ten Vibrio fischeri to bakteria emitująca światło w bioluminescencyjnym narządzie kałamarnicy. W zamian bioluminescencyjna kałamarnica zapewnia ochronę i składniki odżywcze. To dobry przykład syombiozy, którą możemy znaleźć w królestwie zwierząt.
Pożyteczne drobnoustroje odgrywają kluczową rolę w zdrowiu zakażonych przez nie organizmów, w tym ludzi.
Mikroorganizmy są w stanie skolonizować każde siedlisko, od najgłębszych wód morskich do przewodu pokarmowego ssaków.
W wielu interakcjach zachodzących między organizmem a bakterią powstaje symbioza, w której oba gatunki odnoszą korzyści. Tak jak w przypadku mikrobioty lub mikrobiomu.
Następnie, symbioza jest bardzo rozpowszechnionym zjawiskiem w świecie zwierząt. Następnie opowiem Ci ciekawy przypadek mutualistycznego związku, który istnieje między bakteriami Vibrio fischeri i hawajska kałamarnica bioluminescencyjna (Skolops Euprymna).
Vibrio fischeri
V. fischeri to bakteria morska, należąca do rodziny Vibrionaceae, że można go znaleźć za darmo lub powiązać z hostem. Istnieją różne szczepy bioluminescencyjne, które ustanawiają wzajemne relacje z kałamarnicami i niektórymi rybami morskimi.
Często, V. fischeri jest używany jako organizm modelowy do badania roli metabolizmu bakterii symbiotycznych.
Quorum sensing (QS)
Jak już wiesz, bakterie są istotami jednokomórkowymi. Przed laty sądzono, że realizują tylko proste i zindywidualizowane procesy. Niemniej jednak, są w stanie współdziałać zbiorowo, jakby były organizmem wielokomórkowym. W ten sposób koordynują takie procesy, jak bioluminescencja, tworzenie biofilmy, rozwój i różnicowanie komórek lub zjadliwość.
Quorum sensing, czyli mechanizm typu kworum, jest przykładem komunikacji zachodzącej między bakteriami.
Opiera się na wykryciu sygnału lub substancji środowiskowej i odpowiedzi na wspomnianą modyfikację, aby osiągnąć całkowitą adaptację i przeżycie poprzez zmiany w ekspresji genów.
Tak więc procedura ta pozwala zsynchronizować zachowanie populacji bakterii, ale do tego musi być duża liczba bakterii.
Dlatego produkcja światła w V. fischeri Jest on kontrolowany przez mechanizm QS i aby można było go przeprowadzić, jak już wspomnieliśmy, musi istnieć duże zagęszczenie populacji bakterii.
Symbioza między V. fischeri Tak E. skolopy
Jak już wiemy, bakterie mają zdolność przystosowania się do różnorodnych środowisk, dzięki temu, że postrzegają swoje otoczenie i na nie reagują.
W tym celu rozpoznają sygnały zewnątrzkomórkowe i aktywują szlaki wewnątrzkomórkowe, co prowadzi do aktywacji mechanizmów regulujących ekspresję genów.
Początek symbiozy
Etap kolonizacji jest krytycznym krokiem w tworzeniu symbiozy.
Kiedy wykluwają się jaja, pisklęta E. skolopy nie prezentują tych bakterii w środku, ale pozyskują je ze środowiska morskiego w ciągu kilku godzin. Od tego momentu utrzymują symbiozę przez całe życie.
Lekki organ (lekki organ) nie jest narażony na bezpośredni kontakt z wodą morską, więc E. skolopy odprowadza wodę i wszelkie komórki bakteryjne do tego narządu.
Ponadto posiada fizjologię umożliwiającą wjazd i trwałą kolonizację przez V. fischeri. Jednocześnie wyklucza wszystkie inne gatunki występujące w morzu.
Źródło: Pinterest
Podczas przejścia z wody morskiej do organu emitującego światło, Bakterie te muszą przechodzić przez różne mikrośrodowiska żywiciela. Z drugiej strony muszą pokonać różne sygnały chemiczne, co zapewnia specyficzną kolonizację przez te bakterie.
Bakterie V. fischeri przechodzą przez kanały narządu światła i migrują w kierunku krypt, gdzie ma miejsce kolonizacja.
W tych kryptach muszą osiągnąć wysoką gęstość komórek i wytwarzać światło. Rzęski, które są obecne w przydatkach tkanek narządu światła, pomagają skierować bakterie na ich powierzchnię.
Jakie są zalety kałamarnicy bioluminescencyjnej i V. fischeri?
V. fischeri To bakterie morskie kolonizują bioluminescencyjny narząd tych głowonogów. Tam nawiązują symbiotyczny związek:
- w nocy bakterie są chronione w niszy, gdzie również pozyskują potrzebne im składniki odżywcze;
- Tymczasem, kałamarnica wykorzystuje światło generowane przez populację V. fischeri pozostać niezauważonym drapieżników, ponieważ w tym momencie symuluje światło księżyca i wtedy wykorzystuje je do żerowania.
Każdego dnia o świcie kałamarnica wydala 95% populacji bakterii symbiontów do środowiska. Reszta, która pozostała w organie światła, korzysta z okazji do rozmnażania się.
Tymczasem, zwierzę pozostaje zakopane w piasku przez resztę dnia. W nocy pojawia się bioluminescencyjna kałamarnica, a populacja bakterii rozrosła się już na tyle, by wytwarzać światło.
Bakterie do zrozumienia życia
Badanie tej symbiotycznej interakcji zostało wykorzystane jako model do zrozumienia interakcji gospodarz-mikroorganizm w ostatnich dziesięcioleciach. Ponadto pomaga zrozumieć, jak działa symbioza od wczesnych etapów kolonizacji, aż do końca życia zwierzęcia.
Na koniec warto podkreślić, jak bakterie, które tworzą ten mikroskopijny świat, pełnią podstawową funkcję w królestwie zwierząt. To prawda, że są przyczyną wielu infekcji i chorób, jednak Nigdy nie przestaje nas zadziwiać, do jakiego stopnia są one niezbędne do życia.
Okładka: Bioluminescencyjna kałamarnica z Tojama (Japonia) | Pinterest.