Seltene magnetische Bakterien, die in eng verbundenen Gruppen existieren, liefern Einblicke, wie sich das Leben zu komplexen, mehrzelligen Formen entwickelt haben könnte. Diese Bakterien, bekannt als mehrzellige magnetotaktische Bakterien (MMB), können nicht allein überleben, sondern sind voneinander abhängig, wobei jede Zelle eine spezialisierte Rolle hat.
Im Gegensatz zu anderen Mikroben teilen sich MMB als gesamte Gruppe. Eine von der NASA unterstützte Studie ergab, dass einzelne Zellen innerhalb dieser Gruppen nicht genetisch identisch sind, was eine überraschende Komplexität zeigt und einen Einblick in die frühen Schritte des Lebens auf der Erde hin zu vielfältigen, mehrzelligen Ökosystemen bietet.
MMB sind magnetotaktisch und nutzen interne magnetische Strukturen, um sich entlang des Erdmagnetfelds zu bewegen. Sie bilden stabile, koordinierte Zellcluster, die Anzeichen für obligate Multizellularität zeigen – ein Zustand, in dem einzelne Zellen nicht allein überleben können und als Teil der Gruppe leben müssen. Wenn sich MMB vermehren, replizieren sie alle Zellen im Konsortium gleichzeitig, wodurch sich die Gesamtzahl der Zellen verdoppelt, die sich dann in zwei identische Konsortien aufteilt.
Einzelne Zellen innerhalb von MMB-Konsortien sind nicht genetisch identisch und zeigen unterschiedliche metabolische Verhaltensweisen. Jede Zelle hat eine Rolle, die zum Überleben der gesamten Gruppe beiträgt, ähnlich wie sich Zellen innerhalb mehrzelliger Organismen verhalten. Zum Beispiel unterscheiden sich im menschlichen Körper Knochenzellen von Blutzellen und Fettzellen von Nervenzellen, jede mit einer spezifischen Funktion.
Die Evolution der Multizellularität ist ein wichtiger Übergang in der Geschichte des Lebens auf der Erde. Als die einzigen bekannten Bakterien, die obligate Multizellularität aufweisen, liefern MMB ein Beispiel für mögliche Mechanismen hinter diesem Schritt in der Evolutionsgeschichte des Lebens. Die Forschung wurde durch das NASA-Exobiologie-Programm und das Future Investigators in NASA Earth and Space Science and Technology (FINESST)-Programm unterstützt.