Морские микробы с химическим оружием могут защищать свои популяции от врагов

Согласно учёным MIT, у микробов существует сложная социальная структура, основанная на кооперации. Исследователи обнаружили, что некоторые океанические микробы используют химическое оружие — природные антибиотики, которые безвредны для близких родственников в их собственной популяции, но смертельны для чужаков.

Как это работает:

  • Антибиотики производятся несколькими особями в популяции.
  • Их ближайшие родственники несут гены, делающие их устойчивыми к этим антибиотикам.
  • Учёные полагают, что эти немногие производители действуют как защитники большинства, используя антибиотики для обороны от конкурентов или атак на соседние популяции.

Это открытие удивительно, потому что в строго конкурентной среде способность производить антибиотики — классический пример «эгоистичного» гена, который должен увеличивать приспособленность отдельной особи. Однако здесь конкуренция модулируется социальными взаимодействиями, где антибиотики, производимые немногими, выступают как общественное благо, полезное для группы.

Ключевые выводы исследования:

  1. Разделение труда: Дифференциация популяции на производителей антибиотиков и устойчивых к ним особей — одна из первых демонстраций разделения труда по социальной роли в микробных популяциях.
  2. Организованные «войны»: Конкуренция между бактериями в природе организована по линии популяций — групп близкородственных особей со схожей экологической деятельностью.
  3. Новый источник антибиотиков: Исследование выявляет неиспользованный источник антибиотиков, который может помочь в борьбе с патогенами человека, быстро развивающими устойчивость к существующим лекарствам (почти все из которых производятся почвенными бактериями).

Методология:

Учёные протестировали около 35 000 взаимодействий между парами из 185 штаммов бактерий семейства Vibrionaceae, взятых из океана. Они обнаружили, что:

  • 44% штаммов способны подавлять рост хотя бы одного другого штамма.
  • 86% штаммов подавляются хотя бы одним другим штаммом.

Генетическое родство определялось с помощью геномного анализа.