Nel 2018, era presente solo una singola cellula che non poteva essere vista ad occhio nudo. Oggi, questa cellula si è sviluppata in un organismo pluricellulare delle dimensioni di un piccolo insetto. Ma come è successo?
Un recente studio pubblicato su Nature dal Georgia Institute of Technology, incentrato sul lievito di birra Saccharomyces cerevisiae, ha fornito una possibile risposta. Lo studio, chiamato Multicellularity Long-Term Evolution Experiment (MuLTEE), si propone di continuare per decenni.
I ricercatori hanno selezionato cinque popolazioni di lievito con caratteristiche di aggregazione cellulare più elevate e una crescita più veloce.
Generazione dopo generazione, sono riusciti a far crescere un organismo composto da mezzo milione di cellule, tutte identiche all’antenato unicellulare, visibili ad occhio nudo e con una struttura più robusta.
Questo è stato possibile grazie a un adattamento biofisico: le cellule si sono gradualmente allungate, riducendo la tensione dell’impacchettamento cellulare e agevolando la formazione di nuove strutture ramificate tridimensionali.
Il risultato è stato un ammasso di cellule forte e resistente, con una consistenza simile a molti gel sintetici. Le cellule di lievito si sono avvolte l’una sull’altra, abbandonando la forma a “fiocco di neve”.
Un altro aspetto studiato riguarda il ruolo dell’ossigeno come limitante della crescita. All’inizio della formazione del nostro pianeta, l’ossigeno era scarso e solo quando la sua concentrazione aumentò, grazie a microrganismi fotosintetici, gli organismi complessi pluricellulari poterono svilupparsi ed evolversi.
Questo studio supporta la teoria secondo la quale l’ossigeno è stato un fattore cruciale per le prime forme di vita pluricellulari sulla Terra. Durante gli esperimenti, solo le popolazioni di lievito non dipendenti dall’ossigeno per la produzione di energia sono state in grado di crescere in dimensioni considerevoli. Al contrario, i cluster di lievito che richiedevano più ossigeno avevano costi energetici più elevati e una crescita inferiore.
Tutte queste scoperte sono rivoluzionarie, poiché ci aiutano a comprendere l’evoluzione nel tempo degli organismi pluricellulari e ci offrono l’opportunità di studiare questo fenomeno passo dopo passo nei prossimi anni.
La vita come la conosciamo si è sviluppata attraverso una serie di “grandi transizioni” in cui gruppi di individui precedentemente autonomi si sono evoluti in un organismo integrato. Un passaggio chiave in questo processo è l’origine dell’evolvibilità a un livello superiore, ma finora abbiamo ancora molto da imparare su come gli organismi superiori si siano originati e abbiano acquisito la capacità di evolversi.
Questo studio apre finalmente nuove possibilità per indagare in questa direzione in modo diretto.
