Хотя мы можем думать, что далеки от зеленых водорослей, мы на самом деле не так уж и отличаемся.
Считается, что взрыв водорослей, произошедший несколько сотен миллионов лет назад, позволил эволюционировать всей человеческой и животной жизни, и все говорят, что с точки зрения эволюции между нами всего около полутора миллиардов лет.
Кроме того, по мнению японской группы исследователей, водоросли действительно могут помочь нам понять, как вообще возникли и развивались разные половые системы, такие как мужская и женская.
Исследователи из Токийского университета и ряда других японских университетов обнаружили, что тип зеленых водорослей под названием Pleodorina starrii имеет три разных пола - «мужской», «женский» и третий пол, который команда назвала «бисексуальным». Это первый случай обнаружения водорослей трех полов.
«Кажется очень необычным найти вид с тремя полами, но в естественных условиях, я думаю, это может быть не так уж и редко», - сказал один из исследователей, биолог Токийского университета Хисайоши Нодзаки.
Водоросли - это не совсем конкретная научная классификация. Это неформальный термин для обозначения огромного количества различных эукариотических существ, которые используют фотосинтез для получения энергии. Это не растения, так как им не хватает многих растительных черт; они не бактерии (несмотря на то, что цианобактерии иногда называют сине-зелеными водорослями); и они не грибы.
Все, от многоклеточных гигантских бурых водорослей до милых одноклеточных динофитовых водорослей, можно отнести к классификации водорослей.
Поскольку водоросли представляют собой такую большую и разнообразную группу, существует множество вариантов того как они размножаются, но, как правило, водоросли способны воспроизводиться бесполым (путем клонирования) или половым путем (с партнером), в зависимости от стадии жизненного цикла, на которой они находятся. Это может быть либо гаплоид (с одним набором хромосом), либо диплоид (с двумя наборами).
Есть также гермафродитные водоросли, которые могут меняться в зависимости от экспрессии генов организма. Наличие трех полов, включая гермафродитов, называется смешанной репродуктивной системой - триэция, или трёхдомность ('Trioecy').
Но зеленые водоросли P. starrii из семейства Вольвоксовые снова отличаются от этого. Бисексуальная форма этой гаплоидной водоросли имеет как мужские, так и женские репродуктивные клетки. Команда описывает это как «новую гаплоидную систему спаривания», полностью уникальную для водорослей.
P. starrii образуют 32 или 64 вегетативные клеточные колонии того же пола и имеют небольшие подвижные (мужские) и большие неподвижные (женские) половые клетки, похожие на человеческие. Мужские половые клетки отправляются в мир в пакетах со спермой, чтобы найти женскую колонию, к которой можно прикрепиться.
У бисексуалов P. starrii есть и то, и другое, они могут образовывать либо мужские, либо женские колонии и, следовательно, могут спариваться либо с самцом, либо с самкой, либо с другим бисексуалом.
Сексуально индуцированная мужская колония водорослей (слева). Женская колония с пакетом мужской спермы (в центре). Женская колония с диссоциированными мужскими гаметами (справа). Фото: Kohei Takahashi
Исследователи особенно взволнованы, потому что другие близкородственные водоросли имеют разные половые системы, а это означает, что открытие может рассказать нам больше о том, как эволюционно развиваются эти сексуальные изменения.
«Смешанные системы спаривания, такие как триэция, могут представлять промежуточные состояния эволюционных переходов между раздельнополыми двудомными (с самцом и самкой) и однодомными (только с гермафродитами) системами спаривания у диплоидных организмов», - пишут ученые в своей новой статье.
«Однако о гаплоидных системах спаривания с тремя половыми фенотипами в пределах одного биологического вида ранее не сообщалось».
В течение 30 лет Нодзаки собирал образцы водорослей из реки Сагами за пределами Токио. Для нового открытия команда использовала пробы, взятые из озер вдоль этой реки в 2007 и 2013 годах.
Команда отделила колонии водорослей и побудила их к половому размножению, лишив их питательных веществ, обнаружив, что у бисексуальных водорослей есть ген «бисексуального фактора», который был отделен от ранее обнаруженных специфических мужских и женских генов.
Бисексуальные клетки также имеют мужской ген, но могут производить потомство как мужского, так и женского пола.
«Сосуществование трех половых фенотипов в одном биологическом виде не может быть необычным явлением для диких популяций», - заключают исследователи.
«Продолжающиеся полевые исследования могут выявить дальнейшее существование трех половых фенотипов у других видов из водорослей семейства Вольвоксовые».
Исследование опубликовано в журнале Evolution.
Источник: Science Alert
