科學家發現，領鞭毛蟲透過電壓門控鈣離子通道的電訊號來協調自己的運動，這為多細胞性和神經系統的早期演化提供了重要的啟示。最近發表在Science Advances上的一項研究提供了令人信服的證據，證明領鞭毛蟲體內存在電信號和協調行為。 這項發現揭示了多細胞通訊的早期演化和動物神經系統的起源。

表現領鞭毛蟲S. rosetta 的群落中鈣訊號的藝術作品。 圖片來源：Davis Laundon、Ella Maru Studio 和Kate Zvorykina（Ella Maru Studio， Inc.）

卑尔根大学迈克尔·萨斯中心 Burkhardt 小组的研究人员发现，领鞭毛虫 Salpingoeca rosetta 的莲座状群落中存在着显著的行为多样性，而这些小生物还隐藏着更多的惊喜。

「第一作者傑弗裡-科爾格倫（Jeffrey Colgren）解釋說：『我們發現了菌落細胞之間的交流，這種交流調節著整個蓮座的形狀和纖毛跳動。在把培養物放在顯微鏡下觀察之前，我們並沒有明確的預期，但當我們把培養物放在顯微鏡下觀察時，我們感到非常興奮”。

多細胞性是所有動物的決定性特徵，它透過整合神經元和肌肉細胞等高度特化的細胞類型的輸入，使動物能夠以獨特的方式與環境互動。 對於在全球海洋和水生環境中發現的鞭毛蟲類生物，單細胞和多細胞之間的界限並不那麼明顯。

蓮座狀的S. rosetta 群體，這是一種微型海洋生物，屬於所有動物的姊妹群。 圖片來源：Jeffrey Colgren

包括S.rosetta在內的一些物種表現出複雜的生命週期，其中包括群落階段。 雖然群落是透過細胞分裂形成的，很像動物發育中的胚胎，但它們缺乏特化的細胞類型，更類似於一組單一細胞，而不是一個有凝聚力的有機體。

最後一位作者帕維爾-布克哈特（Pawel Burkhardt）說：”S. rosetta是研究動物進化過程中多細胞性出現的有力模型。我們的研究揭示了領鞭毛蟲群通過共享信號通路來協調它們的運動，這為研究早期的感覺-運動系統提供了令人著迷的見解。

研究小組利用一種新開發的基因工具，對S. rosetta 細胞中的鈣離子活動進行了可視化分析，發現這些細胞透過電壓門控鈣通道（動物神經元和肌肉細胞使用的同類通道）同步其行為。

科爾格倫說：」這一證據表明，在領鞭毛蟲群落中，訊息是如何在細胞間流動的，這表明細胞-細胞信號傳遞正在熱烈地進行。令人震驚的是，這一發現表明，在細胞層面協調運動的能力早於第一代動物。

展望未來，研究團隊計畫進一步研究訊號如何在細胞間傳播，以及類似的機制是否存在於其他藻類。 “這項研究開發的工具和發現提出了許多有趣的新問題。”科爾格倫總結道。 “我們非常期待看到自己和其他人在未來的發展方向。”

編譯自/ scitechdaily