Багато кулінарів не псують бульйон високою різноманітністю симбіонтів, готуючи господаря до будь-яких випадковостей
Глибоководні мідії, які харчуються за допомогою бактеріальних симбіонтів, містять дивовижну кількість піднаймачів: у зябрах мідії живе до 16 різних бактеріальних штамів, кожен зі своїми навичками та силами. Завдяки цій різноманітності симбіотичних бактерій-партнерів мідія готується до всіх випадків. Мідія складає всебічний безтурботний пакет, повідомляє німецько-австрійська дослідницька група, очолювана Ребеккою Ансорге та Ніколь Дюбліє з Інституту морської мікробіології Макса Планка в Бремені та Джиліан Петерсен з Віденського університету в журналі Nature Microbiology.
Гарячі джерела в глибокому морі - це захоплюючі та багаті місця проживання. Наприклад, у вогневому середовищі, наприклад, мідії процвітають, зберігаючи бактерії у своїх зябрах в якості піднаймачів. Ці бактерії, так звані хемосинтетичні симбіонти, перетворюють речовини з гарячих джерел, які тварини не можуть використовувати, у смачну їжу для господарів мідій. Мідія складає всебічний безтурботний пакет, повідомляє німецько-австрійська дослідницька група на чолі з Ребеккою Ансорге з Інституту морської мікробіології Макса Планка в Бремені в журналі Nature Microbiology.
Під час кількох дослідницьких поїздок Ансорге та її колеги збирали курців чорних пагорбів - високі димоходи, де з морського дна тече гаряча, багата мінералами вода - мідії батимодіолуса, далекі родичі їстівної мідії. Потім у лабораторії в Бремені та Відні вони детально проаналізували геноми бактеріальних мешканців цих мідій. Раніше вважалося, що в мідії живе лише один-два види симбіотів. Але батимодіолус, очевидно, набагато гостинніший. "Насправді в одній мідії ми можемо знайти до 16 різних штамів бактерій", - говорить Ансорж.
Різноманітність того варте
Окремі штами бактерій забезпечують підготовку мідій до всіх випадків. Оскільки кожен з них виконує різні функції, допомагає з різними перетвореннями матеріалів і має різні можливості. "Різні симбіонти можуть, наприклад, використовувати різні речовини та джерела енергії з навколишньої води і, таким чином, годувати мідії", - пояснює Ансорж. Інші особливо стійкі до вірусів або паразитів.
"Ми підозрюємо, що велика різноманітність її наймачів робить мідію дуже універсальною", - додає Джилліан Петерсен, керівник лабораторії Віденського університету, яка брала участь у дослідженні. Коли навколишнє середовище змінюється - що часто трапляється в такому динамічному середовищі існування, як чорний курець - мідія може швидко адаптуватися. Тоді на перший план виходять ті штами бактерій, які особливо добре виросли в нових умовах. Навіть якщо мідія хоче колонізувати нові місця проживання, вона добре підготовлена з цією мозаїкою симбіонтів. Тому багато кулінарів не псують бульйон для мідій, навпаки, він може приготувати саме той бульйон, який підходить для кожного випадку.
"Така різноманітність симбіонтів не відповідає сучасним теоріям еволюції, згідно з якими такі подібні організми, як ці симбіотичні бактерії, не можуть співіснувати", - пояснює Ніколь Дюбліє, керівник проекту та директор Інституту морської мікробіології ім. Макса Планка. Це пов’язано з особливістю глибоководних симбіозів: мідія не годує своїх мешканців безпосередньо, а лише гарантує, що вони живуть поруч із джерелом їжі для чорношкірих курців. Потім симбіонти отримують їжу з навколишньої води. «Це дозволяє мідії розмістити кухарів, які наразі не працюють оптимально. Ніколи не знаєш, коли вони стануть у нагоді ".
Від Lucky Strike до Lilliput
Lucky Strike, Lilliput, Clueless, Semenov, Wideawake - це назви гідротермальних полів, де Ансорге та її колеги дотепер знаходили гостинні глибоководні мідії. Ці поля розподілені по всьому Середньоатлантичному хребту, від Азорських островів до далеко в Південну Атлантику, на тисячі метрів під поверхнею моря. Дослідники виявили однакову модель несподівано великого різноманіття симбіонтів з незначними відмінностями в індивідуальних здібностях, які, мабуть, пристосовані до відповідних місцевих умов.
"Далі ми хочемо дослідити, чи існує ця різноманітність і в інших глибоководних симбіозах, наприклад у губках або інших мідіях", - говорить Ансорж. "Ми також хочемо вивчити, чи є наші спостереження типовими для симбіозів, або ж вони трапляються у тісно пов'язаних і дуже поширених вільноживучих бактерій". Дослідники очікують, що їх результати, представлені тут, не є винятком і що така різноманітність бактеріальних симбіонтів також поширений в інших порівнянних системах. Це означало б, що нам потрібно переглянути наші сучасні еволюційні теорії про симбіотичні стосунки.
Оригінальна публікація:
Ребекка Ансорге, Стефано Романо, Лізбет Саяведра, Мігель Анхель Гонсалес Поррас, Енн Купчок, Галина Е. Тегетмаєр, Ніколь Дюбіліє, Джилліан Петерсен: Функціональне різноманіття дозволяє співіснувати у глибоководних мідіях безліч штамів симбіонтів Природа Мікробіологія.
Інститути-учасники:
Інститут морської мікробіології Макса Планка, Бремен
DOME, Віденський університет
MARUM, Центр морських наук про довкілля, Бременський університет
Центр біотехнологій Білефельдського університету
За папером
Прочитайте "За папером" Ребекки Ансорж:
Супутні штами внутрішньоклітинних симбіонтів сильно відрізняються за вмістом генів. Чи може це бути перевагою для їх господаря?