Энергетические потребности многоклеточной жизни
Между 1,8 миллиардами и 800 миллионами лет назад жизнь на Земле переживала упадок. В течение этого периода, получившего название "скучный миллиард", сложность жизни оставалась минимальной, преобладали одноклеточные организмы, лишь изредка переходившие в многоклеточные формы. Эта эпоха подготовила почву для последующего появления сложной многоклеточной жизни, что стало ключевой главой в истории эволюции.
В новом исследовании исследователь из Университета штата Аризона Майкл Линч исследует значительные энергетические потребности, необходимые для поддержания и развития многоклеточной жизни. Исследование, проведенное на примере водяной блохи Дафнии в качестве модельного организма, показало, что многоклеточным организмам требуется значительно больше энергии, чем одноклеточным. На самом деле, исследования показывают, что этим организмам требуется более чем десятикратное увеличение энергии по сравнению с протистами — более простыми, в основном одноклеточными организмами.
Полученные данные свидетельствуют о том, что дыхание и другие метаболические процессы имеют решающее значение для развития высокоразвитых организмов, проливая свет на условия, необходимые для поддержания изобилия сложной жизни, которой мы окружены сегодня. Кроме того, в исследовании подчеркивается важность фундаментальных биологических процессов, которые, вероятно, имеют отношение к любой форме жизни, основанной на углероде и дышащей кислородом, независимо от ее планетарного происхождения.
"Никто не сомневается в том, что многоклеточность может принести существенные преимущества, но возможность получения таких преимуществ сопряжена с большими инвестиционными затратами", - говорит Линч, профессор Школы естественных наук АГУ, который также руководит Центром биодизайна механизмов эволюции при АГУ. Исследование опубликовано в текущем номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.
Повышающая сложность
Каждый организм, от одноклеточной бактерии до человека, нуждается в энергии для выживания. Одноклеточным организмам требуется относительно немного энергии для роста и размножения, поскольку у них отсутствуют сложные ткани и системы. Но многоклеточным организмам — организмам, состоящим из множества клеток, таким как растения, животные и грибы, — требуется значительно больше энергии для поддержания дополнительных структур, таких как ткани, которые помогают клеткам взаимодействовать и держаться вместе.
Такой скачок в потребностях в энергии обусловлен эволюцией структур, которые не участвуют непосредственно в росте или размножении, но необходимы для многоклеточной жизни. Эти особенности позволили организмам стать крупнее и универсальнее, но они также увеличивают затраты энергии на само существование.
Один из способов понять энергетические потребности многоклеточной жизни - изучить АТФ-синтазу, молекулярный механизм в клетках, который производит АТФ, универсальный источник энергии в биологии. Многоклеточные организмы в значительной степени зависят от АТФ-синтазы, поскольку каждая клетка в многоклеточном организме нуждается в энергии, а стоимость энергии растет с увеличением количества клеток.
Исследования показывают, что многоклеточным существам, или многоклеточным животным, требуется значительно больше АТФ-синтазных комплексов по сравнению с более простыми одноклеточными организмами. С каждой новой клеткой возрастает потребность в энергетических соединениях. У многоклеточных организмов, таких как дафнии, разновидность крошечных водных животных, потребность в энергии значительно возрастает с увеличением размера, но этот общий принцип, по-видимому, распространяется и на всех других животных, включая позвоночных.
На каждую единицу массы тела этим организмам требуется в 30-50 раз больше кислорода, чем простейшим. Этот дополнительный кислород обеспечивает их сложные потребности в клеточной коммуникации и поддержании тканей. Использование дафний позволяет исследователям внимательно изучить динамику этих энергий благодаря их относительной простоте среди многоклеточных организмов и простоте культивирования в лабораторных условиях.
Выращивание дафний обходится недешево
В то время как более крупные одноклеточные организмы, такие как некоторые амебы, становятся более эффективными по мере роста, многоклеточным организмам требуется больше энергии на единицу биомассы по мере их увеличения в размерах. Это различие подчеркивает уникальные проблемы, связанные с многоклеточностью в процессе эволюции. Рост тканей и развитие систем, поддерживающих многоклеточные функции, требуют большего количества АТФ, что приводит к "ограничению скорости" обмена веществ в зависимости от того, насколько быстро эти организмы могут расти и созревать.
Почему возникла многоклеточность, учитывая высокие энергетические затраты? Ответ может заключаться в эволюционных преимуществах, которые дает многоклеточная жизнь, включая способность потреблять одноклеточные организмы в больших количествах, избегать хищников и обитать в различных средах. Но у такого образа жизни есть своя цена: высокие базовые энергетические затраты, с которыми организмы должны постоянно сталкиваться, чтобы выжить.
Несмотря на то, что потребности многоклеточной жизни в энергии значительны, эти затраты уравновешиваются выгодами для выживания. Многоклеточные животные, которые могли удовлетворять эти потребности в энергии, добились больших эволюционных успехов, сформировав сложные экосистемы, которые мы видим сегодня. Однако этот высокоэнергетический образ жизни также накладывает ограничения на скорость роста и размножения организмов, влияя на форму и продолжительность жизни многоклеточных видов на древе жизни.
На пути к новым открытиям
Это исследование сосредоточено на организмах, подобных животным, которые дышат аэробно. Чтобы полностью понять энергетические затраты, связанные со сложностью, исследователи планируют распространить полученные результаты на другие формы жизни, включая растения и грибы, которые могут обладать уникальными энергетическими стратегиями. Это исследование дает дополнительные ключи к пониманию того, почему многоклеточным формам жизни потребовалось значительное время, чтобы появиться и разнообразиться на Земле.
Понимание высоких энергетических потребностей многоклеточной жизни позволяет предположить, что ограничения, связанные с биоэнергетикой, могут быть универсальным явлением. Принципы преобразования и потребления энергии, такие как роль АТФ-синтазы и ее энергетические затраты, являются важнейшими биологическими процессами. Они, вероятно, применимы к любой жизни, основанной на углероде и дышащей кислородом, независимо от того, где она существует во Вселенной.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Большой пожар подбирается все ближе к Зоне 51

Где может начаться массовое вымирание

Житель городка в Неваде хранит секреты Зоны 51

Земля находится внутри огромной пустоты

Знаковом отчет Канады об НЛО

Известные сообщения о наблюдениях НЛО

Как добраться до экзопланеты у Проксимы Центавра

Канадский доклад рекомендует создать бюро по НЛО

Количество наблюдений НЛО увеличилось

Лесной пожар в районе Зоны 51 или что-то еще

Облака холодного водорода внутри пузырьков Ферми

Обнаружили следы человека возрастом 115 000 лет

Огромный пожар вспыхнул в Зоне 51

Очень странная комета залетела в нашу систему

Первичные черные дыры ускорили звездообразование

Пожар в кустарнике вспыхнул вблизи Зоны 51

Поиск внеземного разума с помощью высоких энергий

Посадка Аполлона-11 на Луну была инсценирована

Таинственный новый мир обнаружен в нашей системе

Уфологи спорят из-за секретных технологий

Внедорожники TANK. Китайский прорыв на автомобильном рынке

Мотоциклы. Какие бывают и чем отличаются

Пауки в доме. Когда стоит задуматься о профессиональной помощи

Уход за кожей с муцином улитки - зачем он нужен и кому подходит

Как выбрать сантехническое оборудование для дома. Ванны, душевые кабины и настенные смесители

Будущее за самовоспроизводящимися роботами

В Нью-Мексико есть проблема с инопланетянами

Встречи сына музыкальной иконы с НЛО

Действия министерства обороны США в отношении НЛО

Загадочный НЛО в Саратоке

Захватывающая правда о Битве за Лос-Анджелес

Квантовая батарея превзошла классическую

Колумбийская модель сделала лучшие снимки НЛО

НЛО в Техасе вызвал ажиотаж в интернете

Обнаружили 1600-летнюю гробницу майя

Огромный корабль пришельцев несется к Земле

Отечественная система управления роботами силой мысли

Пентагон будет игнорировать запросы от уфолога

Пентагон десятилетиями обманывал общественность

Подтвердили существование временных отражений

Правдивость легенды о Троянской войне

Трапециевидные гробницы старше египетских пирамид

Человек, предсказавший интернет в 1945-м

Я была одержима духом в тюрьме с привидениями

Я охотник за шпионами из ФБР

В первой половине года в США замечено 2000 НЛО

Волшебные грибы могут стать ключом к продлению жизни

Две ужасающие черные дыры сливаются в одну

Действительно ли Титаник был непотопляемым

Жуткая теория, стоящая за размытыми фото НЛО

Инопланетяне в небе Канады

Инопланетяне подают таинственный сигнал

Инопланетяне уже здесь

Канадский ученый опубликовал отчет об НЛО

Люди сдвинули Северный полюс на 3 фута

НЛО самая большая загадка Вселенной

НЛО, испускающий световой луч

Опубликована засекреченная запись НЛО

Пианино предупреждало о смерти члена семьи

Самый большой марсианский метеорит продается

Столкновение F-16 с НЛО вызвало слухи о инопланетянах

Странный красный объект упал с неба в Болгарии

Таинственные сгустки в недрах Земли

Тайный знак на каждой долларовой купюре

Ученый опубликовал доклад об НЛО

Был ли Марс обречен стать пустыней

Гидротермальные системы помогли зарождению жизни

Двойная детонация старой звезды

Еще один загадочный межзвездный объект

Загадочное столкновение военного самолета с НЛО

Исследования НЛО возраждаются в Канаде

История звезды кантри об НЛО

Межзвездная комета забрела к нам на задний двор

Наблюдения НЛО в окрестностях Торбея

Неужели НЛО врезался в F-16

Обнаружили экзопланету, похожую на суперземлю

Первая станция по исследованию НЛО в Оттаве

Почему на Марсе нет жизни

Рекордный рост числа наблюдений НЛО в США

Скрытые структуры в первых галактиках Вселенной

Тайна легендарного витрувианского человека Да Винчи

Хаос в Солнечной системе и углерод на Земле

Что если темная энергия уменьшится

Экзопланеты могут стать причиной собственной гибели

Экзопланеты с необычной орбитальной динамикой

Единая система учёта ставок в Казахстане. Причины внедрения

Невидимая угроза. Как аэрогазовый контроль предотвращает взрывы и отравления

Как выбрать подушку для здорового сна

Особенности международных грузоперевозок. Турция, ОАЭ и Китай — три разных подхода

Новый взгляд на премиум от HONGQI. Сочетание динамики, технологий и комфорта

Астрономы обнаружили третий межзвездный объект

Более 2000 случаев наблюдения НЛО в США

Главный рекламный объект фестиваля НЛО украли

Двери откроет новый музей ужасов

Добыча полезных ископаемых на Луне становится ближе

Маргинальные американцы скептически относятся к ИИ

Обнаружение сети гравитационных волн

Образ Несси привлекает тысячи посетителей

Подземный город может находиться под Сфинксом

Проведение исследований в области солнечной геоинженерии

Скорость вращения звезд для оценки их возраста

Создание космических местообитания

Странное существо в лесу Мазамитла

Структуры, необходимые для обнаружения экзопланет

Таинственное существо нападает на баранов

Титан - объект для изучения атмосферы экзопланет

Третий межзвездный объект в Солнечной системе

Три разбившихся НЛО есть у Великобритании

Турист встретился с легендарным Укумаром

Эпоха разоблачителей НЛО часто кажется тупиковой

Более 2000 случаев наблюдений НЛО в США

Болид озарил ночное небо над Челябинском

Большое число на грани человеческих знаний

В Нью-Йорке зафиксировано 66 случаев наблюдения НЛО

Заказать место для посадки НЛО можно в Вене

Земные аэропорты видно с расстояния 200 светолет

Зловещее облако судного дня окутывает Мэриленд

Инопланетяне могут засечь работу наших радаров

Кости Иисуса спрятаны в тайных хранилищах США

Люди с высоким IQ оказались менее нравственными

Мир наполнен шумами

НЛО, инопланетяне и президенты США

Полеты НЛО над авиабазой Райт-Паттерсон

Полеты НЛО над ядерным объектом в Техасе

Путешествия во времени без парадоксов возможны

Пчелу превратили в киборга

Созданные ИИ вирусы научились обходить защиту ПК

Умение предсказывать будущее связали с IQ

Череп единорога нашли у замка короля Артура

Энтузиаст разработал интерфейс мозг-компьютер

Аэропорты могут помочь инопланетянам обнаружить Землю

ВМФ США утратил 500 страниц информации о НЛО

Жители Мичигана сообщили о трех десятках НЛО

ИИ Google начинает читать все ваши сообщения

Как менялась погода на Венере за 10 лет

Квантовая запутанность в мозге - Сознание

Место, где слои почвы находятся в перевернутом положении

Научно-фантастическом фильм - Похищение инопланетянами

Невероятные случаи похищения людей инопланетянами

Новое представление о том, как развиваются галактики

Открытие в подводном Стоунхендже переписывает историю

Охотники за метеоритами прочесывают Джорджию

Растущее число свидетельств эволюции темной энергии

Резьба, которая раскрывает секреты египетских царей

Сотрудник НАСА нарушил давнее молчание по поводу НЛО

Тайна межзвездного объекта, несущегося через нашу систему

Утраченную ветвь Древа человечества

ЦРУ неправильно обращается с файлами об НЛО

Чернобыльские собаки превратились в нечто новое

Экзопланета у тихой звезды-карлика

Вещество из галлюциногенных грибов продлило жизнь

Власти США считают, что они действительно сняли НЛО

Встреча с инопланетянами в Огайо

Вся наша галактика может находиться внутри Дыры

Доказательства существования НЛО находятся в Пентагоне

Жители Мичигана сообщили о трех десятках НЛО

Затерянный город древнейшей цивилизации Америки

ИИ неделями дурачил пользователей Spotify

ИИ создал первое в мире лекарство от рака

Инцидент в Розуэлле. Может ли он быть байкой

Крушение НЛО в Розуэлле. Мистификация

Нашли способ обратить вспять выпадение волос

НЛО летит по небу во время грозы в Мэриленде

Паскагула. Еще один свидетель

Плазма, которая может растопить законы Реальности

Подросток создал мифический луч смерти Архимеда

Современные компьютеры не подходят для мира ИИ

Сходка уфологов в районе Фолкерка

Теории о подземном городе под египетским Сфинксом

Фотографии пришельцев из Розуэлла

Вращение Земли неожиданно ускорилось

Загадочный случай с летчиком Виктором Годдардом

История гаданий и предсказаний

Конгрессвумен поделилась взглядами на ангелов

Крошечные различия между психопатами и нормалами

Легенда ЮФС делится своим выводами о встречах с НЛО

Опровергли один из величайших мифов острова Пасхи

Очевидцы что-то видят в озере Лох-Несс

Призрак мальчика из старинной кровати

Робот приготовил и посолил стейк с расстояния 1800 км

Смерть Вселенной наступит раньше

Столкновение неизвестного объекта с Сатурном

Тайны и заговоры удивительного мира Антарктиды

Технология 'мозг-компьютер' проходит клинические испытания

Удивительное открытие на острове Пасхи

Уфологи выявили места аномалий в России

Наверх
Яндекс.Метрика