Ученые научились "обучать" бактерии фермерству

Совершенно невзрачные и даже несколько неприятные на вид слизевики – организмы совершенно удивительные. Ученые научились использовать их для моделирования дорожных сетей, а бактерии - "обучать" фермерству.

Слизевик Dictyostelium discoideum обычно представляет собой одноклеточного хищника, охотящегося на бактерий. Однако при недостатке пищи отдельные организмы сливаются в единую псевдомногоклеточную структуру, которая ползет в поисках подходящего для споруляции места. Найдя его, слизевик вытягивает к небу тоненькую ножку со сферой, заполненной спорами – и, взорвавшись, та рассыпает по окрестностям множество новых амеб.

Еще в 2011 году было показано, что иногда при этом слизевик захватывает и некоторые из бактерий, заключая их внутрь спор. И это не просто случайность или банальный запас пищи: в идеале, если спора попадет на подходящее место, бактерии быстро размножатся и обеспечат слизевику необходимую кормовую базу. Совершенно как фермеры-колонисты, мигрируя, скажем, в Северную Америку, везли с собой запасы семян привычных в Европе злаков.

Однако это сравнение верно с точностью до наоборот. Оно подразумевает, что слизевики активно контролируют процесс запасания "бактериальных саженцев". Но недавно биологи из Вашингтона показали, что все обстоит ровно противоположным образом: это бактерии заставляют слизевика "прихватывать" их с собой и переносить на новое, более изобильное место.

Изучив набор бактерий, которые попадают внутрь спор, авторы показали, что их можно разделить на две группы. В первую войдут те виды, которыми слизевики действительно питаются, такие как клебсиеллы. А во вторую - "нахлебники", оказавшиеся в пути более или менее случайно. Набор таких бактерий у разных слизевиков оказался разный, и лишь один род, Burkholderia, встречался у всех.

Интересно, что эти бактерии известны своей способностью вступать в симбиотические отношения с высшими организмами. Некоторые из них селятся в насекомых, давая им устойчивость от инсектицидов, другие – в кишечнике млекопитающих, где синтезируют для них антибиотики, третьи "специализируются" на растениях... А как быть со слизевиками?

Оказалось, что именно Burkholderia запускают у них "фермерское поведение". Как раз присутствие этих бактерий заставляет слизевиков не съедать все бактерии подряд, а заполнять некоторыми из них свои споры, как запасом "на разведение". Удаление их из питательной среды останавливает это странное поведение простейших. И хотя полезно оно бывает не всегда, в некоторых случаях лишь "фермерство" спасает популяцию.