Este posibil ca prima celulă complexă să fi avut dimensiuni mai mari și o structură internă mai complicată decât au bănuit cercetătorii.
În urmă cu peste un miliard de ani a avut loc apariția primei celule complexe. Adesea, oamenii de știință și-au imaginat această celulă ca având forma unei amibe sau a unei celule albe din sânge: un bob sferic, care conține un singur pachet de ADN în centru.
Totuși, în cadrul unui nou studiu se susține faptul că această idee este greșită. În cadrul acestuia se presupune faptul că prima celulă complexă avea o dimensiune mult mai mare și mai multe, poate chiar zeci, de pachete de ADN. Existența mai multor copii ale genelor ar fi ajutat celula să supraviețuiască și să se adapteze la mediu.
„Este o idee nouă cu adevărat interesantă. Majoritatea cercetătorilor nici măcar nu s-au gândit să pună la îndoială numărul pachetelor de ADN”, a declarat Emmanuelle Javaux din cadrul Universității din Liège, Belgia, care nu a fost implicată în studiu.
Celulele sunt parte integrantă a vieții. Acestea sunt recipiente asemănătoare unor bule, care conțin ADN, proteine și alte elemente vitale. Majoritatea celulelor vii au structuri interne relativ simple și se încadrează în unul din cele două grupuri: bacterii și arhee. Totuși, un grup numit eucariote, prezintă celule mai mari și mai complexe. O celulă eucariotă are un nucleu central în care se stochează ADN-ul și o serie corpuri denumite mitocondrii, care o alimentează cu energie.
Toate animalele, plantele și ciupercile conțin celule eucariote, ceea ce face ca evenimentul în urma căruia a avut loc formarea eucariotelor să fie crucial pentru înțelegerea evoluției vieții complexe. Acesta este un eveniment misterios, despre care se știe doar faptul că a avut loc sub forma unui tip de reuniune a unei arhee și a unei bacterii, în urma căreia bacteria a devenit prima mitocondrie.
Rezultatul a fost un impuls energetic masiv pentru celula gazdă. Totuși, evenimentul a creat și o mulțime de probleme noi. Primele eucariote aveau, în esență, două seturi de gene (una arheică și una bacteriană) care s-ar fi perturbat reciproc.
În ultimii 5 ani, Sriram Garg și William Martin din cadrul Universității din Düsseldorf, Germania, au sugerat un mod prin care primele eucariote ar fi putut face față la aceste perturbări. „Soluția a fost ca celula să crească în dimensiuni și să găzduiască mai multe nuclee. Vorbim despre o celulă gazdă care nu se împarte, dar al cărei nucleul continuă să se împartă”, a declarat Garg.
Acest lucru ar fi putut conduce la o îmbunătățire a ratei de supraviețuire a celulei. Dacă o copie a unei gene ar fi fost deteriorată, un alt nucleu ar avea în continuare o versiune viabilă a genei. Drept urmare, celula însăși ar putea experimenta avantajele mutației genetice, fără a exista dezavantaje.
„Existența mai multor nuclee permite o flexibilitate și o diversitate genetică mai mare”, a declarat Javaux.
Celulele multinucleate sunt răspândite printre eucariote: acestea sunt foarte frecvente în rândul speciilor de ciuperci, iar în corpul uman există un tip de celule osoase, denumite osteoclaste, care sunt multinucleate. Garg și colegii săi au compilat date cu privire la 106 grupuri eucariote, notând care dintre acestea erau capabile de a produce celule multinucleate
Pe baza relațiilor dintre grupuri, cercetătorii au încercat să descopere strămoșul comun al acestora. Ei au ajuns la concluzia că abilitatea de a forma celule multinucleate datează probabil de la ultimul strămoș comun al tuturor eucariotelor moderne.
„Este intrigant, dar nu sunt sigur că este suficient pentru a demonstra acest lucru. O problemă cheie aceea că este că nu am reușit să descoperim modul de formare a majorității celulelor multinucleate eucariote. Acest lucru poate avea loc atunci când o celulă nu se divide. Totuși formarea celulelor multinucleate poate avea loc și atunci când două sau mai multe celule fuzionează. Dacă nu cunoaștem originea acelei stări în fiecare supergrup, este dificil de spus dacă aceasta este o stare ancestrală sau o convergență a evoluției”, a declarat Javaux.