Як кальмар і світиться бактерія дружать між собою
Сяючі бактерії допомагають кальмару ховатися від хижаків, натомість на «стіл і дах», які надає їм молюск. Імунна система кальмара не атакує маленьких симбіонтів, а добові цикли обох організмів узгоджені один з одним на молекулярно-генетичному рівні.
Світиться кальмар Euprymna scolopes (фото kelton.spillar). |
При розмові про бактеріях-симбіонти зазвичай згадують кишкову мікрофлору - мікроорганізми, які живуть в шлунково-кишковому тракті, допомагають тваринам і людині перетравлювати їжу і навіть деколи постачають хазяїна деякими вітамінами, які він недоотримує з їжею. Але серед випадків симбіозу бактерій і тварин є найдивовижніші - коли мікроорганізми служать тварині для створення власної біолюмінесценції.
Відео: Моя маленька поні - Арія каденс (Пісня) (Субтитри) HD MLP: Pony - Hero
Дослідники з Університету Коннектикуту (США) вивчали механізм біолюмінесценції кальмара Euprymna scolopes з роду Sepiolida. Ці крихітні головоногі (близько 5 см в довжину) мешкають в центральній частині Тихого океану поблизу коралових ріфов- день вони проводять, зарившись в пісок, а вночі виходять шукати собі прожиток. Відразу після народження кальмари зайняті пошуком бактерії Vibrio fisheri, яка теж веде «свободноплавающий» образ життя-великі скупчення цих бактерій можна помітити за світінням, яке вони випускають. Виявивши Vibrio fisheri, кальмар ховає їх в особливі резервуари всередині свого тіла - світлові органи. Бактерії підсвічують молюска, що захищає його, за словами вчених, від нападів хижаків. Світиться кальмар зливається з місячним світлом і робиться непомітним для риб, тюленів і дельфінів. В обмін на маскування молюск надає мікроорганізмам поживні речовини і умови для росту і розмноження.
Але під ранок кальмар позбавляється від 95% популяції світяться Vibrio fisheri. За словами Спенсера Нюхольма, чия лабораторія вивчає особливості взаємин кальмара і бактерій, це може відбуватися з двох причин. Перша: велика кількість бактерій токсично для тварини. Друга: «скидання» Vibrio fisheri є своєрідною турботою про потомство, оскільки таким чином кальмар як би підтримує свободноживущими популяцію бактерій, з якої потім будуть черпати своїх симбіонтів маленькі головоногі. Як би там не було, швидкість розмноження Vibrio fisheri досить велика, щоб до ночі запас бактерій в світлових органах у кальмара відновився.
Кальмар і його бактерії, втім, можуть стосуватися нас в набагато більшому ступені, ніж це здається на перший погляд. Дослідникам вдалося встановити, що у Vibrio fisheri і його головоногого господаря добові ритми узгоджені між собою, що відбивається на активності генів обох організмів і їх метаболізмі. З іншого боку, на всіляку увагу заслуговує імунна система кальмара, яка заздалегідь знає, яку бактерію пускати всередину, а яку - ні. Можливо, у самій бактерії є якісь інструменти, що дозволяють обходити імунні перешкоди господаря. При цьому варто пам`ятати, що одним з найближчих родичів світиться Vibrio fisheri є Vibrio cholera, збудник холери. Будучи в курсі подробиць взаємин кальмара і його світиться вихованця, можна буде дізнатися, що змушує холерну бактерію шкодити нам і як їй вдається справлятися з людським імунітетом. А тонкощі узгодження добового ритму мікроорганізму і господаря дозволять більше зрозуміти в біохімії і фізіології людської кишкової мікрофлори.
