قارچ پرورش‌یافته در آزمایشگاه در مدت چند سال ۲۰ هزار برابر بزرگ‌تر شد

محققان اخیراً با برداشتن گامی بزرگ درزمینه‌ی تكامل تك‌سلولی‌ها، توانسته‌اند موجودی میكروسكوپی را ۲۰ هزار برابر بزرگ‌تر از اجداد خود رشد دهند.موجودی تك‌سلولی كه در سال ۲۰۱۸ با چشم غیرمسلح مشاهده‌كردنی نبود، اكنون به جانوری چندسلولی به اندازه‌ی یك كَك تبدیل شده است .

مطالعه‌ای در دست انجام روی مخمر آب‌جو با نام علمی ساكارومایسس سرویزیه كه به خوشه‌ای با عنوان مخمر برف‌دانه جهش یافته است، نشان می‌دهد كه پس از هزاران نسل انتخاب دقیق چه اتفاقی می‌تواند برای موجودات تك‌سلولی میكروسكوپی بیفتد .

به‌گزارش ساینس‌آلرت، محققان مؤسسه‌ی فناوری جورجیا پس از انتخاب بزرگ‌ترین و سریع‌ترین خوشه‌های مخمر از بین پنج جمعیت نسل در نسل، ارگانیسمی را پرورش دادند كه حاوی بیش از نیم‌میلیون سلول شبیه‌سازی‌شده بود؛ یعنی ۲۰ هزار برابر بزرگ‌تر از اجدادش .

یافته‌های پژوهشگران نمونه‌ای بی‌نظیر از تكامل چندسلولی پایدار به‌شمار می‌رود.ویلیام رتكلیف، زیست‌شناس تكاملی از مؤسسه‌ی فناوری جورجیا می‌گوید: شواهد موجود نشان می‌دهد كه زندگی روی كره‌ی زمین با موجودات تك‌سلولی تقریباً ۳٫۵ میلیارد سال پیش آغاز شده است .

بااین‌حال، اطلاعات بسیار كمی از چگونگی تكامل سلول‌های جدا‌شده وجود دارد. این سلول‌ها كه همگی ظاهر و رفتار مشابهی داشتند، درحدود ۲ تا ۳ میلیارد سال پیش به اَشكال حیات چندسلولی با بافت‌های تخصصی تكامل یافتند كه می‌توانند به‌طور هماهنگ فعالیت كنند .

آزمایش‌های فعلی روی مخمر دانه‌برف به محققان كمك می‌كنند تا داستان آن تكامل را بازگو كنند. مطالعه‌ی اخیر آزمایش تكامل بلندمدت چندسلولی (MuLTEE) نام دارد و محققان امیدوارند كه آن را برای چندین دهه اجرا كنند .

اولین یافته‌ی مهم در این زمینه پس از ۳ هزار نسل تكامل به‌دست آمده است.به‌گفته‌ی محققان، در گذشته جمعیت مخمرهای منفرد از مواد «ضعیف‌تر از ژلاتین» به موادی «با استحكام و سختی چوب» تبدیل شده‌اند. اوزان بوزداگ، زیست‌شناس تكاملی در این زمینه می‌گوید:در مرحله‌ی اول، سلول‌های مخمر در آزمایش‌ها شاخه‌های بزرگ‌تری ایجاد كردند كه تراكم كلی ارگانیسم را كاهش داد .

سپس، این شاخه‌های بزرگ درهم پیچیده شدند و خوشه‌ای را تشكیل دادند كه غلظت آن به ژل‌های مدرن امروزی شباهت داشت. درنهایت، این ساختار جدید ارگانیسم را ۱۰ هزار برابر سخت‌تر از اجداد سلولی‌اش كرد.بوزداگ می‌گوید:یكی دیگر از یافته‌های مهم آزمایش، نقش اكسیژن در تعیین محدودیت‌هایی برای پیشرفت تكاملی بود .

در سال‌های ابتدایی پیدایش زمین، كره‌ی خاكی ما با مشكل كمبود اكسیژن مواجه بود تا آنكه نوع خاصی از باكتری‌ها چند‌میلیارد سال پیش كه اَشكال حیات چندسلولی ظاهراً از بین رفته بود، حیات را در اتمسفر احیا كردند .

تكامل مخمرهای برف‌دانه در آزمایشگاه از این ایده پشتیبانی می‌كند كه اكسیژن محدودیتی مهم برای نخستین اَشكال حیات چندسلولی روی زمین محسوب می‌شده است. در آزمایش‌ها مشخص شد تنها گروهی از مخمرها كه برای تولید انرژی به اكسیژن متكی نبودند، می‌توانستند چنین تكامل بزرگی پیدا كنند .

علاوه‌براین، آن‌ دسته از خوشه‌های مخمری كه به اكسیژن نیاز داشتند، مجبور شدند منابع را بین تمام سلول‌های خود تقسیم كنند كه این موضوع هزینه‌ای اضافی برای بزرگ‌ترشدن آن‌ها ایجاد می‌كرد. دانشمندان بر این باورند كه یافته‌های اخیر بر نقش حیاتی اكسیژن در تكامل اندازه‌ی چندسلولی‌ها تأكید می‌كند .