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进化实验产生的酵母大20000倍强度大10000倍

开心的月饼 2023-05-15 17:02:37 生活常识

科学家们正在实验室进行一项长期的进化实验,以研究单细胞生物如何进化成多细胞生命形式。经过数千代,他们的酵母菌长大了20,000倍,强度提高了10,000倍。

进化实验产生的酵母大20000倍强度大10000倍

进化“缺失环节”的想法通常让人联想到毛茸茸的猿类原始人,但实际上链条中还有更深刻的缺失环节。最大的差距之一存在于单细胞生物和多细胞生物之间,这标志着地球上复杂生命发展的关键一步。

现在,佐治亚理工学院的科学家们报告了一项他们希望继续运行数十年的实验的初步结果,其目标非常崇高——将单细胞生命形式进化为全新的多细胞生命形式。定向进化实验已经进行了几十年,甚至获得了2018年的诺贝尔化学奖,但这些实验通常专注于制造新药或解决其他问题,而不是填补我们遥远的家谱中的漏洞。

在这个多细胞长期进化实验(MuLTEE)的第一阶段,研究人员从一种叫做雪花酵母的物种开始。这些微生物在摇晃的培养箱中生长,每天该团队都会进行人工自然选择——生长最快且达到最大尺寸的菌落被选中用于进一步培养。重复这个过程数千次,你就可以很好地近似于有利于自然进化中某些特征的环境力量。

果然,在大约3,000代之后,酵母进化形成了超过500,000个细胞的簇——比原始菌株大20,000多倍。在这个过程中,它们变得肉眼可见,并且变得坚硬约10,000倍,与木头相当。

科学家们进行了更深入的研究,以找出细胞水平上发生了什么,从而使他们取得了如此令人瞩目的进步。他们发现单个酵母细胞都伸展开来,这降低了每组细胞的密度,因此减少了它们相互施加的压力。这可以防止星团在一定密度下像通常那样破裂,从而使它们变得更大。

但该团队表示,单靠这种机制不应该导致如此急剧的增长。因此,他们使用扫描电子显微镜仔细观察。

该研究的第一作者OzanBozdag说:“我们发现有一种全新的物理机制可以让这些群体成长到如此巨大的规模。”“酵母的分支已经纠缠在一起——簇状细胞演化出类似藤蔓的行为,相互缠绕并加强了整个结构。”

虽然“进化”的酵母仍然缺乏真正多细胞生物的许多生物学特征,但这种细胞纠缠似乎是通往这一目标的道路上的一个里程碑。实验也远未结束,因此可能会有进一步的发展。


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