Бактерии отправляют друг другу посылки

Оказывается, не только люди могут посылать друг другу ценные посылки — этим занимаются еще и цианобактерии. Ученые обнаружили, что данные микроорганизмы достаточно часто формируют маленькие пузырьки, внутри которых помещаются различные питательные вещества. Эти "посылки" после отправляются их соседям, которые не могут сами заниматься фотосинтезом.

Следует заметить, что о таких бактериальных "посылках" ученые узнали еще в 1967 году, когда изучали жизнь сине-зеленых водорослей, обитающих в качестве симбионтов в клетках самых разных животных. Тогда микробиологи заметили, что время от времени эти бактерии формируют пузырьки диаметром примерно 100 нанометров, потом выходящие из тела микроорганизма в клетку его хозяина. Внутри этих пузырьков были обнаружены различные питательные вещества, большую часть которых составляли углеводы.

Читайте также: Бактерии используют биологическое оружие

Исследователи решили, что выделение подобных пузырьков является своеобразной "платой" от симбионтов клеткам хозяина за то, что им позволено проживать в них. После чего об этих "посылках" благополучно забыли. Интерес к ним возродился совсем недавно, после того как биолог Стивен Биллер и его коллеги из Массачусетского технологического института (США) обнаружили, что цианобактерии двух самых распространенных в природе родов, Prochlorococcus и Synechoccocus, в большом количестве формируют и выделяют во внешнюю среду точно такие же пузырьки. Подобное наблюдалось как в лабораторной культуре бактерий, так и в образцах морской воды с сине-зелеными водорослями.

Зачем же сине-зеленым водорослям нужно отправлять неведомо куда и неизвестно кому ценные углеводы, полученные ими с большим трудом? Более того, таких пузырьков бактерии производят весьма и весьма много. По подсчетам ученых, колония Prochlorococcus формирует в день свыше миллиарда в миллиардной степени таких везикул. Занявшись исследованием таких посылок, ученые обнаружили, что структуры содержат не только питательные вещества, но еще и нуклеиновые кислоты. Их анализ показал, что синтезом визикул заняты все члены колонии, а не какие-то специализированные под эту функцию клетки. Также было установлено, что пузырьки довольно стабильны, могут жить две недели и более и содержат в совокупности достаточно питательных веществ, чтобы поддерживать длительное существование соседствующих с сине-зелеными водорослями микроорганизмов, которые сами не способны к фотосинтезу, то есть не могут, используя солнечную "печку", приготовить себе "обед" из углеводов.

Последнее обстоятельство побудило ученых проследить путь некоторых таких пузырьков, для чего содержащиеся в них вещества пометили радиоактивными метками. В результате исследователи выяснили, что такими "посылками" цианобактерии действительно регулярно подкармливают своих соседей, которые не могут фотосинтезировать. Но самое интересное заключалось в том, что каждая такая "посылка" (а пузырьки несколько отличались по концентрации и составу содержащихся в них питательных веществ) была адресована представителям конкретного вида бактерий.

Тем не менее, зачем сине-зеленые водоросли занимаются подобной "благотворительностью"? По мнению авторов работы, подобное следует рассматривать как благодарность цианобактерий за услугу, которую оказывают им получатели данных "посылок". Скорее всего, такой услугой является обезвреживание токсинов, попадающих в морскую воду, поскольку сами Prochlorococcus в процессе эволюции давно утратили это умение и теперь зависят в этом отношении от своих соседей. Таким образом, везикулы с питательными веществами являются не чем иным, как платой за детоксикацию окружающей среды. Ну, а упаковка углеводов в специальные пузырьки обеспечивает более эффективную их доставку до адресата, чем простой выброс этих питательных веществ во внешнее пространство.

По поводу содержания в пузырьках нуклеиновых кислот биологи пока что могут сказать следующее: не исключено, что таким образом обеспечивается горизонтальный перенос генов от одних видов микроорганизмов к другим (подобный перенос вообще очень распространен в мире бактерий). Таким образом поддерживается генетическое разнообразие бактерий, которое обеспечивает стабильность и устойчивость микробной экосистемы в целом. Кроме того, по мнению ученых, у этих пузырьков может быть еще одна необычная функция: они служат "ложными целями" для бактериофагов, то есть вирусов, которые атакуют бактерий.

Исследования, сделанные при помощи электронного микроскопа, показали, что на этих "посылках" достаточно часто обнаруживали капсулы только что прикрепившихся бактериофагов, некоторые из которых даже успели впустить внутрь свою нуклеиновую кислоту. Однако совершенно очевидно, что если вирус ввел свою ДНК в такую везикулу, а не в саму бактериальную клетку, то размножиться он не сможет, поскольку в везикулах отсутствуют необходимые для этого клеточные механизмы. Ну, а раз так, то чем больше бактериофагов, попавшись на данную "обманку", будет выведено из процесса размножения, тем меньшее давление будут оказывать вирусы на популяцию цианобактерий.

Читайте также: Бактерии "чатятся" друг с другом

Таким образом, формирование подобных "посылок" следует рассматривать как особую форму круговорота питательных веществ в экосистемах морских микроорганизмов, которая делает их более устойчивыми к различным внешним воздействиям. И хотя микробиологам пока что не все ясно насчет того, является ли этот процесс обычным или же такие "посылки" формируют только определенные виды сине-зеленых водорослей, совершенно очевидно, что раз данные бактериальные пузырьки весьма многочисленны, то их обязательно нужно учитывать при изучении жизни морских экосистем…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"

Не забывайте присоединяться к Pravda.Ru во ВКонтакте, Telegram, Одноклассниках, Google+, Facebook, Twitter. Установи "Правду.Ру" на главную страницу "Яндекса". Мы рады новым друзьям!

Комментарии
В Московском зоопарке появился безымянный бегемот-карлик
Коварные англичане и троянский брекзит
НАТО уже не сможет сделать Черное море своим анклавом — Виктор МУРАХОВСКИЙ
Зачем Россия продает долговые бумаги США — Александр БУЗГАЛИН
Китаю не надо толкать Россию к конфликту с США — Константин СИМОНОВ
Ющенко предложил вернуть Донбасс извращенным путем
За верность мужу женщину насиловали вчетвером
Сирия потребовала у ООН запретить коалицию с США
Москвичи засудят Навального за срыв Дня России
Китаю не надо толкать Россию к конфликту с США — Константин СИМОНОВ
Среднюю зарплату россиян посчитали в Росстате
"Монстр уже находится внутри Америки" — Елена ПОНОМАРЕВА
Естественная убыль россиян серьезно выросла
Ростислав ИЩЕНКО — о многомиллиардных хищениях в украинском минобороны
Сирия потребовала у ООН запретить коалицию с США
Началось? Российский банк отключили от SWIFT
Эдуард ЛИМОНОВ — о ДНР: "Не надо соблюдать приличия, выдуманные нам во вред"
Украина поглумилась над смертью Веры Глаголевой в "Миротворце"
Заявление Гелентнера: можно ли отрицать высадку американцев на Луну — Иван МОИСЕЕВ
Китай заявил, что защитит КНДР от США. Америка в ответ готовит Китаю торговую войну
Выяснено: почему Россия отдала Казахстану озеро на границе