Сяючі бактерії налаштовують кальмарам біологічний годинник
Відео: Симбіоз. Популярна наука з Анною Урманцева
Гавайський кальмар Euprymna scolopes (або, якщо завгодно, каракатіца- Euprymna scolopes займають місце між цими двома загонами головоногих) вміє світитися в темряві завдяки симбіотичних бактерій. Вважається, що бактеріальне освітлення допомагає молюска маскуватися від хижаків. Через підсвічування тварина зливається з фоном, якщо дивитися з темної глибини вгору, в світліші води, в яких кальмар і полює. Однак роль світяться симбіонтів цим не обмежується: як з`ясували вчені з Університету штату Вісконсін в Медісоні (США), що світяться бактерії не тільки допомагають кальмарам сховатися від хижака: вони в буквальному сенсі налаштовують молюска його біологічний годинник.
Відео: Біологія 27. Восьминіг. Білий перець - Академія цікавих наук
Кальмари (або каракатиці) E. scolopes звіряють свій біологічний годинник з бактеріальними. (Фото Jeff Milisen.)
У всіх тварин є спеціальні гени для звірки внутрішнього добового ритму з зовнішніми умовами. Ці гени кодують спеціальні білки, які «розуміють» візуальні дані про те, день чи ніч зараз зовні, і відповідно до цього налаштовують молекулярні пружини внутрішнього годинника. У E. scolopes таких генів два, вони кодують білки кріптохроми (CRY). Один з кріптохроми працює в голові, ближче до мозку і органів чуття (що не дивно: зазвичай у тварин регуляторні білки циркадного ритму синтезуються ближче до центральної нервової системи). Однак інший білок, як з`ясували Маргарет Макфолл-Нгай і її колеги, найактивніше синтезується в світних органах кальмара, де живуть біолюмінесцентного бактерії. Причому активність другого гена, названого escry1, відповідала не буде змінена денному освітленні, а циклу біолюмінесценції (світитися кальмар починає з настанням ночі, коли виходить на полювання).
Експерименти показали, що бактерії важливі для циклічних змін активності гена escry1: без них активність гена не змінювалася. Причому справа була саме в бактеріях, а не в світі, тому що безбактеріальная імітація світіння ніяк на ген не впливала. Однак, якщо в Кальмарі оселялися дефектні бактерії, здатні до світіння, то і добовий ритм у гена відмовляв. Якщо ж до цих «неправильним» бактеріям додавали штучну люмінесценцію, то ритмічна активність поверталася до гену.
Дослідники припустили, що вся справа в якихось поверхневих молекулах. І гіпотеза частково підтвердилася: якщо в воду до молюскам додавали поверхневих бактеріальних маркери і постачали кальмарів штучної люмінесценцією, то ритмічна активність у гена escry1 до якійсь мірі відновлювалася. Можливо, як вважають зоологи, якщо бактерії знаходяться прямо всередині світних організмів, це дає їм більш безпосередній контакт з кальмаром і дозволяє чіткіше налаштовувати біологічний годинник господаря.
Вчені вже звертали увагу на те, що добові ритми E. scolopes і їх бактерій синхронізовані. Але ніхто не думав, що у бактерій тут може бути така велика роль, що вони здатні вказувати таким важливим хазяйським генам, коли їм проявляти активність, а коли - відпочивати. За словами авторів роботи, можливо, це не унікальний випадок, а загальна в живій природі практика. Скажімо, наша кишкова мікрофлора і так впливає на все що можна, від імунітету до вагітності, так чому б їй не впливати ще й на наш біологічний годинник?
