这种单细胞微生物可以转化成多细胞生物

在地球上最恶劣的盐湖中，一种单细胞微生物有一种非凡的能力，在压力下，它可以将身体的微粒转化为多细胞组织。

“克隆多细胞生物的出现是一个关键的进化里程碑，”由布兰迪斯大学病理生物学家Theopi Rados领导的国际研究小组在他们的新论文中写道。

沃氏嗜盐富饶菌（Haloferax volcanii）是一个经常被忽视的古细菌领域的成员，它看起来很像细菌，但与我们自己的领域真核生物有更多的共同点。多细胞性在真核生物中很常见，而在细菌中很少见，据我们所知，H. volcanii只是第二个被发现的跨出多细胞飞跃的古细菌。

我们知道，沃氏嗜盐富饶菌有一些令人印象深刻的变形技术，帮助它在死海和大盐湖这样的极端环境中茁壮成长。

Rados和她的团队发现，当沃氏嗜盐富饶菌的外层被物理力拉紧时，这种微生物呈现出一种更让人想起复杂生物的形式：它变成了多细胞的。

Rados第一次偶然发现了这个奇怪的新策略，他把一个沃氏嗜盐富饶菌细胞塞在一层果冻下面，果冻只施加了10千帕的压力 —— 大致相当于你在水下一米处的压力。这种加重的果冻毯在大约两个半小时内使延展性细胞变平，甚至在微生物有机会克隆自己之前。

为了观察在更接近微生物自然栖息地的压力下会发生什么，研究人员接下来将沃氏嗜盐富饶菌置于超过100千帕的压力下，这相当于水下10米左右的条件。

这种生物不仅像煎饼一样变平，而且在12小时内，它的细胞（每个细胞包含多组遗传信息）变得更大，并组织成一个融合的簇，类似于多细胞生物的组织。

与植物和真菌的坚硬细胞壁相比，这种微生物的柔韧的蛋白质表面层更类似于动物细胞膜，这似乎是其变质方式的关键。

布兰代斯大学的古细菌生物学家亚历克斯·比森说：“没有共价结合的细胞壁表明，古细菌的结构更有活力，但刚性更低，这就导致了古细菌可能是‘柔软的’，对机械刺激很敏感的假设。”

“这就好像细胞被压扁，然后被鼓励长得更宽更高，更像一个上升的酵母面包，而不是传统的细胞分裂。”

由此产生的组织具有与微生物单细胞形式不同的物理特性，细胞之间的弹性可与动物细胞相媲美。

这种张力产生了两种不同的细胞类型，其布局让人想起乌龟的壳：楔形外周细胞，因为它们形成于组织的边缘而得名，更平坦，更宽，而紧密排列的几何形鳞状细胞更高。

鳞状细胞最让人想起真核生物体，这种形状的细胞大量存在于表皮组织的曲线中（例如我们的肠道和皮肤的表面），以均匀地分配膜张力。

在一个身体结构比真核生物更早的生物体中发现这些形状，这表明鳞状细胞可能比我们意识到的更古老，而且是多细胞生物的基础。

亚历克斯·比森说：“古生菌能够协调复杂的组织结构这一事实表明，大自然可以从看似不复杂的原料中产生复杂的特征。”

这项研究发表在《细胞生物学》杂志上，同时还发表了相关的观点。

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