când stratul exterior al lui H. volcanii este întins de forțe fizice, Rados și echipa ei au descoperit că microbul adoptă o formă și mai asemănătoare organismelor complexe: devine multicelular.

Rados a descoperit prima dată această strategie ciudată plasând o singură celulă de H. volcanii sub un strat de gelatină, care exercita doar 10 kPa de presiune – aproximativ cât resimți la un metru sub apă. Această pătură gelatinoasă a aplatizat celula maleabilă în aproximativ două ore și jumătate, înainte ca microbul să apuce să se cloneze.

O etapă evolutivă esențială

Pentru a vedea ce s-ar întâmpla sub presiuni mai asemănătoare mediului său natural, cercetătorii au plasat apoi H. volcanii sub o presiune de peste 100 kPa, echivalentă cu condițiile de la 10 metri adâncime sub apă. Nu doar că organismul s-a aplatizat ca o clătită, dar în decurs de 12 ore celulele sale – fiecare conținând mai multe seturi de informații genetice – au crescut mai mari și s-au organizat într-un roi fuzionat, asemănător țesutului organismelor multicelulare.

Stratul exterior flexibil și proteic al microbului, mai asemănător membranelor celulelor animale decât pereților celulari rigizi ai plantelor și fungilor, pare a fi cheia acestei metamorfoze.

„Absența unui perete celular legat sugerează o structură mai dinamică, dar mai puțin rigidă, ceea ce conduce la ipoteza că archaea ar putea fi pufoase și sensibile la stimuli mecanici,” spune biologul Alex Bisson de la Universitatea Brandeis.

„Este ca și cum celulele ar fi fost presate și apoi încurajate să crească în lățime și înălțime, mai degrabă ca un aluat de pâine care crește, decât ca în diviziunea celulară tradițională.”

Țesuturile rezultate au proprietăți fizice distincte de forma unicelulară a microbului, cu o elasticitate între celule comparabilă cu cea a celulelor animale.

Două tipuri diferite de celule

Această tensiune creează două tipuri diferite de celule într-un aranjament ce amintește de carapacea unei broaște țestoase: celulele periferice în formă de pană (mai plate și mai largi, la marginea țesutului) și celulele scutoide, mai înalte și compacte.

Celulele scutoide amintesc cel mai mult de organismele eucariote, unde aceste forme abundă în curburile țesuturilor epiteliale (precum suprafețele intestinelor și pielii noastre) pentru a distribui uniform tensiunea membranei.

Descoperirea acestor forme într-un organism a cărui organizare corporală este anterioară eucariotelor sugerează că celulele scutoide ar putea fi mai vechi – și mai fundamentale pentru multicelularitate – decât ne-am imaginat.

„Faptul că archaea pot orchestra structuri complexe asemănătoare țesuturilor sugerează că natura poate da naștere unor trăsături complexe pornind de la materiale aparent nesofisticate,” spune Bisson.

Această cercetare a fost publicată în revista Cell Biology.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Viaţa multicelulară a apărut cu 1,5 miliarde de ani mai devreme decât estimările anterioare

Un grup de cercetători a ajuns la concluzia că matematic este imposibil de a opri îmbătrânirea. ”Este ceva cu care trebuie să avem de-a face ca organisme multicelulare”

O creatură nemuritoare poate crea o formă de cancer contagioasă

Încălzirea oceanelor distruge paraziții. Ce efecte poate avea fenomenul?