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論文資訊
- 類型：工作論文
- 編號：工作論文 #222
- 日期：2026-03-18
摘要
複雜多細胞系統的出現及其相關的發育程序是演化生物學的主要問題之一。合作相對於個體的優勢似乎眾所周知，但尚不清楚單細胞生命形式的複雜性如何增加。目前的多細胞系統顯示出複雜的細胞間通訊機制，通常與身體尺寸或組織穩態的大規模控制有關。有些單細胞生命形式較簡單，涉及以類似組織的方式合作的細胞群，就像生物膜一樣。然而，在真正的基因調控相互作用廣泛傳播並允許細胞表型發生受控變化之前，表現出黏附性並與其環境相互作用的簡單細胞集落就已經存在。在這種情況下，模型通常會忽略演化細胞的物理嵌入，從而忽略了一個關鍵組件。演化前發育模式的潛力是一個相關問題：演化細胞集落能走多遠？在這裡，我們使用 CHIMERA（一種進化虛擬生物體的物理體現計算模型）來研究形態發生的這些先決條件。從一群在流體、封閉空間中移動的單細胞開始，並利用從環境頂部落下的給定食物顆粒中的一種營養源，研究表明，細胞在進化其新陳代謝和粘附特性的過程中經歷了重大轉變，以利用資源和占據空間。在某個時刻，一些細胞「發現」了它們世界的能量豐富的頂層，整個細胞群就會轉向上層。此時，它們充當生態系統工程師，調節營養物質的流動並為新生態位的形成創造機會，正如隨後出現的專門食腐動物所表明的那樣。