Science子刊：微生物群落通过交流来协调它们的行为

　　

发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上的一项新研究揭示了动物近亲——鞭藻（choanoflagellates）的电信号和协调行为的证据。这个细胞通讯的详细例子为了解动物多细胞和神经系统的早期进化提供了关键的见解。

卑尔根大学迈克尔·萨斯中心的伯克哈德小组的研究人员发现，在蔷薇形的束鞭毛虫群（Salpingoeca rosetta）中，行为有着惊人的多样性，而这些小生物甚至带来了更多的惊喜。第一作者杰弗里·科尔格伦解释说：“我们发现了菌落细胞之间的交流，它调节了玫瑰花环的形状和纤毛跳动。”“在把培养物放在显微镜下之前，我们并没有明确的期望，但当我们做到了，这是非常令人兴奋的。”

多细胞性是所有动物的一个决定性特征，使它们能够通过整合高度特化的细胞类型（如神经元和肌肉细胞）的输入，以独特的方式与环境相互作用。对于在全球海洋和水生环境中发现的有鞭毛生物，单细胞和多细胞之间的界限不太明显。一些物种，包括S.rosetta，表现出复杂的生命周期，包括殖民地阶段。虽然菌落是通过细胞分裂形成的，就像动物发育中的胚胎一样，但它们缺乏专门的细胞类型，更像是一群单独的细胞，而不是一个有凝聚力的有机体。

“S. rosetta是研究动物进化过程中多细胞生物出现的有力模型”，最后一位作者Pawel Burkhardt说。“由于我们的研究表明，群鞭虫通过共享的信号通路协调它们的运动，它为早期感觉运动系统提供了迷人的见解。”

利用一种新开发的基因工具，可以可视化钙活性，研究小组发现，细胞通过电压门控钙通道同步它们的行为，这种通道与动物神经元和肌肉细胞使用的通道相同。

“这一证据表明，在鞭藻群落中，信息是如何在细胞间流动的，证明了细胞间的信号传导处于多细胞化的尖端。”引人注目的是，这一发现表明，在细胞水平上协调运动的能力早于第一批动物。

下一步，研究小组计划进一步研究信号是如何在细胞间传播的，以及是否类似的机制存在于其他的鞭藻物种中。“这项研究开发的工具和发现开辟了许多新的有趣的问题，”

Colgren总结道。“我们真的很高兴看到我们自己和其他人在未来会采取什么行动。”