Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ученые на примере океанических бактерий установили, что свободноживущие микроорганизмы сбиваются в популяции, которые ведут друг против друга "войны" при помощи антибиотиков. Результаты исследований опубликованы в журнале Science, их краткое описание приводится там же в редакционной статье.
В качестве модельных организмов выступали океанические бактерии рода Vibrio. Внутри этого рода существуют несколько видов, которые, в свою очередь, делятся на множество штаммов с идентичным геномом. Исследователям удалось выделить и определить последовательность ДНК 185 таких штаммов из различных микропопуляций бактерий: тех, что живут в толще воды, на поверхности частиц или на морском планктоне.
Авторы проанализировали взаимоотношения между различными штаммами: раствор с бактериями одного генотипа наносили на чашки с колониями родственных бактерий и наблюдали, как один штамм подавляет рост другого.
Известно, что более генетически далекие микроорганизмы обычно подавляют рост друг друга. Исследование, однако, показало, что среди всего разнообразия изученных штаммов существует резкий генетический порог, который определяет, будут ли взаимоотношения между бактериями враждебными или дружественными.
Бактериальное сообщество Vibrio оказалось поделено на микропопуляции, которые "воюют" друг с другом при помощи антибиотиков. Вопреки ожиданиям исследователей, эти микропопуляции состояли не только из генетически идентичных потомков одной клетки, но также и из их близких родственников. Причем, сами эти родственники иногда и не производили антибиотик, защищающий популяцию от конкурентов.
Антибиотики играют важнейшую роль в экологии микроорганизмов, которую, однако, весьма сложно изучать. Известно, что между производящими, устойчивыми и чувствительными к определенному антибиотику бактериями возникают попарные отношения доминирования (напоминающие игру камень-ножницы-бумага). В лабораторных условиях такое доминирование приводит к упрощению популяции. В природе доминирование никогда не бывает абсолютным, поскольку реальное сообщество бактерий поделено на микропопуляции. Небольшое различие условий жизни в каждой микропопуляции гарантирует разнообразие всего сообщества.