In den Experimenten amerikanischer Wissenschaftler dauerte es nur 60 Tage, bis Bäckerhefe in Gemeinschaften lebte, in denen alle Mitglieder der Gruppe durch ein Gemeinwohl vereint sind und bereit sind, sich kameradschaftlichen Interessen zu opfern.
Es wird angenommen, dass grundlegende evolutionäre Veränderungen, wie der Übergang von einzelliger zu Mehrzelligkeit, unglaublich lange gedauert haben - Millionen (wenn nicht Milliarden) Jahre. Evolution mag Eile wirklich nicht, und je globaler die Veränderungen sind, desto länger dauert es, sich darauf vorzubereiten.
Jetzt gibt es jedoch Grund, an einer solchen Langsamkeit der Evolution zu zweifeln - zumindest im Hinblick auf die Entstehung von Mehrzelligkeit. In den Experimenten von Wissenschaftlern der University of Minnesota (USA) verwandelten sich einzellige Organismen in nur wenigen Monaten in mehrzellige Organismen.
Übliche Bäckerhefe wurde als Modellobjekt genommen. Diese einzelligen Pilze vermehren sich durch Knospen: Wenn die Mutterzelle eine bestimmte Größe erreicht, knospt die kleinere Tochter davon und geht frei schwimmen. Laut Wissenschaftlern bestand das Hauptproblem nicht einmal darin, ein Experiment zur Umwandlung von einzelliger Hefe in mehrzellige Hefe zu planen, sondern zumindest eine mentale Annahme, dass dieser Prozess in absehbarer Zukunft durchgeführt werden könnte. Es ist allgemein anerkannt, dass die Mehrzelligkeit in der Geschichte des Lebens auf der Erde mindestens 25 Mal aufgetreten ist, aber die Umstände ihres Auftretens sind uns verborgen. Wir können nur raten, unter welchen Bedingungen einzelne Zellen sich gegenseitig um Hilfe bemühen.
William Ratcliffe und seine Kollegen wählten das Gravitationsfeld als treibende Kraft. Sie stellten die Hypothese auf, dass die Schwerkraft der Faktor war, der die Entstehung mehrzelliger Organismen begünstigte. Es ist offensichtlich, dass sich die Zellkomplexe, die im prähistorischen Ozean schwebten, schneller als einzelne Zellen am Boden absetzten. Hefe kann auch aneinander haften und große Cluster bilden, und im Experiment siedelten sich die größten Cluster schneller am Boden an als ihre kleineren "Cousins", ganz zu schweigen von einzelnen Zellen. Immer wieder wählten die Forscher die Cluster aus, die sich überhaupt am Boden niedergelassen hatten, kultivierten sie erneut und wählten die größten Proben erneut aus.
Natürlich ist ein gewöhnlicher Klumpen zusammengeklebter Zellen noch kein mehrzelliger Organismus. Hier konnten die Wissenschaftler jedoch zeigen, dass die Hefecluster, mit denen sie arbeiteten, aus genetisch verwandten Zellen bestanden, dh alle Mitglieder der Gruppe waren Nachkommen desselben Elternteils. Die Hefe vermehrte sich, aber die Tochterzellen blieben an den Elternzellen haften. Und was noch wichtiger ist, die Zellcluster in den Experimenten begannen sich wie einzelne Organismen zu verhalten. Sie hatten ein Jugendstadium, in dem sie aufwuchsen, und ein Erwachsenenstadium, in dem sich der Cluster vermehrte und sich in größere und kleinere Teile aufteilte. Es war wie das Knospen einer kleinen Tochterzelle vom Elternteil, nur dass hier alles auf der Ebene eines ganzen Clusters passierte. In diesem Fall opferten sich einige Zellen selbst: Sie starben, damit sich die Kinder- und Elterncluster zerstreuen konnten. Das heißt, die Zellen waren nicht nur eine Versammlung, bei der jeder für sich war, sondern eine Gemeinschaft, deren Mitglieder für das Gemeinwohl zusammenarbeiteten. Die toten Zellen kamen einem ganzen Cluster zugute, der für ein erfolgreiches Leben geteilt werden musste. Durch das Sterben ermöglichten sie der gesamten Gemeinschaft, zu überleben und mehr Nachkommen zu schaffen.
Das Merkwürdigste ist, dass das Experiment 60 Tage dauerte. Laut Wissenschaftlern endeten sie mit einzelnen Clustern von Hefezellen, die als Ganzes lebten und starben. Alles in allem zeigte sich, dass es der Hefe während des Experiments gelang, einen Weg zur Mehrzelligkeit zu finden.
Bisher haben Wissenschaftler darauf hingewiesen, dass mehrzellige Organismen gegenüber einzelligen Organismen andere Vorteile haben können. Aber nur sehr wenige Studien zeigen eine direkte "Assemblierung" eines mehrzelligen Organismus, wie es vor Milliarden von Jahren geschehen sein könnte. Die Forscher bereiten sich darauf vor, ihre Ergebnisse in der Zeitschrift PNAS zu veröffentlichen.
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Nachdem Sie all dies gelesen haben, müssen Sie denken: Es ist unglaublich, dass mehrzellige Organismen im Verlauf der Evolution nur wenige Male aufgetreten sind. In der Tat, da dies nicht so lange dauerte, hätte es unermesslich mehr solcher Versuche geben können. In Zukunft werden die Autoren ihre Experimente an anderen modernen mehrzelligen Organismen wiederholen. Tatsache ist, dass die aktuelle Hefe von mehrzelligen Vorfahren abstammt und eine Art Erinnerung daran bei ihnen bleiben könnte. Daher wollen Wissenschaftler andere Organismen zur Mehrzelligkeit zwingen, wie Chlamydomonas-Algen, die keine mehrzellige Vergangenheit hatten.