Некоторые бактерии могут жертвовать собой, чтобы спасти свои колонии
Удивительное исследование, кажется, предполагает, что во время войны некоторые бактерии могут быть принесены в жертву, чтобы спасти свои колонии.
Уже отмечалось, что некоторые бактерии способны к самоуничтожению, когда их колония подвергается нападению со стороны соперничающих видов. Однако до сих пор причина такого суицидального поведения до конца не изучена. Чтобы лучше понять это, исследователи Оксфордского университета (Англия) организовали настоящее поле боя между двумя разными армиями.
Отслеживание саморазрушительного поведения
В этом исследовании исследователи вывели штамм бактерий E. coli, который, как известно, способен к самоуничтожению в присутствии токсинов, высвобождаемых конкурирующим видом. Идея заключалась в том, чтобы проследить за этим суицидальным поведением в присутствии этих соперников в попытке изолировать их мотивы.
Для этого исследователи разработали способ окраски бактерий, проявляющих признаки неизбежного самоуничтожения, в зеленый цвет, а также способ окраски тех, кто на самом деле совершает самоубийство в розовый. Затем исследователи поместили эту "армию" бактерий в чашку Петри, а затем поставили перед ней батальон из немодифицированных представителей другого вида кишечной палочки.
Известно, что эти два вида находятся в противоречии друг с другом. Поставив их лицом друг к другу, исследователи, таким образом, хорошо понимали, какие военные действия следует ожидать. И это не прошло незамеченным.
Жертва как ответ
Наблюдая за битвой через микроскоп, исследователи стали свидетелями настоящей бойни. Члены немодифицированного вида действительно очень быстро начали выпускать свои токсины на линию фронта противника, что длилось всего несколько секунд.
Используя свои красители, исследователи затем обнаружили, что бактерии, находящиеся непосредственно за этой разрушенной линией фронта, которые только что стали свидетелями гибели своих собратьев, очень быстро переключились в режим самоуничтожения. В течение часа, объяснили они, бактерии накапливали свои собственные токсины, прежде чем массово умирать, высвобождая все токсины, которые они только что накопили у врага.
Таким образом, для исследователей эти бактерии, зная о том, что только что произошло перед ними, решили вместе пожертвовать собой, чтобы помочь остальной колонии. Более того, это была выигрышная стратегия, поскольку бактерии, находящиеся в отступлении, в основном выжили в битве.
Отдавать предпочтение коллективу
Эта "саморазрушительная контрнаступление", как ни удивительно, на самом деле кажется довольно логичной с эволюционной точки зрения.
"Бактерии очень часто живут в колониях идентичных особей", - объясняет Элиза Гранато, главный автор исследования, опубликованного в . Таким образом, даже принося себя в жертву, эти бактерии все равно способны сохранять собственные гены, потому что они дают своим "клонам", которые, следовательно, имеют те же самые гены, больше шансов на выживание.
Этот тип жертвоприношений наблюдался и у некоторых насекомых, которые также превращаются в супер-колонии. Например, когда термиты идут на войну, "старые солдаты", как правило, сражаются на линии фронта, потому что у них более низкий репродуктивный потенциал. Другими словами, их жертва будет менее затратной для колонии с точки зрения эволюции.
Например, такое поведение, которое также было зафиксировано у некоторых видов пчел или муравьев, "вероятно, эволюционировало независимо у бактерий и насекомых из-за их сходного образа жизни", - говорит исследователь. В этом вся прелесть эволюции: она может предложить одно и то же решение для совершенно разных организмов.