動物如何從單細胞祖先演化出複雜的多細胞性,這個問題至今仍未有解答。動物的單細胞近親透過單純的細胞分裂、多核細胞的形成或細胞集結展現出簡單的多細胞性。因此,動物的多細胞性可能演化自這些行為中的一種(或多種組合)。集結性行為在傳統上被認為不利於演化出複雜的多細胞性。然而,集結性行為存在於許多現存的動物細胞中,並且最近在三種動物的單細胞近親(包括領鞭毛蟲 Salpingoeca rosetta 和 Choanoeca flexa,以及濾膜藻 Capsaspora owczarzaki)中也有描述。目前尚不清楚這些物種的集結性行為是新近演化而來還是祖先就有的特徵,其與動物起源的關聯性也仍未知。為填補此研究缺口,我們調查了一種額外的動物單細胞近親是否也能進行細胞集結。我們發現,海洋中自由生活的、以細菌為食的濾膜藻 Ministeria vibrans 會形成具有可重複動力學且長期穩定的均質集結體,並且集結行為可能透過改善覓食和交配來驅動演化。值得注意的是,我們發現許多動物多細胞性基因的同源基因,這些基因參與細胞黏附、訊號傳遞和轉錄調控,在集結過程中已被啟用,這表明這些基因可能在動物的單細胞祖先時期就已用於集結,之後才被動物的多細胞發育所徵用。因此,我們的研究結果暗示,集結性多細胞性是發展出動物多細胞基因工具組的關鍵。

單細胞動物近親連結集結性多細胞性與動物起源單細胞動物近親連結集結性多細胞性與動物起源單細胞動物近親連結集結性多細胞性與動物起源單細胞動物近親連結集結性多細胞性與動物起源單細胞動物近親連結集結性多細胞性與動物起源單細胞動物近親連結集結性多細胞性與動物起源