Caulerpa是一种独特的海洋藻类,是一个单一的扩展细胞,但可以扩展到一米大小。与由具有明确任务的多个细胞组成的典型植物不同,Caulerpa缺乏将其分成单个细胞的细胞膜。这导致了相互连接的细胞质,这给生物学家提出了一个问题:在没有单独的细胞的情况下,细胞质如何发挥作用。

解开Caulerpa的生长之谜深入了解单细胞藻类的发育

大多数多细胞生物通过细胞分化生长,其中不同的细胞承担特定的功能。然而,考勒帕的成长挑战了这一常态。虽然专门的人体器官是从胚胎细胞群发育而来的,但考勒帕的单细胞结构引发了人们的疑问:如果没有细胞特化的指导,它是如何生长的。

加州理工学院博士后学者埃尔达德·阿菲克(EldadAfik)分享道:“在考勒帕,没有任何东西将原子核分开。它如何创造像多细胞植物中的器官这样的差异化环境?”他们的研究由加州理工学院埃利奥特·迈耶罗维茨(ElliotMeyerowitz)领导的阿菲克(Afik)领导,结果表明考勒帕遵循受光周期控制的内部时钟。

研究表明,光会触发考勒帕在全身释放叶绿体波,有助于光合作用和生长。考勒帕适应不同的昼夜持续时间,并相应地调整其行为。该研究对该现象背后的分子过程缺乏清晰的了解。

研究小组推测,叶绿体在光下进行光合作用,产生能量,而呼吸作用在黑暗中进行,利用储存的能量。这些不同的状态可能会成为考勒帕发育过程中的对称破坏者。

不同的光照条件会影响植物的外观,如在暴露于12小时亮光和黑暗的植物与在恒定光照下的植物中观察到的那样。这些周期对于考勒帕的生长或“休息”期信号至关重要。

科学家们的目标是探索叶绿体波、新陈代谢之间的联系,以及它们如何影响植物的形状和各部分之间的同步。