Редкие магнитные бактерии, существующие в тесно связанных группах, дают представление о том, как жизнь могла эволюционировать в сложные многоклеточные формы. Эти бактерии, известные как многоклеточные магнитотактические бактерии (ММБ), не могут выжить в одиночку, завися друг от друга, при этом каждая клетка выполняет специализированную роль.
В отличие от других микробов, ММБ делятся как целая группа. Исследование, поддержанное НАСА, показало, что отдельные клетки в этих группах не генетически идентичны, что свидетельствует об удивительной сложности и дает представление о ранних этапах жизни на Земле на пути к разнообразным многоклеточным экосистемам.
ММБ являются магнитотактическими, используя внутренние магнитные структуры для навигации вдоль магнитного поля Земли. Они образуют стабильные, скоординированные кластеры клеток, демонстрирующие признаки облигатной многоклеточности - состояния, при котором отдельные клетки не могут выжить самостоятельно и должны жить как часть группы. Когда ММБ размножаются, они реплицируют все клетки в консорциуме одновременно, удваивая общее количество клеток, которое затем разделяется на два идентичных консорциума.
Отдельные клетки в консорциумах ММБ не генетически идентичны и демонстрируют различное метаболическое поведение. Каждая клетка играет роль, способствующую выживанию всей группы, подобно тому, как ведут себя клетки в многоклеточных организмах. Например, в организме человека костные клетки отличаются от клеток крови, а жировые клетки отличаются от нервных клеток, каждая из которых выполняет определенную функцию.
Эволюция многоклеточности является важным переходом в истории жизни на Земле. Являясь единственными известными бактериями, демонстрирующими облигатную многоклеточность, ММБ предоставляют пример возможных механизмов, лежащих в основе этого шага в эволюционной истории жизни. Исследование было поддержано в рамках программы НАСА по экзобиологии и программы Future Investigators in NASA Earth and Space Science and Technology (FINESST).