Бактерии, передаваемые напрямую потомству, приносят больше пользы, чем полученные из окружающей среды

Новое исследование Оксфордского университета показывает, что бактерии, передаваемые напрямую детям, приносят больше пользы для здоровья, чем если они передаются через окружающую среду.

Многие виды насекомых и растений являются носителями полезных бактерий, которые выполняют различные функции. Некоторые обеспечивают питательными веществами, как те, что живут в тлях. Другие помогают своим животным-хозяевам защищаться от паразитов. Однако, хотя животные могут погибнуть без одних бактерий, они практически не заметят отсутствия других. Почему существует такое различие?

В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, ученые из Оксфордского университета (Департамент зоологии) проследили эволюционную историю 106 бактериальных симбиозов у различных видов животных, растений и грибов.

Результаты показали, что способ передачи бактерий является ключевым для интенсивности симбиотических отношений. Когда бактерии передаются вертикально (прямо от матери к потомству), они, как правило, гораздо полезнее для своих хозяев, чем если они передаются через окружающую среду (горизонтально).

Команда обнаружила, что при вертикальной передаче хозяева эволюционируют, чтобы зависеть от этих бактерий. Их удаление может оказать значительное негативное влияние на хозяина. Например, тли погибают, если у них забрать их бактерии. В отличие от этого, бактерии, передаваемые через окружающую среду, оказывают меньшее влияние. Растения, такие как горох и бобы, получают бактерии Rhizobia из почвы, которые могут извлекать азот из воздуха и преобразовывать его в форму, пригодную для растения. Rhizobia играют важную роль в севообороте, но растения не погибают без них.

Соавтор статьи, профессор Стюарт Вест из Оксфордского департамента зоологии, пояснил: «Если бактерия передается вертикально, она заинтересована в благополучии своего хозяина. Здоровый хозяин, который хорошо себя чувствует, произведет больше потомства и, таким образом, также передаст свои бактерии. Эти потомки затем продолжат тот же цикл со следующим поколением и так далее. Вертикально передаваемые симбионты многое получают от здорового, счастливого хозяина. В то время как те, что передаются горизонтально, через окружающую среду, меньше заинтересованы в приспособленности и благополучии своего хозяина, поскольку это не влияет на их собственный успех».

Это исследование представляет собой первый шаг к улучшению понимания симбиотических отношений и их пользы (или ее отсутствия) для видов растений и насекомых. Поскольку люди взаимодействуют с множеством бактерий, дальнейшие исследования в этой области могут быть использованы для развития медицинских знаний.