罕見的磁性細菌,以緊密結合的群體形式存在,為生命如何演化出複雜的多細胞形式提供了新的見解。這些細菌被稱為多細胞趨磁細菌(MMB),它們無法單獨生存,而是相互依賴,每個細胞都具有專門的作用。
與其他微生物不同,MMB作為一個整體進行分裂。一項NASA支持的研究表明,這些群體中的單個細胞在基因上並不完全相同,顯示出驚人的複雜性,並讓我們得以一窺地球上生命向多樣化的多細胞生態系統演變的早期階段。
MMB具有趨磁性,利用內部磁性結構沿地球磁場導航。它們形成穩定、協調的細胞簇,顯示出專性多細胞性的跡象——在這種情況下,單個細胞無法單獨生存,必須作為群體的一部分生活。當MMB繁殖時,它們會同時複製聯合體中的所有細胞,使細胞總數翻倍,然後分裂成兩個相同的聯合體。
MMB聯合體中的單個細胞在基因上並不完全相同,並且表現出不同的代謝行為。每個細胞都發揮著作用,為整個群體的生存做出貢獻,類似於多細胞生物中的細胞行為方式。例如,在人體中,骨細胞與血細胞不同,脂肪細胞與神經細胞不同,每個細胞都有特定的功能。
多細胞性的演化是地球生命史上的一次重大轉變。作為唯一已知的表現出專性多細胞性的細菌,MMB為生命演化史中這一步的可能機制提供了一個例子。這項研究得到了NASA天體生物學計劃以及NASA地球與太空科學與技術未來研究者(FINESST)計劃的支持。