Бактерии сбиваются в «стада» для защиты от хищников — это влияет на климат
AI Изображение создано с помощью ИИ и носит иллюстративный характер
Исследователи из Лондонского университета королевы Марии обнаружили, что крошечные фотосинтезирующие бактерии сбиваются в защитные «стада» при нападении хищников. Эта стратегия выживания может влиять на то, как углерод хранится в мировых водах. Работа опубликована в The ISME Journal. Эту информацию сообщает сайт Phys.org.
Ученые изучали взаимодействие цианобактерии Synechocystis и бактерии Pseudomonas aeruginosa, обитающей в почве и пресной воде. Хищник использует молекулярное «оружие», чтобы проколоть и убить отдельные клетки цианобактерий, потребляя высвобождаемые питательные вещества. В ответ цианобактерии быстро собираются в плотные хлопья, окруженные защитным слоем внеклеточной слизи, что затрудняет доступ хищников к клеткам внутри.
«Было очень интересно увидеть, что этот проект привел к новому объяснению того, почему цианобактерии образуют хлопья. Мы увидели, что эти крошечные клетки быстро собираются в защитные комки в присутствии хищников, показывая, что это скоординированная стратегия выживания, а не пассивная реакция. Эта работа дает новый способ думать о том, как это может влиять на биологический углеродный насос в природе. Проще говоря, это похоже на то, как многие живые организмы остаются в группах для защиты: цианобактерии также собираются вместе, чтобы снизить риск быть атакованными», — сказала доктор Шайладжа Мохандасс, первый автор исследования.
Команда обнаружила, что хищники успешнее росли при атаке на мутантные цианобактерии, которые не могли образовывать защитные комки, что является убедительным доказательством того, что флокуляция — эффективная защита от бактериального хищничества. Исследователи также выяснили, что реакция запускается просто контактом с чужеродными бактериями, предполагая, что цианобактерии могут различать «свое» и «чужое» на микроскопическом уровне.
Когда цианобактерии образуют плотные хлопья, они с большей вероятностью тонут, унося углерод, поглощенный в процессе фотосинтеза, в более глубокие воды, где он может оставаться в хранилище долгое время. Этот процесс, известный как «биологический углеродный насос», играет решающую роль в регулировании углекислого газа в атмосфере.
Конрад Муллино из Лондонского университета королевы Марии сказал: «Было увлекательно смотреть в микроскоп и видеть сложные отношения хищник-жертва, разворачивающиеся в таком крошечном масштабе. Это напоминает мне львов и антилоп гну в Серенгети — вы видите, как P. aeruginosa ловит и лизирует те цианобактерии, которые были слишком медлительны, чтобы попасть в стадо».
Открытие также поднимает интригующую возможность: бактерии, которые ранее считались уменьшающими запас углерода, потребляя органическое вещество, при некоторых обстоятельствах могут на самом деле способствовать увеличению захоронения углерода, запуская образование хлопьев у фотосинтезирующих микробов.
«Очень интересно видеть, что бактериальное хищничество может быть ключевым фактором в контроле уровня углерода в окружающей среде, и это захватывающее новое направление для исследований», — добавила доктор Элис Коллинз из Имперского колледжа Лондона, которая внесла свой опыт в изучении Pseudomonas.
Цианобактерии изменили биосферу около 2,5 миллиарда лет назад, и сегодня они остаются многочисленными в озерах и океанах, производя более 20% мирового кислорода. Исследование показывает, что микроскопические бактерии работают вместе, чтобы защитить себя от хищников, и это поведение может иметь неожиданные последствия для того, как планета хранит углерод.
