2018. november 28-án került megrendezésre a sorozat évadzáró előadása A soksejtűség evolúciója: kis vagy nagy lépés? címmel, melyet Nagy László, a Szegedi Tudományegyetem tanára tartott. Az előadáson a soksejtűség kialakulása volt a fő téma, és azt a kérdést boncolgattuk, hogy vajon ez egy nagy ugrás volt-e az evolúció során, vagy mindössze csak egy “órásmesterre” volt szükség, aki a megfelelő helyre pakolja a már meglévő géneket?
Először is a folyamat mechanikai menetéről esett szó, melyben az akadályok kerültek megemlítésre. Alapvetően minden sejt a saját érdekét képviseli, ám ha együtt vannak, akkor szükség van kommunikációra, együttműködésre, valamint egy “ragasztóra”, ami összetartja őket, ezek az adhéziós fehérjék. Fontos változás az is, hogy ha több sejt van együtt, akkor nem szükséges mindnek ugyanazt a feladatot ellátnia, munkamegosztásra van szükség a megfelelő energiafelhasználás végett, így megindulhatott a differenciáció, mely során minden tagja a “közösségnek” a saját feladatának ellátásra specializálódott. Különböző szignalizációs útvonalak alakult ki, melyen keresztül kommunikálhatnak a sejtek, amire nagy szükség volt, hiszen a komplex soksejtűségre a háromdimenziós forma jellemző, mely azzal jár, hogy nem minden sejt van kapcsolatban a külvilággal.
Ez a komplex életforma azonban sok instabilitásra utaló jelet is hordoz magában. Szabályokat kellett kialakítani, melynek betartásával működik csak tökéletesen a létrejött struktúra, azonban vannak olyan sejtek, melyek ezeket a szabályokat felrúgják (“csalók”), különböző problémákat okozva ezzel. A legfőbb ilyen eset, amikor az együttélés szabályait “hagyják figyelmen kívül” egyes sejtek, mely a ploriferációs gátak és fékek megszűnésével járhat és rákos elváltozáshoz vezet.
Vannak olyan esetek is, amikor előnyösebb az egyszerűbb felépítés, erre példának ott vannak az egyszerű cukrokat asszimiláló élesztők. A soksejtűséghez szükséges génjeik megvannak, mégis egysejtes állapotban töltik mindennapjaikat.
Maga a soksejtűség folyamata becslések szerint egymástól függetlenül 25 alkalommal alakulhatott ki az evolúció során. Az Opisthokontákonbelül az állatoknál és a gombáknál van jelentős szerepe.
Beszélhetünk aggregatív és klonális soksejtűségről. Az előbbire klasszikus példa a Dictyostelium discoideum, melyre a a fagotrófia jellemző, éhezés hatására aggregálódnak (“starving to be social”).
Az állatoknál körülbelül 600 millió éve jelenhetett meg a soksejtűség, ami a Choanoflagelláták, avagy galléros ostorosok nevéhez fűződik. A koanociták egysejtű ostorosok, melyek folytonosságukkalkolóniákat képeznek, és létrejöttükkel elkezdődhetett kialakulni a munkamegosztás folyamata.
A másik eukarióta csoport, ahol jelentős a soksejtűség kialakulása, a gombák. Náluk egy sajátos evolúciós útvonal figyelhető meg, nem aggregatív, de nem is klonális struktúrát mutatnak, növekedésük fraktálszerű. Ez az egyetlen csoport, ahol 1-nél többször jelent meg a soksejtűség, nem kevesebb mint 8-11 alkalommal.
A genomméret és e komplex struktúra korrelációja a gombáknál egy érdekes képet mutat, egyes fajok mindössze 5500 génnel rendelkeznek, ami rendkívül kevésnek számít egy összetett, több sejtből álló szervezethez képest. Ezzel felvetődik a kérdés, hogy talán nem isolyan nagy lépés a soksejtűség kialakulása?
A gombák multicellularitása a hifális növekedés megjelenésével kezdhette meg fejlődését, és ezt a Zoopagomycotinacsoporthoz kötjük.
A soksejtűség génjeinek jó része evolúciósan idős, már a fonalas gombák előtti időkből is találtak rá bizonyítékot, ami azt bizonyítja, hogy nagy genetikai innovácóhoz nem volt szükség.
Egy kis kitérőként az előadó rátért az összehasonlító genomikára, azon belül is a genomi adatrobbanásra, hiszen mindahhoz, hogy különböző rokonsági kapcsolatokat ki tudjunk mutatni, szükség van egy mélyebb ismeret elsajátítására e témakörben is. A technológia fejlődésével egyre több adat áll rendelkezésünkre, így ezek tárolhatóságát meg kell oldani, így jött létre a bioinformatika. Ez a tudományterület nemcsak az adatok tárolását végzi, hanem az elemzésüket is. Ennek köszönhetően ma már egy teljes emberi genomot mindössze pár nap alatt megszekvenálnak (mindössze 1000$-ért).
Összefoglalva, hogy megválaszoljuk a címben szereplő kérdést, a soksejtűség evolúciója kis ÉS nagy lépés. Gondoljunk bele: hozott anyagból, ősi géncsaládok, ősi funkciók kerültek új köntösbe. Valójában kevés génszintű genetikai újítás ment végbe. Ha úgy vesszük, az evolúció történetében nagy lépés, ugyanakkor maga a „megtörténés” egy kis lépés, kis újítást jelentett, hiszen az igazán nagy fejlődés, az igazán nagy ugrás akkor kezdődött meg, mikor ezt az állapotot megőrizni próbálták az élőlények.
Az evolúciót egy “öreg órásmester” metaforával is jellemezhetjük, hiszen hozott anyagból rakott össze egy jól működő komplexebb struktúrát, sok újat nem tett hozzá, esetleg egy „elemet” adott a rendszerhez.