Одноклітинні водорості, відомі як діатоми, які, як довго вважалося, розмножуються безстатевим шляхом, нещодавно виявилися більш крихкими, ніж очікувалося.
Дослідники виявили, що діатоми беруть участь у статевому розмноженні - і особливо це ймовірно, якщо це в присутності сполуки амонію, відходів, що утворюються більшістю тварин.
Раніше вчені спостерігали цілісні життєві цикли ледь у кількох діатомових видів, і навіть серед добре вивчених діатомів статевого розмноження ніколи не було помічено, - пишуть дослідники у дослідженні, опублікованому в Інтернеті 7 липня в журналі PLOS ONE.
Однак автори дослідження встановили, що вони можуть маніпулювати діатомом Thalassiosira pseudonana на зміну клітинних структур чоловічої чи жіночої статі. Все, що їм потрібно було зробити, - це усунути один із факторів, необхідний для вирощування діатому - такий, як легкий або фосфорний, - а потім ввести амоній, і діатоми будуть диференціюватися на клітини чоловічої та жіночої статі.
"Наші відкриття розгадують дві постійні таємниці, які напали на дослідників діатомів", - йдеться у співавторі дослідження Кімберлі Хелсі, мікробіолога з Орегонського державного університету.
"Так, вони займаються сексом, і так, ми можемо змусити їх це зробити", - сказала Хаслі.
Діатоми - це протисти, різноманітна група, що складається з одноклітинних організмів, тіла яких мають клітинні стінки та високоорганізовані інтер’єри, з ядром та масивом спеціалізованих структур, званих органелами. У світі налічується 200 000 видів діатомів, і їх можна знайти там, де є рідка вода.
Хоча крихітні, діатоми відіграють важливу, якщо невидиму роль у циклі вуглецю Землі - морські діатоми генерують кисень за допомогою фотосинтезу - і в кругообігу кремнію, який становить близько 25 відсотків кори планети і який діатоми вбудовуються в структури в їх клітинних стінках.
Але дуже мало відомо про те, як росте та розмножується більшість діатомів. T. pseudonana є одним із лише двох видів діатомів, у яких геном був секвенсований, що робить його ідеальним кандидатом для виявлення змін на генетичному рівні, які можуть бути пов’язані із статевими ознаками - і попередні дослідження навіть визначили гени, необхідні для статевого розмноження, але визначені що вони були неактивними, вчені повідомили в новому дослідженні.
Амоній виявився відсутнім інгредієнтом. Це спричинило каскад генетичних реакцій, які викликали структури яйцеклітини та сперми. Але це було не все - більше 1200 генів також почали діяти по-різному, коли був присутній амоній, хоча наслідки цих змін поки що незрозумілі, писали автори дослідження. Однак уточнення амонію як одного з факторів, що змушує діатоми відтворюватись статевим шляхом, дозволить вченим продовжувати повторювати поведінку для того, щоб вивчати її далі, за словами Хелсі.
"Визначення амонію як індуктора сексуальності потенційно відкриває двері до нових напрямків дослідження селекції та генетичної модифікації для контролю важливих рис", - сказала Хелсі в заяві.
