Las diatomeas unicelulares pueden adaptar su comportamiento a diferentes estímulos externos basándose en una evaluación de sus propias necesidades. Esto fue descubierto por científicos de la Universidad Friedrich Schiller y el Instituto Max Planck de Ecología Química en Jena, Alemania, junto con socios deBélgica. Las algas dependen de los nutrientes para reproducirse. Sin embargo, también necesitan compañeros sexuales que encuentran cuando siguen los rastros de feromonas. En experimentos, las diatomeas de Seminavis robusta dirigieron su orientación hacia fuentes de nutrientes o parejas de apareamiento, dependiendo del grado deel hambre y la necesidad de aparearse. Los pequeños organismos demostraron, de hecho, una forma primitiva de biología del comportamiento.
Las diatomeas son microalgas unicelulares. Dominan el fitoplancton marino, que es omnipresente en nuestros océanos. En las costas y playas, estas algas se pueden observar como biopelículas en rocas y otras superficies. Las diatomeas no solo son la fuente de alimento para muchos animales marinos, sino que tambiéntambién responsables de un servicio ecosistémico extremadamente importante: contribuyen significativamente a la fotosíntesis global y, por lo tanto, a la producción de oxígeno en nuestro planeta. Además, se discute como posibles productos de biocombustibles.
La diatomea Seminavis robusta es un organismo modelo ideal para estudios de comportamiento en el laboratorio: las células responden a diferentes condiciones ambientales y se puede controlar su sexualidad. El grupo de investigación de Georg Pohnert, profesor de análisis instrumental / análisis bioorgánico en FriedrichLa Universidad de Schiller y jefe del Grupo de Compañeros Max Planck en el Instituto Max Planck de Ecología Química, querían saber si los pequeños organismos son capaces de tomar decisiones sobre lo que necesitan con mayor urgencia: alimentos o compañeros sexuales.
Para averiguarlo, los científicos cultivaron células en diferentes condiciones. En particular, las células se enfrentaron a diferentes cantidades de nutrientes y feromonas sexuales. Dado que las diatomeas se reproducen principalmente asexualmente por división celular, la reproducción sexual puede ser necesaria para su supervivencia silas células se vuelven cada vez más pequeñas después de una división continua. Después de todo, las células mueren si se vuelven demasiado pequeñas y caen por debajo de un tamaño mínimo. Las diatomeas también buscan activamente los nutrientes que necesitan para la formación de sus paredes celulares. Pueden rastrear minerales de silicato ensu entorno y se mueven activamente hacia esta fuente de alimento. Un estudio reciente mostró que les atrae el olor de los minerales.
"Llama la atención que incluso los organismos unicelulares que obviamente carecen de un sistema nervioso pueden procesar diferentes estímulos e incluso evaluar sus necesidades individuales. Nuestro estudio demostró que las diatomeas pueden adaptar su comportamiento de manera flexible a los cambios ambientales. También respondieron de manera diferente dependiendo de su necesidad depareja sexual. Observamos que las diatomeas se movieron hacia feromonas o fuentes de alimentos dependiendo de qué tan hambrientos estaban por el sexo o los nutrientes. Hasta ahora, este tipo de toma de decisiones solo se ha atribuido a organismos superiores ", el líder del estudio Georg Pohnert resume los resultados.
La decisión de una diatomea no solo determina el destino de una sola célula. Además, es crucial para la dinámica de las biopelículas que se compone de comunidades de innumerables diatomeas. Utilizando modelos matemáticos, los investigadores calcularon las interacciones entre la densidad celular ydisponibilidad de nutrientes minerales de silicato y compañeros de apareamiento feromonas. En base a estos resultados, los científicos pueden explicar mejor cómo se organizan las biopelículas y por qué a menudo son irregulares y muestran ciertos patrones.
El científico ahora quisiera descubrir cómo los organismos unicelulares perciben, procesan y evalúan las señales químicas. "Nuestro objetivo es identificar los receptores correspondientes y las vías de procesamiento de señales, pero este será un esfuerzo muy complejo dado el hecho de quesabemos muy poco acerca de estos importantes micoralagae ", dice Georg Pohnert.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Ecología Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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