Encellede alger, kendt som kiselallegemer, som man længe troede at reproducere aseksuelt, blev for nylig fundet at være friskere end forventet.
Forskere opdagede, at diatomer engagerer sig i seksuel reproduktion - og det er især sandsynligt, at de gør det i nærværelse af forbindelsen ammonium, et affaldsprodukt, der er genereret af de fleste dyr.
Tidligere havde forskere observeret de komplette livscyklusser i knap en håndfuld diatomeart, og selv blandt godt studerede diatomer var seksuel reproduktion aldrig blevet set, skrev forskerne i undersøgelsen, der blev offentliggjort online 7. juli i tidsskriftet PLOS ONE.
Undersøgelsesforfatterne fandt imidlertid, at de kunne manipulere diatom Thalassiosira pseudonana til at ændre dets cellestrukturer til at være mandlige eller kvindelige. Alt, hvad de skulle gøre, var at eliminere en af de faktorer, som kiselalget var nødvendigt for at vokse - såsom lys eller fosfor - og derefter introducere ammonium, og kiselalternativerne differentierede sig i mandlige og kvindelige celler.
”Vores opdagelser løser to vedvarende mysterier, der har plaget diatomaforskere,” siger en medforfatter Kimberly Halsey, en mikrobiolog ved Oregon State University, i en erklæring.
"Ja, de har sex, og ja, vi kan få dem til at gøre det," sagde Hasley.
Diatomer er protister, en forskelligartet gruppe, der består af encellede organismer, hvis kroppe har cellevægge og meget organiserede interiører, med en kerne og en række specialiserede strukturer kaldet organeller. Der er anslået 200.000 diatomearter i verden, og de kan findes overalt, hvor der er flydende vand.
Skønt små diatomer spiller en vigtig, hvis usynlig rolle i Jordens kulstofcyklus - marine kiselalver genererer ilt gennem fotosyntesen - og i cyklisk silica, der udgør omkring 25 procent af planetens skorpe, og hvilke kiselalium indgår i strukturer i deres cellevægge.
Men meget lidt vides om, hvordan de fleste diatomer vokser og formerer sig. T. pseudonana er en af kun to diatomarter, der har fået sit sekvens sekventeret, hvilket gør den til en perfekt kandidat til at identificere ændringer på det genetiske niveau, der kunne knyttes til seksuelle karakteristika - og tidligere undersøgelser havde endda identificeret gener, der var nødvendige til seksuel reproduktion, men bestemt at de var inaktive, rapporterede forskerne i den nye undersøgelse.
Ammonium viste sig at være den manglende ingrediens. Det udløste en kaskade af genetiske responser, der producerede æg- og sædstrukturer. Men det var ikke alt - mere end 1.200 gener begyndte også at fungere forskelligt, når ammonium var til stede, skønt virkningen af disse ændringer endnu ikke er klar, skrev undersøgelsesforfatterne. Imidlertid, ved at fastlægge ammonium som en af de faktorer, der driver kiselalager til at reproducere seksuelt, vil forskere kunne fortsætte med at gentage opførslen for at studere det nærmere, ifølge Halsey.
"At identificere ammonium som en seksualitetsinducerende potentielt åbner døren til nye muligheder for forskning i avl og genetisk modifikation for at kontrollere vigtige egenskaber," sagde Halsey i erklæringen.
