Encellede alger kjent som kiselalger, som lenge antas å reprodusere seg seksuelt, ble nylig funnet å være friskere enn forventet.
Forskere oppdaget at kiselalder driver med seksuell reproduksjon - og det er spesielt sannsynlig at de gjør det når tilstedeværelsen av ammonium er et avfallsprodukt produsert av de fleste dyr.
Tidligere hadde forskere observert de komplette livssyklusene i knapt en håndfull diatomearter, og selv blant godt studerte diatomer hadde seksuell reproduksjon aldri blitt sett, skrev forskerne i studien, publisert online 7. juli i tidsskriftet PLOS ONE.
Studieforfatterne fant imidlertid ut at de kunne manipulere diatom Thalassiosira pseudonana til å endre cellestrukturer til å være mannlige eller kvinnelige. Alt de måtte gjøre var å eliminere en av faktorene som kiselalumen trengte for å vokse - for eksempel lys eller fosfor - og deretter introdusere ammonium, og kiselaliene ville differensiere til mannlige og kvinnelige celler.
"Funnene våre løser to vedvarende mysterier som har plaget diatom-forskere," sa medforfatter Kimberly Halsey, mikrobiolog ved Oregon State University, i en uttalelse.
"Ja, de har sex, og ja, vi kan få dem til å gjøre det," sa Hasley.
Kiselalger er protister, en mangfoldig gruppe som består av encellede organismer hvis kropper har cellevegger og sterkt organiserte interiører, med en kjerne og en rekke spesialiserte strukturer kalt organeller. Det er anslagsvis 200 000 diatomearter i verden, og de kan finnes uansett hvor det er flytende vann.
Selv om små diatomer spiller en viktig hvis usett rolle i jordens karbonsyklus - marine kiselalver genererer oksygen gjennom fotosyntesen - og i syklende silika, som utgjør omtrent 25 prosent av klodens jordskorpe og hvilke kiselalger innlemmer i strukturer i celleveggene.
Men veldig lite er kjent om hvordan de fleste kiselalder vokser og reproduserer. T. pseudonana er en av bare to diatomearter som har fått sitt sekvens sekvensert, noe som gjør den til en perfekt kandidat for å identifisere endringer på genetisk nivå som kan knyttes til seksuelle egenskaper - og tidligere studier hadde til og med identifisert gener som var nødvendige for seksuell reproduksjon, men bestemt at de var inaktive, rapporterte forskerne i den nye studien.
Ammonium viste seg å være den manglende ingrediensen. Det utløste en kaskade av genetiske responser som produserte egg- og sædstrukturer. Men det var ikke alt - mer enn 1200 gener begynte også å prestere annerledes da ammonium var til stede, selv om effekten av disse endringene er ennå uklare, skrev forfatterne av studien. Å identifisere ammonium som en av faktorene som får kiselalder til å reprodusere seg seksuelt vil imidlertid gjøre forskere i stand til å fortsette å gjenskape atferden for å studere den videre, ifølge Halsey.
"Å identifisere ammonium som en seksualitetsindusator åpner potensielt døren til nye muligheter for forskning på avl og genetisk modifisering for å kontrollere viktige egenskaper," sa Halsey i uttalelsen.
