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

7564Смогут ли электрохимические ячейки стать холодильниками будущего? 7563Может ли квантовая магия обуздать хаос турбулентности? 7562Тёмная материя: квантовый взгляд на космос 7561Почему так приятно чесать и так вредно одновременно? 7560Текст в NLP: числовое представление 7559Микроскопические линзы: неожиданное открытие в мире жидкостей 7558Аппаратная защита серверов: новый уровень безопасности 7557Энергия прогресса, истинные связи и стохастический разум: путь к процветанию 7556Грузовой мустанг: обзор Shulz The Tentacle 7555Космическая Одиссея: рекордные прогулки и затянувшаяся экспедиция на МКС 7554Астероид 2024 YR4: космическая угроза, требующая пристального внимания 7553Металлический путь Желтой реки: от земли к живым организмам 7552Скрытые рифы: как "мусорная" еда губит здоровье чернопёрых рифовых акул 7551Может ли аквакультура спасти королевского конха от вымирания? 7550Аллокаторы памяти в играх: оптимизация и выбор