當(dāng)單細(xì)胞生物如精子拍打它們的鞭毛時，它們就能夠運(yùn)動,。但是,，一項新的研究顯示，在一些綠藻群落中,，鞭毛還促進(jìn)營養(yǎng)的吸收,。亞利桑那州大學(xué)和布朗大學(xué)的研究人員將這些新發(fā)現(xiàn)公布在最新一期的《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）上。

        在文章中,，研究人員描述了鞭毛如何使這些綠藻獲得它們繁殖并形成群落所需的能量,。該研究首次證明鞭毛不但能幫助生物通運(yùn)動，而且還能幫助它們?nèi)∈骋允顾鼈兡軌蛐纬奢^大尺寸的群落,。這些信息對了解單細(xì)胞生物如何進(jìn)化成多細(xì)胞生物的基礎(chǔ)生物學(xué)問題具有重要意義,。

        研究組分析了一群叫做volvocines的綠藻，這種藻類很常見,。他們研究了從這種藻類從單細(xì)胞狀態(tài)發(fā)展到大量單細(xì)胞構(gòu)成多細(xì)胞群落的整個過程以了解細(xì)胞的分化和擴(kuò)增形式,。但是，volvocines如何從單個細(xì)胞一下子壯大成由50000個細(xì)胞構(gòu)成的Volvox群落的呢,？

        越大的生物需要更多的能量才能存活,。Volvox是volvocines形成的最大的群落形式，巨大的舞動的鞭毛球體保護(hù)這一小撮生殖細(xì)胞,。當(dāng)球體群落的半徑以兩位數(shù)的速度增加時,，這個半球的面積就以四倍的比例增加，從而滿足Volvox能量的需求,。

        像volvocines這樣的微生物是靠擴(kuò)散過程來獲得營養(yǎng)物質(zhì)的,。這種群落的半徑翻倍,，其食物攝入率也翻倍，因此一個大型生物因其所需的能量比被動地取食所能供應(yīng)的能量要多而無法存活,。這正是研究人員一直想不通的問題,。

        研究組推測鞭毛可能在群落的營養(yǎng)攝入中起到一定的作用。通過進(jìn)行多學(xué)科的合作研究,，研究人員創(chuàng)造出了一種能計算鞭毛如何在群落周圍攪動形成一種水流的數(shù)學(xué)模型,。然后，他們利用這種模型證明鞭毛的協(xié)同拍打?qū)I養(yǎng)物質(zhì)集中到運(yùn)動群落的前部,。這個群落穿過富含營養(yǎng)物質(zhì)的區(qū)域并排出廢物,。