Цвет крови: Пигмент помогает установить симбиоз у кальмара
Маленький, но харизматичный гавайский кальмар-бобтейл известен своим светящимся органом, обманывающим хищников. Чтобы выжить, этот ночной головоногий моллюск зависит от симбиотических отношений со светящейся бактерией Vibrio fischeri, которая дает ему способность имитировать лунный свет на поверхности океана и, подобно маскировочному устройству клингонов, обманывать барракуд и других рыб.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the Royal Society B, группа микробиологов из Университета Висконсин-Мэдисон под руководством Маргарет Макфол-Нгай и Эдварда Руби обнаружила, что дыхательный пигмент гемоцианин играет двойную роль в помощи кальмару привлекать и поддерживать жизненно важные бактерии.
Двойная роль гемоцианина
Антимикробная активность. На ранних этапах установления симбиоза гемоцианин проявляет антимикробную активность. Ученые считают, что это часть механизма, обеспечивающего специфичность заселения: кальмар использует антимикробные свойства гемоцианина, чтобы отсеять конкурирующие бактерии, и только светящиеся Vibrio fischeri могут колонизировать крипты светового органа.
"Люди склонны полагать, что любое антимикробное средство предназначено для уничтожения всего. Здесь же мы знаем, что некоторые бактерии "приглашены на свидание"", — отмечает Эдвард Руби.
Транспорт кислорода. Вторая роль гемоцианина более традиционна и связана с переносом кислорода. Симбиотическим Vibrio fischeri требуется много кислорода для химической реакции, вызывающей свечение. Кальмар, по-видимому, способен направлять своих симбионтов для модуляции кислотности крипт, создавая богатые кислородом ниши ночью и подавляя приток кислорода днем, когда свечение не нужно.
"Ночью кальмар создает более кислую среду, где кислород легче высвобождается", — говорит Руби. "Кислород действительно ключевой. На производство света уходит много энергии", — добавляет Макфол-Нгай.
Значение открытия
Новые данные помогают раскрыть некоторые скрытые правила симбиоза — процессы, которые, вероятно, происходят и у высших животных, включая человека, также зависящего от микробов.
"В симбиозе существует динамическое взаимодействие. В микробиоте человека происходит экологическая сукцессия. В нашей модели мы ищем общие закономерности", — говорит Маргарет Макфол-Нгай.
Исследование было проведено под руководством постдокторанта UW-Madison Наташи Кремер, ведущего автора отчета.