瑞典湖泊中的藻类让我们了解地球上复杂的生命是如何发展的

导读 通过研究瑞典湖泊中的绿藻,由瑞典隆德大学领导的一个研究小组成功地确定了哪些环境条件促进了多细胞性。研究结果发表在《自然生态学与进化

通过研究瑞典湖泊中的绿藻,由瑞典隆德大学领导的一个研究小组成功地确定了哪些环境条件促进了多细胞性。研究结果发表在《自然生态学与进化》杂志上,为我们提供了探索惊人进化路径的新线索。

多细胞生命的进化在塑造生物多样性方面发挥了关键作用。然而,到目前为止,我们对有利于多细胞群形成的自然环境条件知之甚少。

多细胞生物体内细胞之间的合作使眼睛、翅膀和叶子得以进化。多细胞进化的主要解释是,处于一个群体中可以使物种更好地应对环境挑战——例如,处于一个大群体中可以保护细胞不被吃掉。

“我们的结果挑战了这个想法,表明多细胞群的形成,不是因为它们本身是有益的,而是作为单细胞策略减少环境压力的副产品。特别是,细胞产生一系列物质来保护自己免受环境和这些物质似乎可以防止子细胞从母细胞中分离出来,”隆德大学生物学研究员查理康沃利斯说。

为了了解单细胞生物如何以及为何进化为多细胞生物,科学家们对绿藻进行了实验,其中一些物种总是单细胞的,一些是单细胞的但在特定条件下会变成多细胞的,而另一些总是多细胞的,包含数千个细胞.然后他们可以确定促进多细胞性的环境条件,并找出生物体的收益和成本。然后,研究人员将数据与有关单细胞和多细胞绿藻在整个瑞典适应的环境的信息结合起来。

“令我感到惊讶的是,生活在多细胞群体中既没有好处也没有代价。单个细胞在自己游动时所经历的条件可能非常不同,与其他细胞粘在一起并必须协调活动。想象一下你在身体上与你的家庭成员联系在一起,我认为这会对你产生很大的影响,”查理康沃利斯说。

这项研究是在瑞典的湖泊中进行的,它不仅提供了关于哪些绿藻出现在哪里以及为什么出现的信息——它还帮助我们了解塑造我们周围世界的生物多样性的起源。

“这项研究的结果有助于我们了解地球上复杂的生命是如何进化的。它们还提供了关于一组关键物种——为生态系统提供燃料的绿藻——如何能够在不同环境条件下繁殖和生存的信息。下次你沿着富含氮气的湖岸漫步时,想象一下这促进了多细胞生命的进化,”查理康沃利斯说。