生命的最初形式可能比我们以前想象的更像动物

生命的最初形式可能比我们以前想象的更像动物

一项新的研究表明,细菌可以像胚胎一样“发育”,因此早期生命可能比我们想象的更像动物。

当细菌聚集在一起时,它们渗出了一层保护性的粘液公共房屋,形成了茂盛的,密集的菌落,称为生物膜。这些微小的有机体共同作用更为强大。

在生物膜的安全范围内,它们可以 更好地抵御环境变化, 与社区外的细胞进行远程交流,甚至可以共享 各种集体记忆 -本质上就像一个多细胞生物。

现在,由克罗地亚鲁尔·博斯科维奇研究所的进化遗传学家莫米尔·富托(Momir Futo)领导的国际研究人员团队也发现生物膜也像多细胞生物一样生长。

地球上的大多数细胞都以这些生物膜的形式生活。它们可以 由多种物种组成,并且我们越来越多地发现它们像多细胞生物一样起作用–包括 分工, 程序性细胞死亡和 自我识别。

在实验室中,Futo和研究小组研究了杆状 枯草芽孢杆菌, 这种枯草芽孢杆菌常见于土壤,母牛和我们中。研究人员建立了整个生物膜发育过程中基因表达的时间表,从最初的几个细胞到两个月大。

他们还 比较了该细菌基因的产物和 其家族树中其他基因的产物,为其进化关系制定了时间表。

克罗地亚天主教大学的遗传学家TomislavDomazet-Lošo解释说: “令人惊讶的是,我们发现,进化的年轻基因在生物膜生长的后期越来越多地表达出来 。”

生物膜生长过程中基因表达的顺序反映了这些基因进化的时间-就像发育中的动物胚胎中基因的表达一样。

这不是生物膜模仿胚胎发生(动物胚胎发育)的唯一方法。观察到的基因表达的逐步组织也出现在胚胎中,在发育过程中细胞之间的通讯也大大增加,这在生物膜中与不断增长的3D皱纹相吻合。

“就像我们一样,这意味着细菌是真正的多细胞生物,” Domazet-Lošo说。“考虑到已知的最古老的化石是细菌生物膜,因此很可能第一生命也是多细胞的,而不是迄今为止认为的单细胞生物。”

研究人员使用的 地层地层学方法相对较新,但在可靠性方面仍存在一些疑问,因此研究小组使用较旧的遗传工具仔细检查了他们的结果,发现他们支持他们的发现。

研究小组警告说,这些结果仅限于实验室条件下的单物种生物膜,因此需要更多的研究,以查看这些发现在自然环境中是否也能通过多物种相互作用实现。

生物膜中是否还存在其他胚胎发生特征,如新基因表达的局部波动,还有待观察。但是他们观察到的相似之处非常惊人。

由于生物膜是 我们体内80%以上微生物感染的原因,因此它们肯定也会在我们的友好细菌如何发​​挥作用方面发挥重要作用,因此了解这些并非如此单一的生物体如何发展和协同工作可能有助于无数的医疗问题。

“这是不争的事实细胞是生命的基本单位;但是,这并不容易意味着最初的生命是严格单细胞”的 研究人员得出结论。

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