Биологи под руководством Николь Кинг (Nicole King) из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили необычные свойства у открытых ими на карибском острове Кюрасао одноклеточных существ. Они способны собираться в тесные группы, которые, к тому же, меняют свои очертания, приобретая форму то чашечки, то замкнутого шарика. Возможно, эти способности позволили родственникам этих существ в древности дать начало первым многоклеточным животным.
Одноклеточные организмы, получившие название Choanoeca flexa, были собраны в 2018 году в прибрежном водоеме, заполненном океанской водой. Они относятся к типу хоанофлагеллятов (Choanoflagellata), или воротничковых жгутиконосцев. Распространены они в водоемах по всему миру. У хоанофлагеллят действительно имеется «воротничок», точнее что-то вроде венчика из плотно прилегающих друг к другу микроворсинок. Внутри этого воротничка находится единственный жгутик. Он постоянно движется, создавая ток воды вверх и наружу. С боков через микроворсинки внутрь воротничка поступает новая вода, принося с собой частицы пищи, которые отцеживаются воротничком и поглощаются путем фагоцитоза. Многие хоанофлагелляты способны прикрепляться к субстрату противоположным воротничку концом своей клетки. Среди других есть колониальные формы.
Николь Кинг — ведущий современный исследователь хоанофлагеллят, она разделяет точку зрения, согласно которой эти существа — наиболее близкие эволюционные родственники многоклеточных животных. Кинг сразу отметила, что при образовании групп клетки нового вида выстраиваются так, что их жгутики направлены в одну сторону, подобно тому, как это происходит у эпителиальных клеток животных. Наблюдения над Choanoeca flexa показывают, что в чашевидной форме жгутики одиночных клеток направлены внутрь чашки, а в шарообразной — наружу. Таким образом, группа хоанофлагеллят может принимать чашевидную форму для питания, а шарообразную — для передвижения в воде. Для превращения в шарик отдельные клетки, составляющие чашечку, одновременно расширяют свои воротнички, отчего лист клеток изгибается в противоположную сторону.
Ученые попытались установить, при каких условиях Choanoeca flexa переходит из одной формы в другую. Успеха в этом они добились, догадавшись выключить подсветку у микроскопа. В темноте чашечки Choanoeca flexa превращались в шарики и начинали активно плавать. Это принесло новую загадку: ведь у этих существ нет органов, позволяющих реагировать на свет. Как удалось выяснить, светочувствительный белок и некоторые другие вещества для этой цели жгутиконосцы получают из съеденных бактерий.
Исследование опубликовано в журнале Science.
