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:
- Разделение труда: Дифференциация популяции на производителей антибиотиков и устойчивых к ним особей — одна из первых демонстраций разделения труда по социальной роли в микробных популяциях.
- Организованные «войны»: Конкуренция между бактериями в природе организована по линии популяций — групп близкородственных особей со схожей экологической деятельностью.
- 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.
