Межвидовая кооперация клеток: тайный шаг на пути к многоклеточности
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Каждая живая клетка существует в среде, от которой она отделена чувствительной мембраной. В мембране имеются так называемые калиевые и натриевые насосы. Через них и происходит энергетический обмен со средой. Если насосы закрыть, блокировать, что и происходит в результате попадания в среду некоторых веществ, то клетка погибнет. Но вот что любопытно. Когда клетка находится в культуре, — не одна, а в компании с другими, себе подобными, — то участники такой популяции вступают между собой в контакты. При этом между клетками через питательный раствор протягиваются диффузионные каналы — по ним иногда перекачивается энергия.
Каналы — «проницаемые контакты» — позволяют клеткам постепенно перейти к разделению труда, к специализации в культуре, что, возможно, служит своего рода первым шагом на пути объединения разрозненных клеток в некое, уже многоклеточное, живое образование. Но вещества блокируют насосы одновременно у всех членов популяции, что делает невозможной их дальнейшую взаимопомощь.
А сравнительно недавно было обнаружено, что проницаемые контакты возникают и в смешанных культурах, составленных из разновидовых клеток. Например, в культуре клеток быка и мыши, человека и мыши. Тогда биологи задумались: не может ли кооперация между разновидовыми клетками защитить всю смешанную популяцию от действия вещества — блокатора ионных насосов? Ответ могли дать только опыты.
В одном из экспериментов исследователи «подружили» отдельные клетки человека и хомячка. В их смешанной культуре очень скоро появились те самые проницаемые контакты. Дальше всю популяцию подвергли действию вещества, которое блокировало насосы только одного вида клеток — человеческих. Они тут же прекратили обмен со средой, а соседние, клетки хомячка, наоборот, резко его усилили. В результате особи с «перекрытыми насосами не погибли, а продолжали существовать за счет помощи соседей. Может быть, похожим способом межвидовой кооперации одноклеточных и шла когда-то эволюция на пути к многоклеточному организму?