Ученые сделали невероятное открытие: одна клетка поселилась в другой, и это изменило все — невероятно

Большинство одноклеточных микробов далеко не одиночки, а находятся в сложных взаимоотношениях. Это мир, где микроорганизмы сражаются, поедают друг друга, обмениваются генетическим материалом и конкурируют за ресурсы. Но иногда их взаимоотношения становятся еще более интимными, приводя к удивительным результатам.

Эндосимбиоз: когда одна клетка живет в другой

Иногда одна клетка может проскользнуть внутрь другой и удобно там устроиться. При благоприятных условиях она может остаться и стать желанной гостьей, завязывая отношения, которые могут длиться поколениями или даже миллиардами лет. Это явление, когда одна клетка живет внутри другой, называется эндосимбиозом и послужило толчком к эволюции сложной жизни. Этот процесс — ключ к пониманию многих биологических процессов.

Примеры эндосимбиоза встречаются повсюду. Митохондрии, энергетические фабрики в ваших клетках, когда-то были свободно живущими бактериями. Фотосинтезирующие растения обязаны своими сахарами, получаемыми от солнца, хлоропласту, который также изначально был самостоятельным организмом.

Многие насекомые получают необходимые питательные вещества от бактерий, живущих внутри них. В прошлом году исследователи открыли "нитропласт" — эндосимбионт, помогающий некоторым водорослям перерабатывать азот. Эти примеры демонстрируют фундаментальную роль эндосимбиоза в эволюции жизни на Земле.

Загадка возникновения симбиоза

Многое в жизни зависит от эндосимбиотических отношений, но ученые изо всех сил пытаются понять, как они возникают. Как проникшая внутрь клетка избегает переваривания? Как она учится размножаться внутри своего хозяина? Что превращает случайное слияние двух независимых организмов в стабильное и долговременное партнерство? Это ключевые вопросы, на которые наука пытается найти ответы.

Теперь исследователи впервые увидели начальную стадию этого микроскопического танца, вызвав эндосимбиоз в лаборатории. Введя бактерии в гриб — процесс, потребовавший творческого подхода к решению проблемы (и велосипедного насоса), — исследователи сумели вызвать сотрудничество, не убив ни бактерии, ни хозяина. Это открытие открывает новые горизонты для изучения эволюционных процессов.

Ключевые моменты эксперимента

Исследователи провели эксперимент, который позволил им увидеть, как бактерии интегрируются в клетки грибов. Для этого они использовали нетривиальные методы, в том числе применение велосипедного насоса. Целью было создать условия, при которых бактерии не будут уничтожены, а смогут установить долгосрочные отношения с грибами.

Это открытие может помочь ученым понять, как возникают и развиваются эндосимбиотические отношения. Это в свою очередь поможет больше узнать о возникновении сложных форм жизни, включая человека.

Три интересных факта:

• Теория эндосимбиоза, объясняющая происхождение митохондрий и хлоропластов, была предложена в 1918 году и получила широкое признание в 1960-х годах.
• Эндосимбиоз играет важную роль в формировании устойчивости к антибиотикам у бактерий.
• Некоторые виды кораллов получают питание от эндосимбиотических водорослей, живущих внутри их тканей.