Новый вид симбиоза: уникальное взаимодействие саламандры и зелёных водорослей
3 мая 2017 года. Международная
Рубрика: Флора и фауна
Вернуться в новостную ленту
Новый вид симбиоза: уникальное взаимодействие саламандры и зелёных водорослей
На днях учёные обнаружили странные межвидовые отношения в дикой природе: саламандры и водоросли добровольно делят друг с другом... клеточное пространство. Учёные ещё не совсем уверены в том, что именно заставило два настолько разных организма пойти на подобное взаимодействие, но это открытие, судя по всему, представляет собой совершенно новую, уникальную форму симбиотических отношений.Внутриклеточные механизмы взаимодействия между видами в природе встречаются достаточно часто, но до этого учёные наблюдали их только у низших существ — кораллов, моллюсков, насекомых. Новое исследование, опубликованное в научном журнале eLife, описывает первый известный пример фотосимбиоза с участием клеток взрослого позвоночного животного. Как показала совместная работа исследовательской группы из Американского музея естественной истории и Геттисбергского колледжа, зелёные водоросли Oophila amblystomatis выбрали своим домом клетки, расположенные по всему телу пятнистой саламандры Ambystoma maculatum. Саламандра, судя по всему, не подвергается негативному воздействию от такого соседства. С другой стороны, зелёные водоросли, являющиеся фотосинтетиками, вынуждены полагаться на альтернативные способы производства энергии.
Для учёных это открытие стало настолько необычным, что они до сих пор не могут сказать, кто был инициатором симбиоза и какую пользу от него получает то или иное существо. В качестве примера взаимовыгодных отношений в природе можно привести одноклеточных динофлаггелятов, которые скапливаются в кораллах или гигантских моллюсках, используя энергию фотосинтеза для обеспечения жизнедеятельности своих хозяев. В человеческом теле примером симбиоза выступают кишечные бактерии, которые помогают нам переваривать пищу.
Как показывает исследование, зеленые водоросли, прошедшие стадию зародыша, размножаются и вторгаются в ткани и клетки развивающихся эмбрионов саламандры. Кроме первоначального симбиотического взаимоотношения между яйцами и водорослями неясно, продолжается ли симбиоз по мере роста саламандры, или же он переходит в остаточную форму, сродни паразитарной инфекции. Чтобы исследовать феномен, Джон Бернс из отдела Зоологии беспозвоночных AMNH попытался изучить сам механизм взаимодействия клеток двух существ. Используя методику под названием RNA-Seq, исследователи секвенировали РНК (одноцепочечную копию ДНК, которая помогает клеткам производить белки) обоих организмов, а затем проанализировали их на предмет изменений, чтобы отследить динамику метаморфозы ДНК.
Как показал анализ, клетки саламандры, содержащие зелёные водоросли, относились к ним как к инородному агенту, но при этом организма саламандры не проявлял никаких признаков отторжения или агрессии по отношению к чужеродным тканям. По словам Бернса, существуют лишь намёки на то, что организм животного осведомлён о том, что внутри него находятся водоросли: некоторые гены, связанные с сильным замедлением иммунного ответа, оказались сильнее выражены у саламандр-симбионтов.
Зелёные водоросли, напротив, претерпевают радикальные изменения. В отличие от симбиоза с кораллами, в данном случае вместо нормального фотосинтеза и производства кислорода они занимаются ферментацией. Это указывает на сравнительно низкую кислотность среды. Джон полагает, что ферментацию могло спровоцировать отсутствие серы, которая, к примеру, помогает зелёным водорослям производить водород в современной индустрии биотоплива. Так почему же зелёные водоросли помещают себя в такие стрессовые условия?
По мнению учёных, посредством таких взаимоотношений саламандра защищает себя от воздействия патогенов. Животное позволяет водорослям поселиться в своём теле, и иммунный ответ, спровоцированный в результате, защищает земноводное от агрессивной среды пруда. Впрочем, эта теория «защитного симбиоза» ещё не была подтверждена. Другая теория заключается в том, что, несмотря на ферментацию, зелёные водоросли все же питают клетки саламандры, пусть и не так активно, как если бы они занимались фотосинтезом. Да и сам фотосинтез может быть редуцирован лишь отчасти: саламандры подолгу греются на солнце, так что частичное использование солнечной энергии водорослями может быть возможно с помощью определённых модификаций фотосинтетических путей.
Как бы то ни было, это открытие меняет представление учёных о фотосимбиозе. Подобные примеры, по словам учёных, могут существовать в дикой природе и их ещё предстоит открыть, но пока что команда занимается тем, что изучает механизм укоренения водорослей в теле животного и общие принципы их взаимодейcтвия.
Перейти к источнику цитирования
Вернуться в новостную ленту
Infectious Diseases and Pathology of Reptiles: Color Atlas and Text Far from the line drawings and black-and-white photos of the past, Infectious Diseases and Pathology of Reptiles features high-quality, color photos ...
Adapting to Climate Change in Eastern Europe and Cental Asia Many Eastern European and Former Soviet Union countries have been facing warmer temperatures and a changing hydrology, with more droughts, floods, ...