Jednoćelijskim oblicima života potrebno je samo najjednostavnije evoluciono uporište da bi se podigli u svom okruženju.
Čak i ekstremno minimalna ćelija koja sadrži samo 493 gena može da mutira i prilagodi se kako bi poboljšala svoju kondiciju, kažu istraživači – kritičan korak u postojanosti i stabilnosti života koji je sada demonstriran u laboratoriji.
Uvidi dolaze iz nove studije tima istraživača iz SAD-a i Brazila, koja je lišila ćeliju svih gena osim njenih osnovnih da bi se videlo da li još uvek može da evoluira.
Ćelija je veštački pojednostavljena verzija Micoplasma micoides – parazitske bakterije koja se nalazi u crevima koza i drugih preživara.
Vremenom, kako je ovaj parazit počeo da se oslanja na svog domaćina za preživljavanje, izgubio je mnoge od svojih originalnih gena.
Danas mu je ostalo samo 901 genoma, što je malo u poređenju sa hiljadama gena koji kodiraju proteine u mnogim drugim bakterijskim vrstama, ili čak desetinama hiljada pronađenih u biljkama i životinjama.
Kada su naučnici sintetički eliminisali još 41 procenat gena M. micoides, ostavljajući sve osim najvažnijih sekvenci, stvorili su ćeliju slobodnog života sa najmanjim genomom od bilo kog organizma uzgajanog u čistoj kulturi.
Prema biologu Džeju Lenonu sa Univerziteta Indijana, uređena bakterija – nazvana M. micoides JCVI-sin3B – predstavlja gole kosti onoga što je potrebno da ćelija preživi.
„Moglo bi se pretpostaviti da nema prostora za mutacije“, kaže Lenon, „koje bi mogle ograničiti njegov potencijal da evoluira.“
Ali čak i ovaj skelet je sposoban za više nego što mislite.
„Možemo da pojednostavimo [ćeliju] do najosnovnijih stvari“, objašnjava Lenon, „ali to ne sprečava evoluciju da funkcioniše.“
Kada su Lenon i njegove kolege dozvolili da M. micoides JCVI-sin3B raste u laboratoriji 300 dana (ekvivalentno 2.000 generacija bakterija), otkrili su izuzetno visoku stopu mutacije za tako jednostavnu ćeliju.
U poređenju sa originalnim M. micoides, ovaj novi soj je evoluirao 39 procenata brže, povrativši svu kondiciju koju je izgubio kada su istraživači veštački uklonili mnoge njegove gene.
Kada su smeštene u istu epruvetu kao i druge minimalne ćelije koje nisu evoluirale 300 dana, razvijene ćelije su nadmašile druge, preuzimajući i postajući dominantniji soj. Očigledno je bolje odgovarao svom okruženju.
„Naši nalazi pokazuju da prirodna selekcija može brzo povećati sposobnost jednog od najjednostavnijih autonomno rastućih organizama“, pišu Lenon i njegove kolege.
Teoretski, što je ćelija veća, to više složenosti može da sadrži. Iznenađujuće, evoluirane ćelije nisu porasle u fizičkoj veličini. Istraživači sumnjaju da je to zato što je polovina njenih membranskih proteina uklonjena, što znači da ćelija nije imala resurse da proširi svoj volumen.
Iako je još preostalo mnogo nijansi za istraživanje, uključujući koji su geni evoluirali i zašto, nalazi sugerišu da je prirodna selekcija dovoljno moćna da optimizuje čak i najjednostavniji jednoćelijski organizam.
„Drugim rečima“, zaključuju autori, „pokazuje da život pronalazi način“.
Studija je objavljena u časopisu Nature.
