Бактерии, вероятно, формировали симбиозы с протистами на ранних этапах эволюции

Исследователи из Института морской микробиологии им. Макса Планка и Университета Калгари обнаружили необычное партнерство между хищными протистами и бактериями, которое может пролить свет на раннюю эволюцию симбиозов.

Бревиаты и Arcobacter — неожиданные партнеры

Ученые вырастили из проб ваттового моря (Германия) ранее неизвестный вид хищных протистов — одноклеточных эукариот, названный Lenisia limosa, и бактерию рода Arcobacter. Несмотря на то что бревиаты охотятся на бактерий, Arcobacter поселился на поверхности протиста, не причиняя ему вреда.

Взаимовыгодный метаболический обмен

Исследование метаболизма показало, что это взаимовыгодный симбиоз:

• Бревиаты используют ферментацию, в процессе которой выделяют водород (H₂).
• Бактерия Arcobacter использует этот водород для дыхания нитратами.
• Удаление водорода "разгоняет" метаболизм бревиатов, позволяя им получать больше энергии. В присутствии бактерий бревиаты росли примерно вдвое лучше.
• Симбиоз не является обязательным — оба организма могут жить по отдельности.

Ключ к симбиозу — "факторы вирулентности"

Ученые обнаружили, что для прикрепления к протисту бактерия использует те же специфические белки — факторы вирулентности, — которые обычно помогают патогенным бактериям колонизировать хозяина. Это указывает, что данные белки важны не только для болезней, но и для установления полезных взаимосвязей.

Эволюционное значение

"Возможно, бактерии развили свою способность формировать симбиозы очень рано в эволюции, именно вместе с протистами", — предполагает Марк Строус. С такими партнерами они научились распознавать ткани хозяина и жить на них, что позже позволило колонизировать животных.

Исследователи планируют искать другие подобные симбиозы, чтобы проверить эту гипотезу. Протисты могут стать своего рода "машинами времени" для изучения истоков современных симбиотических отношений.