Jednokomórkowe glony zwane okrzemkami, od dawna uważane za rozmnażające się bezpłciowo, okazały się ostatnio bardziej frisujące niż się spodziewano.
Naukowcy odkryli, że okrzemki biorą udział w rozmnażaniu płciowym - i są szczególnie prawdopodobne, że robią to w obecności złożonego amonu, produktu ubocznego wytwarzanego przez większość zwierząt.
Wcześniej naukowcy obserwowali pełne cykle życiowe u zaledwie kilku gatunków okrzemek, a nawet wśród dobrze zbadanych okrzemek nigdy nie zaobserwowano rozmnażania płciowego, napisali naukowcy w badaniu opublikowanym 7 lipca w czasopiśmie PLOS ONE.
Jednak autorzy badania stwierdzili, że mogą manipulować okrzemką Thalassiosira pseudonana zmieniając struktury komórkowe na męskie lub żeńskie. Wszystko, co musieli zrobić, to wyeliminować jeden z czynników potrzebnych do wzrostu okrzemki - takich jak światło lub fosfor - a następnie wprowadzić amon, a okrzemki różnicowałyby się w komórki męskie i żeńskie.
„Nasze odkrycia rozwiązują dwie uporczywe tajemnice, które nękają badaczy diatomów” - powiedziała w oświadczeniu współautorka badań Kimberly Halsey, mikrobiolog z Oregon State University.
„Tak, uprawiają seks i tak, możemy ich do tego zmusić” - powiedział Hasley.
Okrzemki są protistami, zróżnicowaną grupą złożoną z organizmów jednokomórkowych, których ciała mają ściany komórkowe i dobrze zorganizowane wnętrza, z jądrem i szeregiem wyspecjalizowanych struktur zwanych organellami. Szacuje się, że na świecie jest około 200 000 gatunków okrzemek i można je znaleźć wszędzie tam, gdzie jest płynna woda.
Chociaż małe, okrzemki odgrywają ważną, choć niewidoczną rolę w ziemskim cyklu węglowym - okrzemki morskie wytwarzają tlen poprzez fotosyntezę - oraz w cyklicznej krzemionce, która stanowi około 25 procent skorupy planety i która okrzemki włączają się w struktury w ścianach komórkowych.
Ale bardzo niewiele wiadomo na temat wzrostu i rozmnażania większości okrzemek. T. pseudonana jest jednym z dwóch gatunków okrzemek, którego genom został zsekwencjonowany, co czyni go idealnym kandydatem do identyfikacji zmian na poziomie genetycznym, które można powiązać z cechami płciowymi - a wcześniejsze badania zidentyfikowały nawet geny niezbędne do rozmnażania płciowego, ale zostały określone że byli nieaktywni, naukowcy poinformowali w nowym badaniu.
Amon okazał się brakującym składnikiem. Wywołało to kaskadę odpowiedzi genetycznych, które wytworzyły struktury jaj i plemników. Ale to nie wszystko - ponad 1200 genów również zaczęło funkcjonować inaczej, gdy amon był obecny, chociaż skutki tych zmian są jeszcze niejasne, napisali autorzy badania. Jednak wskazanie amonu jako jednego z czynników napędzających okrzemki do rozmnażania seksualnego pozwoli naukowcom kontynuować replikację tego zachowania w celu dalszego zbadania go, zgodnie z Halsey.
„Identyfikacja amonu jako induktora seksualności potencjalnie otwiera drzwi do nowych możliwości badań nad hodowlą i modyfikacją genetyczną w celu kontrolowania ważnych cech” - powiedziała Halsey w oświadczeniu.
