不能單獨生活的奇怪細菌暗示著復雜生命的早期步驟

所有細菌在其生命中的某個時刻都以單細胞形式存在——除了一種被稱為多細胞趨磁細菌 （MMB） 的細菌。

從馬薩諸塞州潮汐鹽沼中富含硫化物的沉積物中挖出的 MMB 科學家認為，這些 MMB 可以為我們自己的進化歷史提供線索，作為簡單的單細胞生命形式和像我們這樣的復雜多細胞生物之間缺失的環(huán)節(jié)。

當然，其他種類的細菌可以在需要時與其他細胞合作，但 MMB 可以萬事在一起，以至于每個單獨的細胞都無法從其“財團”中分離出來超級有機體它稱之為家。

MMB 財團中的細胞形成一個球形，中心有一個空心，與囊胚，即卵子和精子融合后立即出現(xiàn)的胚胎發(fā)育階段。

這種細菌與那個過渡點如此相似，從兩個具有不同遺傳學的單個細胞到一個不可分割的集群，這一事實令人著迷：胚胎比較提供了許多關(guān)于我們進化歷史的線索。

然而，與囊胚不同的是，MMB 中的每個細胞都是其自己的個體生物體。 科學家們已經(jīng)知道這一點，但他們假設(shè)這些個體可能是彼此的克隆，因為當整個 MMB 聯(lián)盟一分為二時，所有細胞都會同步復制。

由蒙大拿州立大學環(huán)境微生物學家 George Schaible 領(lǐng)導的一個團隊通過繪制宏基因組22 MMB 財團。

這表明聯(lián)盟內(nèi)的細胞不是克隆，分布在整個集群中的各種基因使個體能夠發(fā)揮有益于整體的不同功能——類似于體內(nèi)的器官，或受益于其成員的不同技能和興趣的社會。

這些細菌依靠碳和能源的混合物生存，其中一種是將硫酸鹽還原成硫化氫。

Schaible 和他的同事發(fā)現(xiàn)這些細菌“能夠同化無機碳和有機碳，表明自養(yǎng)和異養(yǎng)生長，并且不同的 MMB 組對碳源表現(xiàn)出不同的親和力。

這種使用多種能源和碳源的能力可能源于該聯(lián)盟的內(nèi)部多樣性，這可以解釋為什么電池完全相互依賴。

“MMB 聯(lián)盟中的單個細胞表現(xiàn)出截然不同的底物攝取速率，表明代謝分化以及局部蛋白質(zhì)合成活性，”作者寫.

如果你獨自負責種植、狩獵和建造你身體所需的一切，那么可能很難生存，所以人類社區(qū)有分工。這正是科學家們描述 MMB 財團的新陳代謝的方式： a '分工'.他們在這項研究中發(fā)現(xiàn)的遺傳和代謝多樣性無疑為該理論增加了一些分量。

潮汐鹽沼環(huán)境的不斷變化可能推動了這種合作和多樣化基因的組合，這將使該聯(lián)盟能夠利用風、水和天氣給它帶來的一切。

“聯(lián)盟內(nèi)的細胞可以通過代謝特定底物（例如乙酸鹽）來參與分工，然后通過無細胞空間與其他細胞共享這些資源，可能是通過利用膜囊泡，”他們寫.

“建模方法可以闡明聯(lián)盟內(nèi)潛在的代謝網(wǎng)絡(luò)，進一步支持分工的假設(shè)?！?/p>

這項研究發(fā)表在PLOS 生物學.

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