رشد باورنکردنی؛ 20 هزار برابر فقط در چند سال - مجله آی سیب

محققان مؤسسه فناوری جورجیا پس از انتخاب بزرگ ترین و سریع ترین خوشه های مخمر از بین پنج جمعیت نسل در نسل، ارگانیسمی را پرورش دادند که حاوی بیش از نیم میلیون سلول شبیه سازی شده بود؛ یعنی 20 هزار برابر بزرگ تر از اجدادش. یافته های پژوهشگران نمونه ای بی نظیر از تکامل چندسلولی پایدار به شمار می رود.

ویلیام رتکلیف، زیست شناس تکاملی از مؤسسه فناوری جورجیا می گوید: با شناخت دقیق مقیاس تکامل ارگانیسم تک سلولی، می توانیم بفهمیم که آن ها چگونه به موجودات چندسلولی پیچیده تر و یکپارچه تر تکامل یافته اند. بعلاوه، می توانیم این فرایند تکامل را در طول مسیر مطالعه کنیم.

تکامل مخمر برف دانه از 100 سلول در هر خوشه (لوله سمت چپ) به نزدیک به نیم میلیون سلول در هر خوشه (لوله سمت راست)

شواهد موجود نشان می دهد که زندگی روی کره زمین با موجودات تک سلولی تقریباً 3.5 میلیارد سال پیش شروع شده است. بااین حال، اطلاعات بسیار کمی از چگونگی تکامل سلول های جداشده وجود دارد. این سلول ها که همگی ظاهر و رفتار مشابهی داشتند، درحدود 2 تا 3 میلیارد سال پیش به اَشکال حیات چندسلولی با بافت های تخصصی تکامل یافتند که می توانند به طور هماهنگ فعالیت نمایند.

آزمایش های فعلی روی مخمر دانه برف به محققان یاری می نمایند تا داستان آن تکامل را بازگو نمایند. مطالعه اخیر آزمایش تکامل بلندمدت چندسلولی (MuLTEE) نام دارد و محققان امیدوارند که آن را برای چندین دهه اجرا نمایند. اولین یافته مهم در این زمینه پس از 3 هزار نسل تکامل به دست آمده است.

به گفته محققان، در گذشته جمعیت مخمرهای منفرد از مواد ضعیف تر از ژلاتین به موادی با استحکام و سختی چوب تبدیل شده اند. اوزان بوزداگ، زیست شناس تکاملی در این زمینه می گوید:

ما کشف کردیم که سازوکار فیزیکی کاملاً نوی وجود دارد که به گروه ها اجازه می دهد تا به این مقدار بسیار بزرگ رشد نمایند.

در مرحله اول، سلول های مخمر در آزمایش ها شاخه های بزرگ تری ایجاد کردند که تراکم کلی ارگانیسم را کاهش داد. سپس، این شاخه های بزرگ درهم پیچیده شدند و خوشه ای را تشکیل دادند که غلظت آن به ژل های مدرن امروزی شباهت داشت. درنهایت، این ساختار نو ارگانیسم را 10 هزار برابر سخت تر از اجداد سلولی اش کرد.

بوزداگ می گوید: شاخه های مخمر درهم پیچیده شده بودند. سلول های خوشه ای رفتاری انگورمانند داشتند و با پیچیدن به دور یکدیگر، کل ساختار را تقویت می کردند.

یکی دیگر از یافته های مهم آزمایش، نقش اکسیژن در معین محدودیت هایی برای پیشرفت تکاملی بود. در سال های ابتدایی پیدایش زمین، کره خاکی ما با مشکل کمبود اکسیژن روبرو بود تا آنکه نوع خاصی از باکتری ها چندمیلیارد سال پیش که اَشکال حیات چندسلولی ظاهراً از بین رفته بود، حیات را در اتمسفر احیا کردند.