Badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Heinricha Heinego w Düsseldorfie oraz Uniwersytetu Eberharda Karola w Tybindze koncentrowały się na sinicach, a dokładniej na organizmach z rodzaju Nostoc. Choć są to stosunkowo proste bakterie pozbawione jądra komórkowego, tworzą one łańcuchy połączonych ze sobą komórek, które współpracują i wymieniają substancje potrzebne do przetrwania całej kolonii.
Czytaj też: Czekolada poprawia wyniki na siłowni. Uczestnicy eksperymentu nawet nie musieli jej jeść
Naukowcy chcieli ustalić, w jaki sposób te pozornie proste organizmy koordynują komunikację pomiędzy sąsiadującymi komórkami. Okazało się, że jest to możliwe dzięki jonom wapnia.Ich przemieszczanie się pomiędzy komórkami pozwala przekazywać sygnały i regulować działanie struktur łączących sąsiednie komórki. To szczególnie interesujące z punktu widzenia ewolucji. W bardziej złożonych organizmach, w tym u zwierząt, komórki wykorzystują wyspecjalizowane połączenia, które umożliwiają bezpośrednią wymianę sygnałów i substancji. Jednym z przykładów są połączenia szczelinowe, które u sinic mają nieco inną formę.
Tamtejsze połączenia są więc odmienne od tych, które znajdują się w ludzkim organizmie. Podobieństwo dotyczy przede wszystkim podstawowej zasady działania. Sąsiadujące komórki tworzą fizyczne połączenia, a następnie wykorzystują sygnały chemiczne do kontrolowania komunikacji pomiędzy nimi. Badania wykazały, iż kluczowy jest w tym kontekście wapń. Jego poziom i przemieszczanie się w komórkach może działać niczym biologiczny system przekazywania informacji. Zmiany stężenia jonów wapnia pozwalają koordynować procesy zachodzące w wielu komórkach jednocześnie.
Według autorów publikacji dostępnej w The EMBO Journal oznacza to, iż mechanizmy regulujące komunikację między komórkami mogły pojawić się znacznie wcześniej, niż powstały organizmy złożone z wielu wyspecjalizowanych komórek. Zamiast być wynalazkiem ewolucji zwierząt czy roślin, podstawowe zasady takiej komunikacji mogą mieć swoje korzenie w znacznie starszych organizmach.
To ważna wskazówka dotycząca jednego z największych przełomów w historii życia. Powstanie organizmów wielokomórkowych wymagało bowiem czegoś więcej niż tylko połączenia wielu komórek. Musiały one nauczyć się współpracować, wymieniać informacje i reagować na działania swoich sąsiadów. Bez skutecznej komunikacji złożone tkanki i narządy prawdopodobnie nie mogłyby powstać.
Czytaj też: Patogen dziesiątkuje pieczarki. Po stu latach jego zagadka jeszcze bardziej się skomplikowała
Co ciekawe, z badań wynika, że podobne problemy biologiczne były rozwiązywane przez organizmy bardzo różniące się od współczesnych zwierząt. Zrozumienie tego, jak najprostsze organizmy koordynowały swoje działania, może pomóc naukowcom lepiej odtworzyć drogę prowadzącą do powstania bardziej złożonego życia. Najważniejszy pozostaje natomiast wniosek, iż komunikacja między komórkami nie jest nowoczesnym wynalazkiem biologii.
Źródło: The EMBO Journal