Вчені: Бактерії об'єднуються для боротьби з іншими мікробами
7 вересня 2012, 02:18
Фото: Reuters
Бактерії об'єднуються для боротьби з іншими мікробами
Бактерії часто вступають в "військові союзи", об'єднуючи сильні сторони і компенсуючи вразливість для боротьби з іншими бацилами в змішаних популяціях мікроорганізмів у водах світового океану.
Про це заявляють біологи в статті, опублікованій в
журналі Science.
Вважається,
що бактерії в спільнотах з безлічі різнорідних мікробів безперервно взаємодіють
один з одним, обмінюючись хімічними повідомленнями і вступаючи у відносини
симбіозу і антагонізму.
Так,
у травні 2012 року біологи з'ясували, що бацили в таких комунах часто
налагоджують взаємовигідний обмін поживними речовинами і продуктами
життєдіяльності, а не конкурують один з одним.
Група
мікробіологів під керівництвом Мартіна Польца (Martin Polz) з Массачусетського
технологічного інституту в Кембриджі (США) вивчала життєдіяльність спільнот
мікробів з сімейства вібріонів (Vibrionaceae) в прибережних океанічних водах.
Як
пояснюють вчені, бактерії виробили три основні стратегії в боротьбі за обмежені
живильні ресурси. Перша
з них передбачає використання "хімічної зброї" - антибіотиків.
Антибіотики
дають змогу мікробам знищувати конкурентів, проте їх виробництво вимагає
безлічі поживних речовин. Тому
інші бактерії або виробляють стійкість до них, або намагаються перемогти в
конкурентній боротьбі, відмовляючись від "захисту" та
"зброї" на користь надшвидкого розмноження.
Польц
і його колеги перевірили, як ведуть себе мікроби з цих трьох груп в реальному
бактеріальному співтоваристві. Для
цього вчені зібрали проби води з Тихого океану, відфільтрували і виділили з них
185 штамів бактерій-вібріонів.
Біологи
розділили їх на три групи, в залежності від стійкості бацил до антибіотиків,
здатності швидко розмножуватися або виробляти "хімзброю".
В
ході експерименту дослідники додавали в живильне середовище кілька випадково
обраних різновидів вібріонів і стежили за розвитком відносин між ними. У
загальній складності, біологам довелося проаналізувати 35 тисяч взаємодій між
вібріонами.
Виявилося,
що бактерії в більшій частині випадків об'єднувалися в альянси для боротьби з
ворожими їм штамами вібріонів. У
більшості випадків мікроби утворювали коаліції з бактерій-виробників
антибіотиків і бацил, що не володіють такими здібностями. Іншими
словами, бактерії, які синтезують антибіотики, захищали своїх беззахисних
союзників від агресії з боку інших мікробів.
Зі
слів біологів, значна частина таких альянсів не була зумовлена родинними
зв'язками між штамами - геноми союзних бактерій в середньому збігалися лише на
70%.
Це
означає, що мікроби можуть вступати в союзницькі відносини не через родинні
зв'язки, а з інших причин, суть яких ще належить з'ясувати.
Тим
не менш, Польц і його колеги припускають, що такі союзи підвищують конкуренцію
всередині співтовариства бактерій і тим самим підтримують високу швидкість
природного добору. Це
допомагає представникам даних співтовариств пристосовуватися до несподіваних
змін у навколишньому середовищі.