僅由一個(gè)細(xì)胞組成的巨型藻類有一種聰明的方法來(lái)知道時(shí)間

植物、動(dòng)物和許多真菌通常通過(guò)二元過(guò)程生長(zhǎng)裂變，一種無(wú)性繁殖形式，允許細(xì)胞分裂、繁殖和產(chǎn)生專門(mén)用于某些活動(dòng)的新細(xì)胞。

并非所有宏觀生物遵守規(guī)則手冊(cè)雖然。許多大型海藻，如綠葉藻類考勒帕，缺乏微觀的分裂結(jié)構(gòu)，使它們成為一些最大的單細(xì)胞系統(tǒng)已知。

這些植物親戚仍然能夠生長(zhǎng)米大小，并且非常善于吞噬陽(yáng)光來(lái)擴(kuò)張，它們已成為許多新領(lǐng)域的成功入侵者。

但是，當(dāng)一個(gè)身體實(shí)際上是一個(gè)巨細(xì)胞時(shí)，是什么協(xié)調(diào)了生長(zhǎng)過(guò)程呢？

為了找到答案，加州理工學(xué)院的生物工程師Eldad Afik及其同事砍掉了該物種的碎片短尾鯛（Caulerpa brachypus）看看它是如何重新生長(zhǎng)的。

“細(xì)胞生物學(xué)的一個(gè)主要范式是，細(xì)胞的內(nèi)部環(huán)境是由其環(huán)境和細(xì)胞核中發(fā)生的事情決定的。說(shuō)阿菲克。

“但是在考勒帕，沒(méi)有什么可以將原子核彼此分開(kāi)。

即使沒(méi)有膜和壁來(lái)劃分植物的眾多細(xì)胞核，這種有趣的生物仍然設(shè)法將自己組織成類似于葉子、莖和根的器官狀結(jié)構(gòu)。

在切斷藻類的碎片后，研究人員發(fā)現(xiàn)其再生部位的綠色色素沉著強(qiáng)度存在差異。在晚上，這些斑點(diǎn)相對(duì)透明，而在白天，它們變成了固體，不透明的綠色。

以前的研究表明這種顏色的變化可能是陽(yáng)光處理葉綠素進(jìn)出該地點(diǎn)的結(jié)果。Afik和他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始確定葉綠素的運(yùn)動(dòng)是否實(shí)際上是對(duì)光的反應(yīng)。

暴露標(biāo)本短胸梭菌在12小時(shí)的強(qiáng)光下，然后是12小時(shí)的黑暗中，研究人員發(fā)現(xiàn)藻類的葉子比連續(xù)24小時(shí)暴露在強(qiáng)光下的標(biāo)本長(zhǎng)得更長(zhǎng)，這表明一夜的“睡眠”對(duì)于維持它們的自組織至關(guān)重要。

當(dāng)沐浴在光線下時(shí)，部分Caulerpa's（考勒帕酒店）身體被一股翠綠的葉綠素淹沒(méi)，使其能夠進(jìn)行光合作用和生長(zhǎng)。到了晚上，這股綠色浪潮似乎崩潰了，在此期間藻類休息了。

然而，真正有趣的是，藻類似乎可以預(yù)測(cè)黃昏和黎明何時(shí)到來(lái)。它改變了葉綠素活性以前新的光照條件甚至到來(lái)，暗示藻類有一種內(nèi)部生物鐘，它用它來(lái)生長(zhǎng)和發(fā)育。

“我們發(fā)現(xiàn)不同的形態(tài)取決于光的時(shí)間模式，這表明葉綠素波可以將生物振蕩器與新陳代謝和形態(tài)發(fā)生聯(lián)系起來(lái)，”研究人員在他們的論文中解釋.

當(dāng)綠色葉綠體根據(jù)晝夜光循環(huán)傳播時(shí)，它不僅為巨型斑點(diǎn)提供了時(shí)間感，還為它提供了位置感。

這給藻類帶來(lái)了相當(dāng)于從屁股上知道它的頭部，讓它能夠確定何時(shí)何地生長(zhǎng)。不需要“單元格”。

這項(xiàng)研究發(fā)表在自然通訊.

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