Водоросли практикуют танцы для эффективного размножения
Многоклеточные пресноводные водоросли способны объединяться на поверхности воды и совершать совместные движения наподобие танца за счет создаваемых ими потоков, что позволяет им более эффективно размножаться.
Этот процесс описывают авторы статьи в журнале Physical Review Letters, изучившие два разных типа подобных движений микроорганизмов.
Объектом исследования ученых стал многоклеточный организм вольвокс, представляющий собой сферическую оболочку, состоящую из около тысячи одинаковых клеток и заполненную слизью. Такая колония, рассматриваемая биологами как единый организм, имеет менее миллиметра в диаметре, а каждая клетка, образующая его поверхность, снабжена двумя жгутиками, движения которых заставляют всю колонию не только двигаться в воде, но и вращаться вокруг себя.
Оказалось, что такие колонии вблизи поверхности воды могут сцепляться друг с другом и двигаться вместе, что очень напоминает танец. Авторы публикации смогли описать "вальс" - движение двух сцепленных колоний, вращающихся друг вокруг друга, и "менуэт" - движение, при котором две колонии колеблются навстречу друг другу, будто они связаны упругим жгутом.
При этом, согласно математическим моделям, разработанным учеными, общее движение колоний происходит благодаря тому, что направления потоков, создаваемых жгутиками вольвокса, изменяются на границе между водой и воздухом. Эти потоки впервые были предсказаны теоретически, считалось, что именно они удерживают популяции микроорганизмов на поверхности. Теперь же ученым удалось впервые их увидеть.
По мнению авторов работы, которой руководил профессор Рэймонд Голдстейн из Кембриджского университета, такое коллективное движение организмов-колоний благоприятствует их половому размножению в период цветения.
Эта работа является частью более масштабного исследования, цель которого - понять тонкости эволюционного перехода от одноклеточных организмов к многоклеточным и выявить ключевые эволюционные шаги, которые пришлось предпринять живым системам по мере того, как усложнялось их устройство.
Кроме того, авторы статьи указывают, что жгутики вольвокса во многом похожи на органеллы человеческого организма - реснички, которыми выстланы клетки легких, желудочки головного мозга, семявыводящие каналы и многие другие органы. Координированное движение ресничек важно для репродуктивной системы и эмбриональной стадии развития организма, а потому их изучение на примере других живых систем имеет большое значение для медицины.
Напомним, исследовав геном смертельно опасных плесневых грибов Aspergillus fumigatus, британские ученые в конце минувшего года пришли к выводу, что при высоких температурах этот патогенный организм может размножаться половым путем.