Jedna od najboljih zagonetki u znanosti bila je evolucija jednoceličnih organizama u nevjerojatno široku raznolikost flore i faune kakvu danas vidimo. Kako je Zemlja napravila prijelaz s prvobitno beživotne stijene na onu koja je naseljena samo jednoćelijskim organizmima u svijet prepun složenijih života?
Kako znanstvenici to razumiju, jednostanični organizmi su se prvi put počeli razvijati u složenije oblike prije više od 500 milijuna godina, kad su počeli stvarati višećelijske nakupine. Ne razumije se samo kako se taj proces dogodio. Ali sada su biolozi još jedan korak bliže pronalaženju ove zagonetke, uspješno ponavljajući taj ključni korak - koristeći sastojak uobičajen u izradi kruha i piva - obični pivski kvasac (Saccharomyces cerevisiae). Iako pomaže u rješavanju evolucijskih zagonetki ovdje na Zemlji, to se ujedno i odnosi na pitanje biološke evolucije i na drugim planetima ili mjesecima.
Rezultati su objavljeni u prošlotjednom izdanju časopisa Zbornik radova časopisa Nacionalne akademije znanosti (PNAS).
Kvasci su mikroskopski oblik gljivica; oni su jednostanični, ali mogu postati višećelijski formiranjem niza povezanih staničnih stanica, poput u kalupima. Eksperimenti su se temeljili na ovoj činjenici i bili su iznenađujuće jednostavni, oni to jednostavno nisu radili, kaže Will Ratcliff, znanstvenik sa Sveučilišta u Minnesoti (UMN) i koautor ovog rada. "Ne mislim da ga je itko ikad prije probao", rekao je i dodao: "Nema mnogo znanstvenika koji rade eksperimentalnu evoluciju i pokušavaju odgovoriti na pitanja o evoluciji, a ne rekonstruiraju."
Sam Scheiner, programski direktor u Odjelu za biologiju okoliša NSF-a, također dodaje: "Da bismo razumjeli zašto je svijet pun biljaka i životinja, uključujući ljude, moramo znati kako su jednostanični organizmi prešli na život kao grupa, višećelijski organizmi. Ova je studija prva koja je eksperimentalno promatrala taj prijelaz, pružajući pogled na događaj koji se dogodio prije stotine milijuna godina. "
Smatralo se da je korak prema višećelijskoj složenosti težak, evolucijska prepreka koju bi bilo teško prevladati. Novo istraživanje, međutim, sugerira da ipak možda nije tako teško.
Za eksperimentiranje bilo je potrebno samo 60 dana. Kvasac je prvo dodan kulturi bogatoj hranjivim tvarima, a zatim su stanice ostavljene da narastu jedan dan. Potom su stratificirani prema težini pomoću centrifuge. Grozdovi stanica kvasca sletili su na dno epruveta. Postupak se zatim ponovio, uzevši stanične nakupine i ponovno dodajući ih svježim kulturama. Nakon šezdeset ciklusa toga stanični klasteri su počeli nalikovati sferičnim snježnim pahuljama, sastavljenim od stotina stanica.
Najznačajnije otkriće bilo je da se stanice ne samo skupljaju i slijepe slučajno; grozdovi su bili sastavljeni od stanica koje su genetski povezane jedna s drugom i ostale su vezane nakon diobe stanica. Kad su grozdovi dostigli "kritičnu masu", neke ćelije su umrle, proces poznat kao apoptoza, koji omogućava potomstvo da se odvoji.
Jednostavno, to je postupak prema višećelijskom životu. Kao što je opisao Ratcliff, "Samo nakupina nije više ćelija. Ali kad stanice u klasteru surađuju, daju se za opće dobro i prilagode se promjenama, to je evolucijski prijelaz u višećelijsku. "
Dakle, sljedeći put kada pečete kruh ili kuhate svoje pivo, razmislite o činjenici da te male stanice kvasca imaju mnogo veću važnost od samo korisne uloge u vašoj kuhinji - one pomažu i u rješavanju nekih najvećih misterija života započeo, i ovdje i možda drugdje.
