Eine bahnbrechende Studie, veröffentlicht in Science Advances, zeigt, dass Choanoflagellaten, die nächsten lebenden Verwandten der Tiere, komplexe elektrische Signalübertragung und koordiniertes Verhalten demonstrieren. Durchgeführt von Forschern des Michael Sars Zentrums an der Universität Bergen, beleuchtet diese Forschung die frühe Evolution der Multizellularität und Nervensysteme.
Das Team beobachtete vielfältige Verhaltensweisen innerhalb der rosettenförmigen Kolonien des Choanoflagellaten Salpingoeca rosetta. Der Erstautor Jeffrey Colgren bemerkte: "Wir fanden eine Kommunikation zwischen den Zellen der Kolonien, die die Form und das Zilienbewegen über die Rosette reguliert." Die Ergebnisse waren unerwartet und aufregend und heben die komplexen Interaktionen zwischen diesen kleinen Organismen hervor.
Multizellularität ist ein entscheidendes Merkmal von Tieren, das komplexe Interaktionen mit der Umwelt ermöglicht. Choanoflagellaten, die in marinen und aquatischen Ökosystemen gedeihen, verwischen die Grenzen zwischen ein- und mehrzelligem Leben. Einige Arten, einschließlich S. rosetta, zeigen komplexe Lebenszyklen, die der frühen Tierentwicklung ähneln. Der letzte Autor Pawel Burkhardt stellte fest: "S. rosetta ist ein leistungsstarkes Modell zur Untersuchung des Aufkommens der Multizellularität während der tierischen Evolution." Die Studie zeigt, dass koloniale Choanoflagellaten gemeinsame Signalwege nutzen, um Bewegungen zu koordinieren, was Einblicke in die Ursprünge von sensorischen und motorischen Systemen bietet.
Durch den Einsatz eines neuartigen genetischen Werkzeugs zur Visualisierung der Calciumaktivität in S. rosetta entdeckten die Forscher, dass die Zellen ihr Verhalten über spannungsabhängige Calciumkanäle synchronisieren, ähnlich denen, die in tierischen Neuronen vorkommen. Colgren erklärte: "Dieser Nachweis, wie Informationen zwischen Zellen in Choanoflagellatenkolonien fließen, zeigt die Zell-zu-Zell-Signalübertragung an der Schwelle zur Multizellularität." Dies deutet darauf hin, dass die Fähigkeit zur zellulären Koordination möglicherweise vor den ersten Tieren entstanden ist.
In Zukunft plant das Forschungsteam, zu untersuchen, wie Signale zwischen Zellen propagiert werden und ob ähnliche Mechanismen in anderen Choanoflagellatenarten existieren. Colgren äußerte seine Begeisterung für zukünftige Untersuchungen und sagte: "Die entwickelten Werkzeuge und Ergebnisse dieser Studie eröffnen viele neue und interessante Fragen. Wir sind wirklich gespannt, wohin wir und andere das in Zukunft bringen werden."