К

Кооперация микроорганизмов

Кооперация микроорганизмов

Бактерии способны действовать сообща, производя свет, охотясь или выживая во враждебной среде с помощью электрической сети, установили ученые. И раньше было известно, что бактерии могут друг с другом общаться с помощью химических сигналов.

Данные сигналы, помимо прочего, позволяют им чувствовать, как много организмов их вида находятся поблизости, и инициировать коллективное действие, когда количество организмов достигает определенных показателей. Подобную стратегию ученые окрестили «чувством кворума».

БИОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ морские бактерии иногда используют «кворум», чтобы убедиться в том, что они производят люминесцентные химические соединения, только в том случае, когда их собирается достаточное количество, и понять, производят они достаточное количество света, находясь на поверхности носителей — рыб и кальмаров . А вот бактерии Myxococcus xanthus собираются в стайки, как волки, атакуя свою добычу и выпуская энзимы, разлагающие ее.

Ученые обратили внимание на два типа бактерий Geobacter. Их вырастили в среде, содержащей этанол и фторид натрия. Один вид G. metallireducens способен расщеплять этанол, однако в этой среде он не сумел избавиться от лишних электронов, появлялись в ходе процесса. А вот G. sulfurreducens, с другой стороны, мог избавить от электронов за счет фторида натрия, однако не расщеплял этанол.

В теории оба вида должны были бы умереть, однако они процветали. Секрет крылся в следующем: они создали сеть, которая соединяла их в единую электрон-ведущую схему, позволяющую им объединить свои способности.

Бактериальная кооперация на уровне популяций

Американские микробиологи расшифровали сложную систему взаимоотношений между 185 генетическими линиями (штаммами) морских бактерий Vibrio, которые делятся на 9 «экологических популяций», связанных генетической родством и похожими экологическими преимуществами. Оказалось, что 44% штаммов выделяют антибиотики, которые подавляют рост одного или нескольких других штаммов. В большинстве случаев антибиотики действуют только на представителей чужих популяций и безвредны для «своих», то есть межгрупповой антагонизм преобладает над внутригрупповым. Это позволяет говорить о своеобразной внутригрупповую кооперации, которая защищает бактериальные сообщества от экспансии иностранцев.

Анализ сети антагонистических взаимодействий показал, что межгрупповой антагонизм резко преобладает над внутригрупповым. В большинстве случаев бактерии защищены от антибиотиков, произведенных другими представителями той же популяции, но часто оказываются беззащитны перед «чужими» антибиотиками.

Результаты проведенных исследований показывают, что природные популяции вибрионов имеют внутреннюю структуру, основанную на кооперации. Это помогает микробным популяциям противостоять конкурентам. Кооперация заключается в том, что некоторые микробы (P) производят антибиотик, который защищает популяцию от вторжения чужаков. Другие микробы (R) устойчивы к этому антибиотику, но сами его не производят. Таким образом, выгоду от антибиотика получают все члены сообщества, но все несут бремя расходов на его производство. «Кооперация» выходит какая-то односторонняя: пока одни тратят свои ресурсы на производство общественно полезных продукта, другие живут на готовеньком. При желании, конечно, можно назвать такие отношения кооперативными, но скорее здесь напрашивается аналогия с альтруизмом и нахлибництвом (похожая ситуация описана в статье «Альтруизм у бактерий помогает им противостоять антибиотикам», «Элементы», 07.09.2010).

Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Проверьте также
Закрыть
Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть