仅由一个细胞组成的巨型藻类有一种聪明的方法来知道时间

植物、动物和许多真菌通常通过二元过程生长裂变,一种无性繁殖形式,允许细胞分裂、繁殖和产生专门用于某些活动的新细胞。

并非所有宏观生物遵守规则手册虽然。许多大型海藻,如绿叶藻类考勒帕,缺乏微观的分裂结构,使它们成为一些最大的单细胞系统已知。

这些植物亲戚仍然能够生长米大小,并且非常善于吞噬阳光来扩张,它们已成为许多新领域的成功入侵者。

但是,当一个身体实际上是一个巨细胞时,是什么协调了生长过程呢?

为了找到答案,加州理工学院的生物工程师Eldad Afik及其同事砍掉了该物种的碎片短尾鲷(Caulerpa brachypus)看看它是如何重新生长的。

“细胞生物学的一个主要范式是,细胞的内部环境是由其环境和细胞核中发生的事情决定的。阿菲克。

“但是在考勒帕,没有什么可以将原子核彼此分开。

即使没有膜和壁来划分植物的众多细胞核,这种有趣的生物仍然设法将自己组织成类似于叶子、茎和根的器官状结构。

在切断藻类的碎片后,研究人员发现其再生部位的绿色色素沉着强度存在差异。在晚上,这些斑点相对透明,而在白天,它们变成了固体,不透明的绿色。

以前的研究表明这种颜色的变化可能是阳光处理叶绿素进出该地点的结果。Afik和他的团队开始确定叶绿素的运动是否实际上是对光的反应。

暴露标本短胸梭菌在12小时的强光下,然后是12小时的黑暗中,研究人员发现藻类的叶子比连续24小时暴露在强光下的标本长得更长,这表明一夜的“睡眠”对于维持它们的自组织至关重要。

当沐浴在光线下时,部分Caulerpa's(考勒帕酒店)身体被一股翠绿的叶绿素淹没,使其能够进行光合作用和生长。到了晚上,这股绿色浪潮似乎崩溃了,在此期间藻类休息了。

然而,真正有趣的是,藻类似乎可以预测黄昏和黎明何时到来。它改变了叶绿素活性以前新的光照条件甚至到来,暗示藻类有一种内部生物钟,它用它来生长和发育。

“我们发现不同的形态取决于光的时间模式,这表明叶绿素波可以将生物振荡器与新陈代谢和形态发生联系起来,”研究人员在他们的论文中解释.

当绿色叶绿体根据昼夜光循环传播时,它不仅为巨型斑点提供了时间感,还为它提供了位置感。

这给藻类带来了相当于从屁股上知道它的头部,让它能够确定何时何地生长。不需要“单元格”。

这项研究发表在自然通讯.

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