Riesenalgen aus nur einer Zelle verfügen über eine clevere Möglichkeit, die Zeit anzuzeigen: ScienceAlert

Pflanzen, Tiere und viele Pilze wachsen typischerweise durch einen binären Prozess KernspaltungEine Form der asexuellen Fortpflanzung, die es einer Zelle ermöglicht, sich zu teilen, zu reproduzieren und neue Zellen zu produzieren, die sich auf bestimmte Aktivitäten spezialisieren.

Allerdings halten sich nicht alle Makroorganismen an die Regeln. Eine Reihe großer Algen, wie zum Beispiel Blattgrünalgen CulerpaIhnen fehlen mikroskopisch kleine Teilungsstrukturen, was sie zu den größten bekannten Einzelzellsystemen macht.

Diese Pflanzenverwandten sind noch wachstumsfähig Meter großSie sind sehr geschickt darin, Sonnenlicht zu verschlingen, um sich auszudehnen, und haben sich zu erfolgreichen Eindringlingen in viele neue Gebiete entwickelt.

Doch was reguliert den Wachstumsprozess, wenn der Körper eigentlich eine einzige Riesenzelle ist?

Um das herauszufinden, schnitten der Caltech-Bioingenieur Eldad Afek und seine Kollegen Teile dieser Art ab Caulerpa brachialis Um zu sehen, wie es wieder wuchs.

„Das wichtigste Paradigma in der Zellbiologie ist, dass die innere Umgebung einer Zelle durch ihre Umgebung und das, was im Zellkern passiert, bestimmt wird.“ sagen Afik.

„Aber in CulerpaEs gibt nichts, was die Kerne voneinander trennt.“

Auch ohne Membranen und Wände, die die vielen Kerne der Pflanze unterteilen, ist dieser interessante Organismus dennoch in der Lage, sich in organähnlichen Strukturen zu organisieren, die Blättern, Stängeln und Wurzeln ähneln.

Nach dem Abschneiden von Algenabschnitten beobachteten die Forscher Unterschiede in der Intensität der grünen Pigmentierung an den Stellen ihrer Regeneration. Nachts waren diese Flecken relativ durchsichtig, während sie tagsüber ein festes, undurchsichtiges Grün annahmen.

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Vorherige Suche Er vermutet, dass diese Farbveränderung das Ergebnis der durch Sonnenlicht verarbeiteten Chlorophyllbewegung in den Standort und aus diesem heraus sein könnte. Avik und sein Team stellten fest, ob die Bewegung des Chlorophylls tatsächlich eine Reaktion auf Licht war.

Nachweis von Proben aus C. brachialis Die Forscher fanden heraus, dass die Algenblätter bei 12 Stunden hellem Licht und anschließend 12 Stunden Dunkelheit länger wuchsen als bei Exemplaren, die 24 Stunden lang hellem Licht ausgesetzt waren, was darauf hindeutet, dass eine Nacht „Schlaf“ notwendig ist, um ihre Selbstregulierung aufrechtzuerhalten .

Wenn es in Licht getaucht wird, werden Teile von Culerpa Der Körper wurde in eine grüne Chlorophyllwelle getaucht, die ihm die Photosynthese und das Wachstum ermöglichte. Nachts schien diese grüne Welle zu brechen und die Algen ruhten währenddessen.

Aber was wirklich interessant war, war, dass die Algen den Beginn der Dämmerung und des Morgengrauens vorherzusagen schienen. Die Chlorophyllaktivität hat sich verändert Vor Es sind sogar neue Lichtverhältnisse eingetreten, was darauf hindeutet, dass die Algen über eine Art innere biologische Uhr verfügen, die sie zum Wachsen und Entwickeln nutzen.

„Wir haben unterschiedliche Morphologien gefunden, die auf zeitlichen Lichtmustern basieren, was darauf hindeutet, dass Chlorophyllwellen biologische Oszillatoren mit Stoffwechsel und Morphologie verbinden können“, sagen die Forscher. erklärt in ihrer Arbeit.

Da sich grüne Chloroplasten im Rhythmus von Tag und Nacht ausbreiten, geben sie dem Riesenpunkt nicht nur ein Gefühl für die Zeit, sondern auch für den Standort.

Dies gibt den Algen das Äquivalent, ihren Kopf von ihrem Hintern zu unterscheiden, und ermöglicht es ihnen, zu bestimmen, wann und wo sie wachsen. Keine „Zellen“ erforderlich.

Diese Forschung wurde veröffentlicht in Naturkommunikation.