科学家发现，领鞭毛虫通过电压门控钙离子通道的电信号来协调自己的运动，这为多细胞性和神经系统的早期进化提供了重要的启示。最近发表在Science Advances上的一项研究提供了令人信服的证据，证明领鞭毛虫体内存在电信号和协调行为。 这一发现揭示了多细胞通讯的早期进化和动物神经系统的起源。
表现领鞭毛虫 S. rosetta 的群落中钙信号的艺术作品。 图片来源：Davis Laundon、Ella Maru Studio 和 Kate Zvorykina（Ella Maru Studio， Inc.）
卑尔根大学迈克尔·萨斯中心 Burkhardt 小组的研究人员发现，领鞭毛虫 Salpingoeca rosetta 的莲座状群落中存在着显著的行为多样性，而这些小生物还隐藏着更多的惊喜。
"第一作者杰弗里-科尔格伦（Jeffrey Colgren）解释说："我们发现了菌落细胞之间的交流，这种交流调节着整个莲座的形状和纤毛跳动。在把培养物放在显微镜下观察之前，我们并没有明确的预期，但当我们把培养物放在显微镜下观察时，我们感到非常兴奋"。
多细胞性是所有动物的一个决定性特征，它通过整合神经元和肌肉细胞等高度特化的细胞类型的输入，使动物能够以独特的方式与环境互动。 对于在全球海洋和水生环境中发现的鞭毛虫类生物，单细胞和多细胞之间的界限并不那么明显。
莲座状的 S. rosetta 群体，这是一种微型海洋生物，属于所有动物的姊妹群。 图片来源：Jeffrey Colgren
包括S.rosetta在内的一些物种表现出复杂的生命周期，其中包括群落阶段。 虽然群落是通过细胞分裂形成的，很像动物发育中的胚胎，但它们缺乏特化的细胞类型，更类似于一组单个细胞，而不是一个有凝聚力的有机体。
最后一位作者帕维尔-布克哈特（Pawel Burkhardt）说："S. rosetta是研究动物进化过程中多细胞性出现的有力模型。我们的研究揭示了领鞭毛虫群通过共享信号通路来协调它们的运动，这为研究早期的感觉-运动系统提供了令人着迷的见解。"
研究小组利用一种新开发的基因工具，对 S. rosetta 细胞中的钙离子活动进行了可视化分析，发现这些细胞通过电压门控钙通道（动物神经元和肌肉细胞使用的同类通道）同步其行为。
科尔格伦说："这一证据表明，在领鞭毛虫群落中，信息是如何在细胞间流动的，这表明细胞-细胞信号传递正在热烈地进行。 令人震惊的是，这一发现表明，在细胞水平协调运动的能力早于第一代动物。"
展望未来，研究小组计划进一步研究信号如何在细胞间传播，以及类似的机制是否存在于其他藻类。"这项研究开发的工具和发现提出了许多有趣的新问题。"科尔格伦总结道。"我们非常期待看到自己和其他人在未来的发展方向。"
编译自/scitechdaily