Optymalny rozmiar naszych komórek ma znaczenie? Nowa teoria prosto z Krakowa
Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie opracowali nową teorię, która pomaga wyjaśnić, jak wielkość komórek wpływa na funkcjonowanie organizmów, ich zdolność do przystosowania się do środowiska oraz kierunek ewolucji.
Badacze pokazują, że rozmiar komórek nie jest jedynie ciekawostką biologiczną, ale jednym z kluczowych czynników kształtujących życie na Ziemi. Zrozumienie tych zależności może mieć znaczenie nie tylko dla ekologii i biologii ewolucyjnej, lecz także dla badań nad starzeniem się czy procesami nowotworowymi.
W historii życia na Ziemi zmiany w strukturze komórkowej często towarzyszyły największym ewolucyjnym przełomom – od pojawienia się złożonych komórek eukariotycznych, przez rozwój roślin okrytozalążkowych, aż po organizmy zdolne do hibernacji, lotu czy nurkowania. Nowa teoria wskazuje, że zarówno wielkość organizmów jednokomórkowych, jak i liczba oraz wielkość komórek w organizmach wielokomórkowych podlegają silnej selekcji naturalnej. W efekcie kształtują one „architekturę komórkową”, czyli sposób, w jaki organizmy gospodarują energią i zdobywają potrzebne zasoby.
Sednem tej koncepcji jest równowaga między wydajnością fizjologiczną a oszczędnością energii. Duże komórki mogą być bardziej efektywne w pozyskiwaniu zasobów, ale wymagają też więcej energii do utrzymania. Małe komórki są ekonomiczne, lecz ograniczone w swoich możliwościach. To właśnie ten „komórkowy kompromis” wpływa na to, jak różne gatunki radzą sobie w swoich środowiskach.
Aby sprawdzić założenia teorii w praktyce, badacze prowadzą eksperymenty z unikalnym systemem krzyżujących się gatunków żab. Takie połączenia prowadzą do powstania osobników o różnej wielkości genomu, a co za tym idzie – komórek. Dzięki temu możliwe jest bezpośrednie testowanie, jak zmiany na poziomie komórkowym wpływają na funkcjonowanie całego organizmu.
Choć eksperymenty nie zostały jeszcze zakończone, już teraz widać, że teoria optymalnej wielkości komórek może pomóc lepiej zrozumieć, dlaczego organizmy wykształcają określone strategie życiowe i jak zmieniają się w odpowiedzi na warunki środowiskowe. Wyniki tych badań mogą znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach, od ochrony środowiska, przez medycynę, po rozwój biologii ewolucyjnej, dostarczając naukowcom narzędzi do przewidywania, jak organizmy będą reagować na zmieniający się świat.
Źródło: Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
Czytaj też: Implantem w osteoporozę. Wyjątkowy wynalazek lubelskich naukowców!
Grafika tytułowa: Adam Currie / Unsplash
