Ssylka

Зарождение жизни заново: уникальный симбиоз грибов и бактерий

В 2024 году в журнале Nature (том 635, выпуск 8038, страницы 415–422) была опубликована статья, ставшая важной вехой в понимании происхождения сложной жизни. Ученые, ведомые Габриэлем Гигером и профессором микробиологии Юлией Форхолт из ETH Zurich, впервые в лабораторных условиях воссоздали начальные этапы эндосимбиоза, процесса, лежащего в основе формирования митохондрий и хлоропластов – энергетических станций клеток.
Зарождение жизни заново: уникальный симбиоз грибов и бактерий
Изображение носит иллюстративный характер

Ключевым моментом исследования стало использование гриба Rhizopus microsporus, известного патогенного организма, и двух видов бактерий: E. coli и Mycetohabitans. В результате экспериментов, бактерии Mycetohabitans смогли проникнуть внутрь спор гриба и передаваться последующим поколениям. Это достижение стало настоящим прорывом, как отметил Гигер, и подтвердило возможность искусственного создания эндосимбиоза.

Однако, первоначальное сосуществование не было идеальным. Рост грибов, содержащих Mycetohabitans, замедлился, что подчеркивает уязвимость первых этапов эндосимбиотических отношений. Форхолт объясняет, что именно этот фактор мог стать причиной неудачи многих подобных симбиозов в естественных условиях. Чтобы такой симбиоз мог устояться, необходимо наличие преимуществ от совместного проживания.

Впрочем, со временем грибы адаптировались к бактериям, восстановив свою жизнеспособность. Более того, в результате адаптации они приобрели дополнительные преимущества: улучшенное усвоение питательных веществ и повышенную защиту от хищников. Это открытие доказывает, что эндосимбиоз может быть эволюционно выгодным, как отметила Форхолт, приводя примеры успешных подобных систем.

Работа Гигера и Форхолт не только проливает свет на эволюционные механизмы, но и открывает новые перспективы для медицины, сельского хозяйства и биотехнологий. Понимание симбиотических отношений может помочь в разработке новых терапевтических подходов, повышении урожайности растений и создании организмов с новыми, желаемыми свойствами.

В частности, исследование подталкивает к развитию синтетической биологии, где ученые смогут конструировать бактерии с определенными функциями, внедряя их в организмы-хозяева. Это позволит создавать организмы, обладающие новыми, не характерными для них свойствами, без необходимости традиционного генетического редактирования.

Исследование подчеркивает всю сложность и деликатность процесса становления эндосимбиоза. Оно показывает, почему столь многие подобные отношения не смогли закрепиться в природе.

Также, эта работа подчеркивает, что для стабилизации новой эндосимбиотической системы в долгосрочной перспективе требуется наличие преимущества от совместного проживания для обоих организмов. Именно эта выгода и адаптация к новым условиям приводят к появлению новых эволюционно устойчивых систем.

Статья не только доказывает возможность воссоздания эндосимбиоза в лабораторных условиях, но и показывает, как новые эндосимбиотические системы могут дать толчок для возникновения новых возможностей в биологии и биотехнологиях. Исследование открывает двери для будущих исследований, в которых будет изучен более широкий спектр эндосимбиотических отношений. Это, в свою очередь, позволит получить углубленное понимание универсальных и уникальных механизмов, лежащих в основе эволюции жизни.

Исследование также является важным шагом в понимании фундаментальных процессов эволюции и демонстрирует значимость симбиотических взаимодействий в развитии жизни на Земле. Опыт и полученные знания могут стать ключом к решению многих научных и прикладных задач в будущем.


Новое на сайте

16941Спутники Starlink создают непреднамеренную угрозу для радиоастрономии 16940Аутентификационная чума: бэкдор Plague год оставался невидимым 16939Фиолетовый страж тайских лесов: редкий краб-принцесса явился миру 16938Хроники мангровых лесов: победители фотоконкурса 2025 года 16937Танцевали ли планеты солнечной системы идеальный вальс? 16936Ай-ай: причудливый лемур, проклятый своим пальцем 16935Как рентгеновское зрение раскрывает самые бурные процессы во вселенной? 16934Уязвимость нулевого дня в SonicWall VPN стала оружием группировки Akira 16933Может ли государственный фонд единолично решать судьбу американской науки? 16932Способна ли филантропия блогеров решить мировой водный кризис? 16931Взлом через промпт: как AI-редактор Cursor превращали в оружие 16930Мог ли древний кризис заставить людей хоронить мертвых в печах с собаками? 16929Какие наушники Bose выбрать на распродаже: для полной изоляции или контроля над... 16928Может ли искусство напрямую очищать экосистемы от вредителей? 16927Вирусное наследие в геноме человека оказалось ключевым регулятором генов