Много готвачи не развалят бульона с голямо разнообразие от симбиоти подготвя домакина за всички възможни ситуации
Дълбоководните миди, които се хранят с помощта на бактериални симбионти, приютяват изненадващ брой поднаематели: в хрилете на мидата живеят до 16 различни бактериални щама, всеки със своите умения и силни страни. Благодарение на това разнообразие от симбиотични партньорски бактерии, мидата е подготвена за всички възможни ситуации. Мидата съставя всеобхватен безгрижен пакет, съобщава германско-австрийска изследователска група, ръководена от Ребека Ансорге и Никол Дюбилер от Института за морска микробиология на Макс Планк в Бремен и Джилиан Петерсен от Виенския университет в списание Nature Microbiology.
Горещите извори в дълбокото море са очарователни и богати местообитания. Например в очевидно враждебната среда мидите процъфтяват, като приютяват бактерии в хрилете си като поднаематели. Тези бактерии, така наречените хемосинтетични симбионти, превръщат веществата от горещите извори, които не могат да бъдат използвани от животните, в вкусна храна за техните домакини миди. Мидата съставя всеобхватен безгрижен пакет, съобщава германско-австрийска изследователска група, ръководена от Ребека Ансорге от Института за морска микробиология на Макс Планк в Бремен в списание Nature Microbiology.
По време на няколко изследователски пътувания Ансорж и колегите й събираха черни пушачи - извисяващи се комини, където от морското дъно тече гореща, богата на минерали вода - миди батимодиолус, далечни роднини на ядливата мида. След това в лабораторията в Бремен и Виена те подробно анализираха геномите на бактериалните обитатели на тези миди. Преди се смяташе, че мидата е дом само на един или два вида симбиот. Но Bathymodiolus очевидно е много по-гостоприемен. „Всъщност можем да открием до 16 различни бактериални щама в една мида“, казва Ансорж.
Разнообразието се отплаща
Отделните бактериални щамове гарантират, че мидата е подготвена за всички случаи. Тъй като всеки от тях изпълнява различни функции, помага при различни преобразувания на материали и има различни възможности. „Различните симбионти могат например да използват различни вещества и енергийни източници от околната вода и по този начин да хранят мидите“, обяснява Ансорж. Други са особено устойчиви на вируси или паразити.
„Подозираме, че голямото разнообразие от поднаематели прави мидата много гъвкава“, добавя Джилиан Петерсен, ръководител на лабораторията във Виенския университет, участвала в изследването. Когато средата му се промени - което често се случва в местообитания, динамични като черен пушач - мидата може да се адаптира бързо. Тогава на преден план излизат онези бактериални щамове, които са се разраснали особено добре при новите условия. Дори ако мидата иска да колонизира нови местообитания, тя е добре подготвена с тази мозайка от симбионти. Така че многото готвачи не развалят бульона за мидата, а могат да приготвят точно точния бульон за всеки случай.
„Такова разнообразие от симбионти не се вписва в съвременните теории за еволюцията, според които толкова подобни организми като тези симбиотични бактерии не могат да съществуват едновременно“, обяснява Никол Дюбилие, ръководител на проекта и директор в Института за морска микробиология „Макс Планк“ Това се дължи на особеност на дълбоководните симбиози: мидата не храни директно своите квартиранти, а само гарантира, че те живеят близо до източника на храна за чернокожите пушачи. След това симбионтите получават храната си от околната вода. „Това позволява на мидата да побере готвачи, които в момента не работят оптимално. Никога не се знае кога ще са полезни. "
От Lucky Strike до Lilliput
Lucky Strike, Lilliput, Clueless, Semenov, Wideawake - това са имената на хидротермалните полета, където Ансорж и нейните колеги са намерили досега гостоприемните дълбоководни миди. Тези полета са разпределени по целия Средноатлантически хребет, от Азорските острови до далечния южен Атлантик, на хиляди метри под повърхността на морето. Изследователите откриха един и същ модел на неочаквано голямо разнообразие на симбионтите с малки разлики в индивидуалните способности, които вероятно са съобразени със съответните местни условия.
"След това искаме да проучим дали това разнообразие съществува и в други дълбоководни симбиози, например в гъби или други миди", казва Ансорж. „Искаме също така да проучим дали нашите наблюдения са типични за симбиозите или също се срещат при тясно свързани и много широко разпространени свободно живеещи бактерии.“ Изследователите очакват, че представените тук резултати не са изключение и че такова разнообразие от бактериални симбионти е често срещано и в други сравними системи. Това би означавало, че трябва да преразгледаме настоящите ни еволюционни теории за симбиотичните взаимоотношения.
Оригинална публикация:
Ребека Ансорге, Стефано Романо, Лизбет Саяведра, Мигел Анхел Гонсалес Порас, Ан Купчок, Халина Е. Тегетмайер, Никол Дюбилие, Джилиан Петерсен: Функционалното разнообразие позволява на много симбионтни щамове да съжителстват в дълбоководни миди. Природа Микробиология.
Участващи институти:
Институт за морска микробиология Макс Планк, Бремен
DOME, Виенски университет
MARUM, Център за морски науки за околната среда, Университет в Бремен
Център за биотехнологии, Университет Билефелд
Зад хартията
Прочетете „Зад хартията“ на Ребека Ансорж:
Съсуществуващите щамове на вътреклетъчните симбионти се различават значително по своето генно съдържание. Може ли това да е предимство за техния домакин?