מרבית הביולוגים מסכימים כי האבולוציה מחד-תאיים לרב-תאיים היתה חייבת לעבור דרך שלב של מושבות קטנות של יצורים חד-תאיים, שהשיגו יתרון התרבותי והשרדותי והמשיכו להתפתח כיצורים רב-תאיים * כעת התגלו חד תאיים בודדים בעלי חלבוני התחברות, העשויים להיות אבותיהם הקדומים של הרב-תאיים.
תמונה 1 : כואנופלאגלטים הם יצורים ימיים חד-תאיים, בעלי שוטון (צבוע בירוק) המשמש לשחיה ולציד. הם מוקפים בזרועות ציד (צבועות באדום) המשמשות ללכידת חיידקים.
דומה כי אחת התעלומות הגדולות של האבולוציה היא המעבר מהיצורים החד-תאיים, שכל גופם מורכב מתא אחד בלבד, ליצורים רב-תאיים, המורכבים מאלפי ומיליארדי תאים הפועלים במשותף. מרבית הביולוגים מסכימים כי האבולוציה מחד-תאיים לרב-תאיים היתה חייבת לעבור דרך שלב של מושבות קטנות של יצורים חד-תאיים, שהשיגו יתרון התרבותי והשרדותי והמשיכו להתפתח כיצורים רב-תאיים. מחקר שנערך לאחרונה ביצורים חד-תאיים זעירים הנקראים כואנופלאגלטים, גילה כי קיימים בהם גנים המביאים ליצור חלבוני הדבקה בין-תאיים, למרות שהכואנופלאגלטים עצמם אינם יוצרים מושבות. יתכן כי הכואנופלאגלטים הם היצורים החד-תאיים שמהם התפתחו הרב-תאיים הראשוניים, ומהם גם האדם, בסוף אותה דרך ארוכה הנקראת אבולוציה.
הכואנופלגאלטים חיים בימים ובאגמים בכל העולם. כל גודלם הוא כעשרה מיקרומטר – בערך גודלו של תא אנושי – אך זה מספיק להם כדי לצוד חיידקים מהם הם ניזונים. אם היינו מסתכלים עליהם במיקרוסקופ הרי שהיינו רואים תא בצורת ביצה, עם שוטון החובט בקצהו השני ומניע אותו קדימה במרדף אחר החיידק האומלל. לשוטון יש גם מטרה נוספת – הוא מסוגל לערבל את המים שמסביבו ולדחוף את החיידקים קרוב יותר לכואנופלאגלט, שם הם נתפסים בזרועות הציד שלו. הכואנופלאגלטים דומים מאד לתאי הציד של הספוגים – שהם מהיצורים הרב-תאיים הפרימיטיביים ביותר הקיימים כיום. מכיוון שכך, חוקרי טבע כבר מאז המאה ה- 19 סברו שהם שלב מפתח באבולוציה ליצורים רב-תאיים.
לאחרונה תועד הגנום המלא של אחד ממיני הכואנופלאגלטים הקרוי מונוסיגה ברוויקוליס, והושווה לגנומים של יצורים אחרים, כגון בני-האדם. אחד מהממצאים המעניינים ביותר היה שהחד-תאיים הזעירים מחזיקים ברשותם גנים רבים המייצרים חלבוני תקשורת והידבקות לתאים אחרים, כגון קדהרינים. עדיין לא ברור מדוע החלבונים הללו קיימים במונוסיגה, מכיוון שהם אינם יוצרים מושבות.
הקדהרינים הם אחד מהגורמים העיקריים השומרים על התאים בגוף שלנו צמודים אחד לשני. בלעדיהם, גורלנו היה להתמוסס לשלולית של מיליארדי תאים נפרדים. לכאורה, ליצורים חד-תאיים, שאינם צריכים לבוא במגע אחד-עם-השני, אין שום סיבה לייצר קדהרינים. אך בגנום של הכואנופלאגלטים התגלו כ- 24 חלבוני קדהרין שונים – מספר דומה למספר הקדהרינים הקיימים בזבוב הפירות או בעכבר.
במאמר שפורסם בכתב העת המדעי היוקרתי Science, טוענים ניקול קינג (ביולוגית מאוניברסיטת קליפורניה) ומוניקה אבדין (סטודנטית למחקר), כי חלק מחלבוני ההצמדה נמצאים בתחתית הכואנופלאגלט, במקום בו הוא מתחבר למשטחים, וכן באיזור זרועות הציד של הכואנופלאגלט, המשמשות ללכידת החיידקים. הם מאמינים כי הצייד הזעיר משתמש בחלבוני הקדהרין על-מנת להיצמד לחיידקים ולטרוף אותם. בעלי-החיים היותר מורכבים פיתחו את החלבונים לשלב הבא, ובזכותם הם יכולים להתחבר ולהפוך ליצור גדול יותר, המורכב מתאים רבים.
הגנום של הכואנופלאגלטים מציע לנו רמזים מפתיעים נוספים אודות האבות הקדמוניים של הרב-תאיים. בנוסף לגנים המקודדים לקדהרינים, אותרו חמישה אתרים של אימונוגלובולינים (נוגדנים), למרות שלכואנופלאגלטים אין ולא יכולה להיות מערכת חיסון. בגנום התגלו גם אתרים המקודדים לאינטגרינים, המשמשים לחיבור בין תאים ורקמת הגוף. כמו כן התגלו חלבונים הנקראים טירוזין קינאזות, שהם מרכיב חשוב ביכולתם של תאים לתקשר זה עם זה – למרות שהמונוסיגה, למיטב ידיעתנו, אינה מתקשרת עם תאים אחרים או חיה במושבות. התגלית המפתיעה מכולן היתה מציאת אתר המקודד לקולגן, המהווה חלק חשוב ברקמות בגופינו, אך אמור להיות חסר שימוש לחלוטין לכואנופלאגלט הבודד.
יתכן כי המונוסיגה היתה שייכת בעבר לחלק ממיני הכואנופלאגלטים אשר מתחברים למושבות, ומאז עברה אבולוציה עד שהפכה לחד-תא הטורף והיחיד שהיא כיום. גם במקרה זה לא ברור מדוע מופיעים בגנום שלה גנים המקודדים למערכת חיסון פרימיטיבית או לקולגן. קינג מקווה כי ריצוף הגנום המלא של מין אחר של כואנופלאגלטים הנקרא פרוטוארוספונגיה יניב את התשובה. הכואנופלאגלטים ממין זה חיים במושבות, ולכן השוואה של גנום המונוסיגה עם הגנום שלהם עשויה לספק לנו הסבר מפורט יותר לגבי מקורם הקדום של הרב-תאיים.
כיצד נוצרנו? מאין הגענו? מיהו האב הקדמוני האמיתי שלנו? האם הכואנופלאגלטים, אותם ציידים בודדים המשוטטים ברחבי הימים, הם המקור לשליש מהקוד הגנטי שלנו? או אולי הם עצמם לא יותר ממושבות ספוגים מנוונות? מבלי שנדע את אבותנו הקדומים, כמונו כיתומים בעיני עצמנו, המגששים באפלה. לא נפסיק לגשש, לחקור ולנחש עד שנמצא את המקור לחיינו כיום.
תמונה 2 : חלבוני קדהרין התגלו בבעלי-חיים, ובהם הם מעורבים בקשרים בין תאים ובהעברת מסרים. החוקרים מצאו אותם גם ביצורים חד-תאיים כגון כואנופלאגלטים, אך תפקידם ביצורים אלו אינו ידוע. יתכן שהקדהרינים בכואנופלאגלטים משמשים ללכידת חיידקים (על-ידי הידבקות אליהם) או היצמדות למשטחים שונים בסביבת המחיה שלהם.