Vibrio fischeri — это бактерия, излучающая свет в биолюминесцентном органе кальмара. В свою очередь, биолюминесцентный кальмар предлагает вам защиту и питательные вещества. Это хороший пример сиомбиоза, который мы можем найти в животном мире.
Полезные микробы играют решающую роль в здоровье организмов, которые они заражают, в том числе людей.
Микроорганизмы способны заселять любую среду обитания., от самых глубоких морских вод до желудочно-кишечного тракта млекопитающих.
Во многих взаимодействиях, происходящих между организмом и бактерией устанавливается симбиоз, в котором оба вида получают пользу. Как в случае микробиоты или микробиома.
потом, симбиоз — очень распространенное явление в животном мире. Далее мы расскажем вам любопытный случай мутуалистической связи, существующей между бактерией Vibrio fischeri и биолюминесцентным гавайским кальмаром (Euprymna scolopes).
Вибрио фишери
V. fischeri — морская бактерия, принадлежащая к семейству Vibrionaceae, которая можно найти бесплатно или связать с гостем. Существуют различные биолюминесцентные штаммы, которые устанавливают мутуалистические отношения с кальмарами и некоторыми морскими рыбами.
Часто V. fischeri используется в качестве модельного организма для изучения роли метаболизма симбиотических бактерий.
Проверка кворума (QS)
Как вы уже знаете, бактерии — одноклеточные существа. Много лет назад считалось, что они выполняют только простые и индивидуализированные процессы. тем не мение, могут взаимодействовать коллективно, как если бы они были многоклеточным организмом. Таким образом, они координируют такие процессы, как биолюминесценция, образование биопленок, развитие и дифференцировка клеток или вирулентность.
Чувство кворума, или механизм, подобный кворуму, является примером коммуникации, которая происходит между бактериями.
Он основан на обнаружении сигнала окружающей среды или вещества и на реакции на указанную модификацию для достижения полной адаптации и выживания за счет изменений в экспрессии генов.
Таким образом, эта процедура позволяет синхронизировать поведение бактериальной популяции., но для этого должно быть большое количество бактерий.
Следовательно, производство света у V. fischeri контролируется механизмом QS, и для его осуществления, как мы уже упоминали, необходима высокая плотность бактериальной популяции.
Симбиоз между V. fischeri и E. scolopes
Как мы уже знаем, бактерии обладают способностью адаптироваться к самым разным условиям окружающей среды., потому что они воспринимают свое окружение и реагируют на него.
Для этого они распознают внеклеточные сигналы и активируют внутриклеточные пути, что приводит к активации механизмов регуляции экспрессии генов.
Начало симбиоза
Стадия колонизации — важный шаг в установлении симбиоза.
Когда из яиц вылупляются яйца, молодые особи E. scolopes не содержат этих бактерий внутри, но получают их из морской среды в течение нескольких часов. С этого момента они поддерживают симбиоз на протяжении всей жизни.
Световой орган (световой орган) не подвергается прямому контакту с морской водой., поэтому E. scolopes выводит воду и любые бактериальные клетки в этот орган.
Кроме того, у него есть физиология, которая позволяет проникать и постоянно колонизировать V. fischeri. В то же время он исключает все другие виды, обитающие в море.
Источник: Pinterest
При переходе от морской воды к светоизлучающему органу, эти бактерии должны проходить через различные микросреды внутри хозяина. С другой стороны, они должны преодолевать различные химические сигналы, что обеспечивает специфическую колонизацию этими бактериями.
Бактерии V. fischeri проходят через протоки органа света и мигрируют в сторону крипт., где установлена колонизация.
В этих криптах они должны достигать высокой плотности клеток и производить свет. Реснички, находящиеся в придатках тканей светового органа, помогают направлять бактерии на их поверхность.
В чем преимущества биолюминесцентного кальмара и V. fischeri?
V. fischeri — морские бактерии, которые колонизируют биолюминесцентный орган этих головоногих моллюсков. Оказавшись там, они устанавливают симбиотические отношения:
- ночью бактерии защищаются в нише, где они также получают необходимые питательные вещества;
- в это время, кальмар использует свет, излучаемый популяцией V. fischeri, чтобы оставаться незамеченным хищников, потому что в то время он имитирует свет луны, и именно тогда он использует преимущества для кормления.
Каждый день на рассвете кальмар изгоняет 95% популяции симбионтов в окружающую среду. Остальные, оставшиеся в световом органе, пользуются возможностью размножаться.
В это время, животное остается закопанным в песок до конца дня. Ночью появляется биолюминесцентный кальмар, и популяция бактерий уже достаточно выросла, чтобы производить свет.
Бактерии, чтобы понять жизнь
Изучение этого симбиотического взаимодействия использовалось в качестве модели для понимания взаимодействия хозяина и микроорганизма в последние десятилетия. Кроме того, это помогает понять, как работает симбиоз от ранних стадий колонизации до остальной жизни животного.
Наконец, интересно подчеркнуть, как бактерии, составляющие этот микроскопический мир, выполняют фундаментальную функцию в животном мире. Это правда, что они являются причиной множества инфекций и болезней, однако, не перестает нас удивлять, насколько они необходимы для жизни.
Обложка: Биолюминесцентный кальмар из Тоджамы (Япония) | Pinterest.
