Биологи нашли истинных хозяев амеб-фермеров

Группа микробиологов из Университета Вашингтона в Сент-Луисе объявила о существенном пересмотре и уточнении своего предыдущего исследования. Четыре года назад ученые обнаружили амеб-фермеров Dictyostelium discoideum, выращивающих для своего пропитания бактерий Klebsiella pneumoniae. Согласно новой работе, «истинными фермерами» являются не амебы, а бактерии, — но, другого, «несъедобного» для амеб рода Burkholderia. Они видоизменяют геном амеб и принуждают их «разводить» и перевозить колонии двух видов бактерий на себе в новые, благоприятные для размножения участки почвы. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

В 2011 году в журнале Nature эта же группа микробиологов сообщила, что около трети обитающих в почве в штатах Вирджиния и Миннесота амеб Dictyostelium discoideum являются примитивными «фермерами». Они постоянно носят на себе колонию съедобных бактерий, и, в случае если количество пищевых ресурсов в месте постоянного обитания падает, перевозят их на новую локацию. Там «высаживают» в почву, а когда бактерии достаточно размножатся – питаются их «урожаем». Это позволяет амебам выжить в тяжелые времена, а бактериям расширить ареал своего обитания.

Дальнейшие исследования показали, что у амеб-фермеров, в отличие от их менее «хозяйственных» сородичей наблюдаются изменения в геноме. А помимо съедобных бактерий все они переносят еще и несъедобную, ничем им не полезную бактерию рода Burkholderia.

Выяснилось, что если пересадить эту бактерию на амеб, не занимающихся фермерством, то спустя какое-то время они также начинают перевозить на себе и высаживать колонии Klebsiella pneumoniae, а заодно и Burkholderia. В то же время, если обработать амеб-фермеров антибиотиком, убивающим Burkholderia, то ни перестают заниматься транспортировкой и «выращиванием» бактерий.

Иными словами, Burkholderia одновременно является патогенным паразитическим микроорганизмом, изменяющим геном амеб, а с другой – ключевым партнером одноклеточных в симбиотическом, взаимнополезном сожительстве. Burkholderia заставляет амеб выращивать Klebsiella pneumoniae, что, в условиях истощения пищевых ресурсов позволяет амебам-фермерам выжить, одновременно это помогает всем бактериям переместиться в более благоприятные места обитания и заселить их, увеличив свою популяцию и освоив новые территории. Таким образом, перед нами пример сложной формы мутализма, в которой задействовано три разных агента – микроорганизма с различными целями и ролями.