在毒湖中发现的奇怪新物种可能为生命起源提供线索

在一个极其荒凉的湖泊中,科学家们发现了一种新的微小物种,它们会形成巨大的群落。这些奇怪的生物与其他微生物有着不寻常的关系,甚至可以为复杂生命的起源.

新物种已被命名Barroeca monosierra (巴罗卡莫诺西拉),它属于一个称为软鞭毛虫– 单细胞生物,可以聚集在一起形成菌落,并像多细胞生命形式一样可疑地行事。

与其他团队所说的“choanos”不同,B. monosierra 双歧杆菌是在超盐环境中发现的。它在那里绝对繁荣,形成了近 100 个细胞的菌落,比相关物种大四倍。

球状菌落B. monosierra 双歧杆菌在显微镜下看到。由 50 微米比例尺表示,这些菌落处于肉眼可见的极限。(Alain Garcia De Las Bayonas/Nicole King 实验室)

更奇怪的是,菌落的中心包含更小的活细菌群落,这使得B. monosierra 双歧杆菌最简单的生物之一,拥有自己的微生物组。

来自美国、英国和西班牙的研究人员认为,微生物可能躲避了有毒的湖水,或者 choanos 实际上可能正在养殖细菌以备后用。或者两者兼而有之。

生物学家对软鞭毛虫特别感兴趣,因为它们被认为是本身不是动物的动物最近的现存亲戚。它们的菌落形成行为也有助于弥合单细胞和多细胞生物之间的进化差距。

“它们有趣的一点是,这些菌落的形状类似于囊胚——一个在动物发育早期形成的空心细胞球。”细胞生物学家 Nicole King 说来自加州大学伯克利分校.

“我们想更多地了解它。”

莫诺湖位于内华达山脉以东,就在优胜美地国家公园外。(妮可·金)

加利福尼亚州的莫诺湖是一个非常不宜居住的地方。差不多咸度三倍比太平洋更重要,并且充满了 80,000 多年来积累的氯化物、碳酸盐和硫酸盐。因此,没有多少生命形式将其称为家——大多数只是碱蝇、盐水虾和一些微小蠕虫的种类.

但是,当研究人员仔细检查莫诺湖的水样时,他们发现了一个以前未知的居民。

“它挤满了这些大而美丽的软骨藻群落,”金 说.“我的意思是,他们是我们见过的最大的。”

这些单细胞生物有点像精子细胞,它们有称为鞭毛的长尾巴,它们用它来推动自己。当它们形成群落时,个体将他们的鞭毛指向外侧,以帮助整个群体作为一个整体旋转和翻滚。

在其他 choano 菌落中,每个细胞的头部在中间相遇。但是在这些B. monosierra 双歧杆菌菌落,中心是空心的,细胞由蛋白质和碳水化合物细胞外基质连接。

该团队用 DNA 染料对微生物进行了染色,这不仅如预期的那样揭示了 choano 细胞的甜甜圈状染色体,而且在据称空的中心还发现了一团令人惊讶的 DNA 云。

RNA 探针显示那里存在细菌,而对荧光氨基酸的实验表明它们仍然活着,而不仅仅是 choanos 以前饭菜的残渣。

Access 似乎也是选择性的。系统发育分析表明,在莫诺湖可以在这些菌落中找到。

在另一项实验中,该团队用细菌大小的乳胶微球培养了 choano 菌落,发现它们最终不会进入菌落中心。

这表明细菌不仅仅是被动地漂浮和卡住——相反,它们正在主动进入或被允许进入,为了自己、choanos 或两者兼而有之。

用 DNA 染料染色的菌落 – 青色圆圈是软甲藻的 DNA,而中心的较小点是细菌。(Kayley Hake,Nicole King 实验室)

“从来没有人描述过与细菌有稳定物理相互作用的软骨鞭毛虫,”金 说.

“在我们之前的研究中,我们发现 choanos 对漂浮在水中的小细菌分子有反应,或者 [choanos] 正在吃细菌,但没有出现它们做任何可能共生的事情。或者在这种情况下,微生物组。

研究人员计划使用B. monosierra 双歧杆菌研究细菌与更复杂的生物体之间的相互作用。他们甚至可以帮助我们更好地了解生命是如何从单细胞到多细胞形式.

该研究发表在杂志上移动生物.

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