Первые формы жизни на Земле были одноклеточными, как, например, дрожжи и бактерии. Позже появились животные — многоклеточные организмы, которые развивались из одной клетки, яйцеклетки, формируя сложные организмы. Такое эмбриональное развитие следует четким стадиям, которые удивительно схожи у разных видов. Новое исследование показало, что генетические программы, отвечающие за него, уже могли существовать задолго до появления животной жизни. Возможно, результаты могут объяснить переход от одноклеточных к многоклеточным формам жизни, который до сих пор плохо изучен. 

Доцент кафедры биохимии факультета естественных наук Женевского университета (UNIGE) Омайя Дудин и его команда сосредоточились на изучении Chromosphaera perkinsii, или C. perkinsii — древнем виде простейших. Этот одноклеточный организм отделился от эволюционной линии животных более миллиарда лет назад. И поэтому он может дать ценную информацию о механизмах существовавших на том этапе развития жизни на Земле.

Наблюдая за C. perkinsii, ученые обнаружили, что эти клетки, достигнув максимального размера, делятся, не продолжая свой рост. Таким образом они образуют многоклеточные колонии, напоминающие ранние стадии эмбрионального развития животных. Примечательно, что эти колонии сохраняются примерно треть своего жизненного цикла и содержат как минимум два различных типа клеток, что является удивительным явлением для этого типа организмов.

"Хотя C. perkinsii является одноклеточным видом, такое поведение показывает, что процессы многоклеточной координации и дифференциации уже сформировались задолго до того, как на Земле появились первые животные", — объясняет Дудин.

Еще более удивительно, что способ деления этих клеток и трехмерная структура, в которую они складываются, поразительно напоминают ранние стадии эмбрионального развития. 

В сотрудничестве с Джоном Бернсом из Океанологическая лаборатория имени Бигелоу был проведен анализ генетической активности внутри этих колоний. Он выявил интригующее сходство с активностью, наблюдаемой у эмбрионов животных, что позволяет предположить, что генетические программы, управляющие сложным многоклеточным развитием, присутствовали уже более миллиарда лет назад.

Фактически исследование показывает, что, либо принцип эмбрионального развития существовал до животных, либо механизмы многоклеточного развития у C. perkinsii развивались отдельно.

Исследование опубликовано в журнале Nature.