Эволюция вида зависит и от бактерий, которых он носит в себе

Животные живут в тесной связи с микроорганизмами, неся в себе полезные бактерии и одновременно борясь с патогенными инфекциями. В исследовании, опубликованном на этой неделе в PLoS Genetics, учёные из Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC, Португалия) обнаружили, что симбиотические бактерии играют прямую роль в эволюции своего хозяина, определяя способ его адаптации к патогенам.

Симбиотические бактерии могут влиять на развитие, физиологию, поведение хозяина, а также повышать его устойчивость к патогенам. Однако вопрос о том, насколько эволюция самих симбиотических бактерий влияет на адаптацию животных, оставался открытым. Элиу Сусе́на и Луиш Тейшейра объединили свои усилия, чтобы решить эту проблему.

Эксперимент включал воздействие вирусной инфекции на Wolbachia — симбиотическую бактерию плодовой мушки (Drosophila melanogaster). «Наша предыдущая работа показала, что Wolbachia может защищать мух от вирусов, и разные штаммы бактерий обеспечивают разный уровень защиты. Изучая мух с разными штаммами Wolbachia, мы могли исследовать, как эволюция происходит на уровне как бактерий, так и хозяина», — пояснили Витор Фариа и Нельсон Мартинш, первые соавторы работы.

Сравнивая популяции мух, эволюционировавших в присутствии вируса, с теми, что эволюционировали без него, исследователи обнаружили значительные изменения в бактериальном составе. В процессе эволюции в популяции мух, подвергавшихся воздействию вируса, отбирались и сохранялись штаммы Wolbachia, обеспечивавшие более высокую защиту, тогда как менее защищающие штаммы исчезали. Эти результаты показали, что отбор штаммов Wolbachia был связан с преимуществом, которое они давали хозяину: после заражения мухи с такими штаммами выживали лучше и размножались больше, чем мухи с менее защитными штаммами.

«Хозяин и симбиотические бактерии действуют как единое целое в ответ на патогенную инфекцию, и эволюция обоих геномов вносит вклад в адаптацию хозяина. Мы полагаем, что аналогичные результаты будут наблюдаться и с другими бактериями и животными», — говорит Элиу Сусе́на.

«Роль симбиотических бактерий в эволюции хозяина, возможно, придётся учитывать при изучении различных взаимодействий "хозяин–патоген"», — добавляет Луиш Тейшейра.