Odavno je poznato da biljke oslobađaju hemikalije da odgovore na stres i prenose informacije svojim susedima. Tim naučnika iz laboratorije Bigelov pokazao je da glaukofiti, mala grupa jednoćelijskih algi udaljenih od biljaka, izgleda da imaju istu sklonost ka hemijskoj komunikaciji. Ovo sugeriše da sposobnost korišćenja hemijskih znakova na ovaj način možda nije jedinstvena za složeni život kao što se nekada mislilo, već je evoluirala dalje na drvetu života.
„Gledamo ovaj organizam koji deli poreklo sa biljkama i koristi proces komunikacije za koji su ljudi nekada mislili da ga koriste samo biljke“, rekao je viši naučnik Džon Berns, koautor studije. „Moguće je da su mnoge grane života počele sa sličnim alatima za komunikaciju, ali su se zatim razišle na određeni genetski način na koji to rade.
Otkrivanje kako ćelijska komunikacija funkcioniše u novim linijama pomaže naučnicima da shvate kako su se ove sposobnosti pojavile i kako su se promenile tokom vremena. Mikroalge, poput glaukofita, takođe su od suštinskog značaja za biogeohemijski ciklus u vodenim sistemima, tako da je njihovo razumevanje neophodno za predviđanje načina na koji veći ekosistem funkcioniše, posebno u stresnim situacijama.
„Osnovni komunikacijski proces koji koriste biljke i glaukofiti je sličan i zasnovani su na istim osnovnim komponentama života“, rekao je Baptiste Genot, bivši postdoktorski istraživač u laboratoriji Bigelov i glavni autor studije. „Ali odlazak dalje od biljaka da bi se razumelo kako pojedinačne ćelije poput ovih algi sprovode ove procese zaista utire novi trag.“
Njihovi rezultati su nedavno objavljeni u časopisu The Journal of Eukariotic Microbiologi.
Naučnici su odavno shvatili da biljke emituju informativne molekule, poput hormona i drugih organskih jedinjenja, kao način za prenošenje informacija i prilagođavanje stresnim situacijama kao što su promene temperature ili izlaganje toksinima. Ali postoji mnogo manje informacija o strategijama koje koriste mikroalge, uprkos tome što su one najzastupljeniji primarni proizvođači u vodenim sistemima.
To uključuje glaukofite, jednu od tri glavne loze u onome što se zove Archaeplastida. Poznato je da organizmi u ovoj grupi, uključujući biljke, kao i zelene i crvene alge, imaju zajedničkog pretka pre više od milijardu godina.
Razumevanje zajedništva između složenih komunikacijskih strategija koje koriste ovi različiti organizmi može pomoći naučnicima da mapiraju vremensku liniju kada su se loze granale jedna od druge. Takođe im može pomoći da bolje razumeju kako su evoluirali alati koji se koriste za fotosintezu.
„Glaukofiti su ova druga grana života koja je razvila hloroplaste u isto vreme kao i preci biljaka, ali je trčala sa njima u potpuno drugačijem evolucionom pravcu“, rekao je Berns. „Dakle, možete koristiti ova poređenja da odgovorite na zaista osnovna pitanja o fotosintezi u svim granama života.“
Istraživači su se fokusirali na jednu vrstu glaukofita, nazvanu Cianophora paradoka. Otkrili su da, kao odgovor na spoljašnje stresore poput promene svetlosti, C. paradoka proizvodi moćne hormone poput etilena, koji igra ključnu ulogu u sazrevanju voća i poznato je da ga biljke oslobađaju kao odgovor na stres.
Kada je tim opskrbio alge hemikalijom koja je prekursor etilena, otkrili su da glaukofiti proizvode velike količine hormona i usporili njihov rast kao odgovor.
„Ako pogledate gene koje biljke imaju, nikada ne biste pomislili da glaukofiti mogu da koriste iste signalne puteve, jer jednostavno nemaju iste ‘delove'“, rekao je Berns.
„Mi često koristimo biljke kao našu osnovu za fotosintetski život, ali, u ovoj priči, oni su ‘čudaci’ koji su krenuli u drugom evolucionom pravcu. Glaukofiti možda imaju više zajedničkog sa drugim algama nego biljke kada je u pitanju ova ponašanja.“
Ova studija pruža prve dokaze o tome da glaukofiti oslobađaju hormone kao odgovor na stres, ali ostaju pitanja o tome kako ovi organizmi menjaju svoje stvarno ponašanje, poput načina na koji plivaju ili se razvijaju, kao odgovor na ove hormone. Burns i Genot su takođe zainteresovani za to kako drugi organizmi u ekosistemu reaguju na ove hemijske promene i da li druge vrste algi koriste te iste hormonske znakove za komunikaciju.
Osim komunikacije, studija takođe naglašava vrednost glaukofita šire. Zbog svog jedinstvenog mesta na drvetu života, koliko su stabilni u laboratoriji, kao i koliko brzo rastu — Berns ih upoređuje sa „korovom“ — oni su dragoceno sredstvo za odgovore na pitanja o evolucionoj istoriji, pa čak i razvoju proizvodi na bazi algi kao što su plastične alternative.
„Jaz u znanju između onoga što znamo o ovim jednoćelijskim, fotosintetičkim eukariotima i kultivisanim biljkama je i dalje ogroman“, rekao je Genot. „To je izazovno, ali uzbudljivo jer imamo još mnogo toga da naučimo o ovim malim ćelijama koje žive svuda oko nas.“
