Несмотря на то, что они остаются твердо приложенными к камням на морском дне, и другие поверхности для большинства их жизней, океанская остановка tubeworms проводит их первые годы как свободно плавающие личинки, ища место для запроса домой. Ключевым фактором в их решении запереться на где-нибудь является присутствие определенных бактерий. Теперь, исследователи обнаружили, что эти бактерии подготавливают микроскопическую желанную циновку, очевидно приглашающую личинки успокаиваться и расти — вызов драматической метаморфозы животного в ее взрослую, подобную трубе форму. Открытие могло бы привести к новым способам отговорить tubeworms поселяться на корпусах судна и других объектах humanmade, где они вызывают миллиарды долларов ущерба каждый год.
Ученые знали, что присутствие определенных бактерий помогает вызвать личинки tubeworm Гидроид elegans, чтобы быть свойственным поверхности и измениться. Но никто не мог объяснить, как микроорганизмы вызывают это драматическое преобразование, один из самых решающих шагов в жизненном цикле животного.
При изучении одного из тех триггеров бактерия Pseudoalteromonas luteoviolacea, Николас Шикума, микробиолог в Калифорнийском технологическом институте (Калифорнийский технологический институт) в Пасадене и его коллеги нашли, что это несет ряд генов для того, чтобы сделать тщательно продуманные структуры, напоминающие части фагов, вирусы, заражающие бактерии.Подобные структуры известны микробиологам; много бактерий используют их в качестве оружия, чтобы убить другие бактерии или вредить хозяевам животных. Все же никто не нашел примера, в котором они были благоприятны для животного.
Но когда Shikuma и его коллеги выбили гены и культивированный бактерии мутанта вместе с tubeworm личинками, они не вызывали метаморфозу. Бригада называет структуры связанными с метаморфозой сжимающимися структурами или MACs для краткости
Исследователи объединились с Калифорнийским технологическим институтом структурный биолог Грант Дженсен и его коллеги к изображению бактерии. Они нашли, что приблизительно 2% клеток в P. luteoviolacea колония производят MACs. Как только бактерия заполняется MACs, она раскрывает и выпускает сотни структур. Отходы MACs объединяются для формирования сети, в то время как их головы напоминают крошечные, пружинные иглы шприца, сообщает бригада онлайн сегодня в Науке.
Когда личинка касается сети, выпуска игл.Дайан Ньюман, микробиолог в Калифорнийском технологическом институте, в том, лаборатория которого Shikuma сделала исследование, говорит, что увольнение игл могло бы помочь сигнализировать личинкам, что поверхность является многообещающим местом для проживания, несмотря на то, что точный механизм еще не известен.
Не ясно, почему бактерии делают множества, говорит она. Возможно, что микроорганизмы так или иначе извлекают выгоду из присутствия tubeworm. Но это может просто быть случайное явление в бактериальных клетках, которые tubeworm адаптировал для использования в своих интересах. “Что действительно поразительно, то, что впервые, эти структуры делают что-то, что приносит пользу животному”, говорит она.Сомнительно, что бактерии развили сигнал привлечь tubeworms, говорит микробиолог Эдвард Руби из университета Висконсина, Мадисона.
Более вероятно это – просто внешний стимул, который признают личинки. “Это походит на солнце подъем”, говорит он. “Каждый раз, когда я вижу его, я знаю, что это – хорошая поверхность для приземления на”.Подобные взаимодействия, вероятно, определяют, где много морских беспозвоночных улаживают, говорят специалист по биологии моря и соавтор Майкл Хэдфилд из Морской Лаборатории Kewalo в Гавайском университете, Маноа. (Shikuma начал проект как аспирант в лаборатории Хэдфилда.) Тип коралла и вид морского ежа также улаживают в ответ на P. luteoviolacea, отмечает он. “Это вероятно тот же механизм”, он предсказывает. Гены, подобные тем для MACs, были также найдены у других морских бактерий.Работа “взломала двери на всей области”, говорит Руби.
Ученые признали, что бактерии были важны, он говорит, “но теперь это становится наукой, не только наблюдением”. Понимание MACs, вероятно, будет крайне важно для морских почвоохранных мероприятий — и чтобы препятствовать росту агрессивных разновидностей и поощрить подвергаемые опасности, говорит он.
Производство судов, конечно, приветствовало бы любой новый способ препятствовать tubeworm росту, несмотря на то, что Ньюман предостерегает, что такое практическое применение далеко. “Первый шаг идентифицирует, как [MACs] взаимодействуют с животным, прежде чем мы могли сделать что-либо для рационального блокирования его”.