HS-3 olarak adlandırılan bu yeni bakteri, bir yeraltı nehri tarafından periyodik olarak su altında kalan kireçtaşı bir mağara duvarında yaşamını sürdürüyor. İki farklı yaşam döngüsü bulunan HS-3, katı yüzeylerde, sıvı kristal benzeri niteliklere sahip katman yapılı bir koloni halinde kendi kendine organize olabiliyor. Bunun yanı sıra HS-3 kolonileri, su ile temas ettiğinde çevreye dağılan "yavru" kokobasil hücrelerinin kümeleri ile veya kısa çubuk şeklindeki hücreleri içeren yarı kapalı bir küre şeklinde yaşamlarını sürdürler.
Tokyo, Japonya'daki Ulusal Teknoloji Enstitüsü'nde (KOSEN) profesör olan yazar Kouhei Mizuno, "Çok hücreliliğin ortaya çıkışı, Dünya üzerindeki yaşamın en büyük gizemlerinden biridir" diyor.
"Mesele şu ki, çok hücreliliğin üstün işlevini ve uyarlanabilirliğini zaten biliyoruz, ancak kökenleri hakkında neredeyse hiçbir şey bilmiyoruz. Çok hücrelilik merakı, evrimsel geçişin ilk aşamasında var olması gereken "bireylerin yararları" ile "grubun yararı" arasındaki çatışmadan çıkar. Teorik modeller dışında çok hücreliliği incelemek için iyi bir mevcut modelimiz maalesef yok."
"Ekolojik yapı iskelesi" olarak adlandırılan bu modeller, çevrenin gelişmekte olan bir popülasyon üzerinde seçilim baskısı uyguladığını ileri sürer ve Darwinci doğal seçilimin tek hücreli organizmalar için hala geçerli olduğunu savunur.
Mizuno ve laboratuvar öğrencisi Ohta, 2008 yılında Japonya'nın kuzeyindeki Kyushu Adası'ndaki bir kireçtaşı mağara duvarına damlayan sudan HS-3'ü keşfettiler. Çalışmalarının başlangıcında lipit biriktiren bakter türleri arıyorlardı, ancak Ohta bulguları incelerken olağanüstü güzel renk ve dokuya sahip küçük bir koloni keşfetti. Düzensiz yapıları nedeniyle, bakterilerin çoğu opak bir dokuya sahiptir, ancak bu koloni şeffaftı ve yanardöner bir renk tonuna sahipti. Yakın akraba türlerle yapılan fenotipik karşılaştırmalar, bu koloninin bilim insanlarının Jeongeupia sacculi adını verdiği yeni bir tür olan HS-3 olduğunu doğruladı.
Ekip, kolonin büyümesi ve çoğalmasını analiz etmek için mikroskoplar kullandı. Hücreler basitçe kokobasil olarak çoğalmaya başladı, ancak hücre uzamasının meydana gelmesi koloninin sıvı kristal gibi tek bir katmanlı yapı oluşturmasına neden oldu.
Kolonin iç lifli hücreleri bükülerek girdaba benzer yapılı alanlar oluşturdu. Bu alanlar ve sıvı kristal benzeri düzenleme üzerinde HS-3 kolonilerinde gözlenen şeffaflığı açıklar nitelikte oldu. İki gün sonra, dahili olarak hızlı hücre çoğalması meydana geldi ve koloni, yarı kapalı bir küre oluşturarak üç boyutlu olarak şişmeye başladı. Beşinci günden sonra, iç hücreler koloniden kalabalıklaştı, bu olay bitişik kolonilerde bir zincirleme reaksiyon tetikledi.
HS-3, mağarada düzenli olarak akan suya maruz kaldığından, ekip olgun yarı küre kolonilerini suya batırdı. Bu olay, yavru hücreleri taze agar üzerine kaplayarak, hücrelerin orijinal ipliksi yapıyı yeniden üretebildiklerini keşfettiler, bu da HS-3'ün yaşam döngüsünün iki farklı aşamasının tersine çevrilebilir olduğunu ve mağara içindeki değişen koşullar nedeniyle ortaya çıkmış olabileceğini gösterdi.
Mizuno, "Bunun bir mutasyon olmadığından emin olmak için 10 yıla ihtiyacımız vardı" diyor.
"İlk olarak, kendi yöntemlerimizi geliştirdiğimiz tek bir hücreden koloniye kadar tüm süreci filme almak için bir dizi mikroskobik gözlem kullandık. Daha sonra, hücrelerdeki ve kolonilerdeki morfolojik değişikliklerin hem kontrollü hem de geri dönüşümlü olduğunu bulduk. Bu veriler, bunun HS-3'ün "çok hücreliliği" olduğuna inanmamıza neden oldu. HS-3'ün yaşam döngüsünün ilk aşaması, sıvı kristal benzeri organizasyonun, daha önce bildirilmemiş olan çok hücreliliğin ortaya çıkmasında rol oynadığını gösteriyor