Биология

Во время эксперимента группа биологов из Франции случайно обнаружила, что два вида бактерий, один из которых в природе питается другим, меняются местами. Для срабатывания «переключателя» достаточно небольшого изменения температуры.

Взаимоотношения животных в природе, в том числе между хищником и жертвой, зачастую зависят от условий среды. Например, у некоторых хищных рыб температура воды влияет на время и продолжительность нападений на другие виды. У волков зимой успешность охоты определяет глубина снега. Звери, насытившись, становятся малоподвижны и быстро бежать по глубокому снегу не могут, чем и пользуются волки, у которых сильные мускулистые ноги. Однако случается и так, что хищник и жертва меняются местами. Один из примеров — огромный клоп белостома (Belostomatidae), нападающий на амфибий и рептилий.

От условий окружающей среды зависят взаимоотношения и на уровне микромира — у бактерий, у которых тоже есть жертвы и хищники. Речь идет об антагонизме микроорганизмов, при котором один штамм полностью подавляет или замедляет рост другого. В отличие от насекомых, в бактериальных сообществах роли хищников и добычи постоянны. По крайней мере, так считали до сих пор. Группа биологов под руководством Мари Вассе (Marie Vasse) из Французского национального центра научных исследований показала, что у бактерий эти роли могут меняться — их определяет температура, при которой популяция появилась на свет. Результаты работы опубликованы в журнале PLoS Biology.

Почвенные бактерии Myxococcus xanthus живут колониями, поедая другие бактерии и грибы. Клетки, образующие колонию, передвигаются в сторону потенциальной жертвы, окружают и начинают впитывать ее питательные вещества. Основная добыча этих бактерий — Pseudomonas fluorescens, которые обитают в почве и воде.

Изначально Мари Вассе и ее коллеги намеревались узнать, насколько хорошо M. xanthus охотится на другие виды (не только на P. fluorescens) в различных условиях. Во время эксперимента ученые среди прочего вырастили популяции P. fluorescens при двух температурах: при 32 градусах Цельсия и 22 градусах. Спустя два часа микроорганизмы, выращенные при температуре 32 градуса, «скормили» M. xanthus.

Как и ожидалось, M. xanthus практически полностью уничтожили колонию P. fluorescens. Но когда ученые отдали хищникам добычу, выведенную при 22 градусах, картина изменилась. Жертва превратилась в хищника. Теперь P. fluorescens истребили M. xanthus и другие два вида бактерий.

Авторы сделали вывод, что выведенные в более прохладных условиях P. fluorescens выделяют химическое соединение, которое может разлагать и уничтожать другие бактерии. Кроме того, команда ученых заметила, что P. fluorescens быстро росли после уничтожения M. xanthus. Следовательно, они, вероятно, потребляли питательные вещества из клеток «бывших хищников», а значит, охотились на них.

«В своей работе мы показали, что в бактериальных сообществах роль хищник-жертва непостоянна. Она может меняться в зависимости от условий среды, причем довольно легко и быстро», — пояснила Вассе.

Ученые продолжат эксперименты с парой M. xanthus— P. fluorescens. В частности, попытаются выяснить, будет ли происходить смена роли жертва — хищник еще при более низких температурах.

Вассе отметила, что экология бактерий, возможно, более изменчива, чем ученые думали ранее. Вероятно, большинство видов бактерий в той или иной степени занимаются хищничеством, то есть выработали в процессе эволюции к этому приспособленность.