Ученые выяснили, как природные системы ограничивают распространение бактерий-«обманщиков»
В первом полевом исследовании такого рода ученые из Royal Holloway, Лондонского университета и Оксфордского университета изучили конкурентную динамику патогенных и непатогенных штаммов бактерий.
Бактерии все чаще рассматриваются как организмы, живущие и взаимодействующие в группах и совместно использующие ресурсы, такие как факторы вирулентности, биопленки и белки для поглощения железа. Инвестиции в эти общие ресурсы можно рассматривать как кооперацию.
Однако, как и в человеческом обществе, такому сотрудничеству угрожают «обманщики», которые эксплуатируют труд других, но сами не вносят вклад. Ведущий исследователь доктор Бен Реймонд объясняет: «Эти взаимодействия особенно важны для патогенов и понимания болезней, поскольку многие бактериальные токсины секретируются вне клеток в общий пул и потенциально могут использоваться как патогенными, так и непатогенными штаммами».
До сих пор эти идеи изучались в основном в лаборатории, но исследование, опубликованное 6 июля в журнале Science, впервые было проведено в естественных условиях на бактерии Bacillus thuringiensis.
Ключевые выводы:
- И кооператоры, и обманщики преуспевают, когда их мало, но обманщики не могут полностью вытеснить кооператоров, поскольку производство токсина необходимо для доступа к богатым ресурсам внутри гусениц-хозяев.
- Кооператоры в поле имеют тенденцию жить в скоплениях с другими кооператорами, что ограничивает возможности обманщиков эксплуатировать производителей токсина.
Bacillus thuringiensis — важный биологический инсектицид. Исследование объясняет, почему массивные инвестиции в эти метаболически затратные токсины стабильны в природных условиях.
Непатогенные и патогенные штаммы многих опасных видов, включая холеру, E. coli и Streptococcus, сосуществуют в природе. Это новое исследование может помочь понять, как и почему.
Доктор Майкл Бонсолл отметил: «Следующая задача — более тщательно понять, как изменения в численности бактериальных популяций влияют на подобные эволюционные паттерны».