Новые данные о магнитных бактериях в организмах животных

Способность мигрирующих животных к навигации и запоминанию маршрутов может быть связана не только с чувствительностью к магнитному полю Земли, но и с взаимодействием с магнитными бактериями, живущими внутри них.

Чтобы больше узнать об этих взаимоотношениях, доцент кафедры биологии UCF Роберт Фитак составил базу данных ДНК животных, содержащую сотни миллионов последовательностей, показывающих присутствие различных типов магнитных бактерий.

Эта база данных, опубликованная в 2024 году в Data in Brief, стала шагом вперед в его исследованиях. Она использует информацию из общедоступного архива Sequence Read Archive Национального центра биотехнологической информации (NCBI).

«Мы расширили поиск, изучив всемирную базу генетической информации, и смогли обобщить, где находятся эти бактерии, на основе триллионов генетических последовательностей», — говорит Фитак.

Цель базы — помочь исследователям сузить усилия по изучению экологических ролей магнитных бактерий и выявлению животных-хозяев.

Внутренний компас?

Исследователи используют уточненные данные, чтобы понять потенциальную роль бактерий в навигации животных.

«В конечном счете, если мы лучше поймем, как животные ориентируются, это поможет в сохранении исчезающих или охраняемых видов», — отмечает Фитак.

Ученые хотят выяснить, находятся ли магнитные бактерии в областях организма, связанных с восприятием, например, в частях нервной системы. Они могут служить «микробным компасом», дополняя способность птиц или морских черепах использовать магнитное поле Земли для дальних миграций.

«Пока нет убедительных доказательств, что эти животные используют магнитные бактерии для навигации», — подчеркивает Фитак. — «Но мы узнали, что можем использовать генетические маркеры — сигнатуры бактерий, производящих магниты, — и мы идентифицировали эти сигнатуры внутри различных животных, включая людей».

Эти бактерии, часто обитающие в бедных кислородом осадках, создают микроскопические намагниченные цепочки из железа для движения. Предполагается, что они попадают в организмы через поглощение или потребление.

«На сегодня наши результаты показывают, что эти магнитные бактерии, по-видимому, являются регулярным компонентом микробиома многих видов», — говорит Фитак.

Фокус на морских черепахах

Фитак и его команда сосредоточились на изучении образцов от зеленых и головастых морских черепах.

«Морские черепахи — своего рода модель навигации животных», — объясняет он. — «Мы тестируем наши гипотезы на них, поскольку они очень точно путешествуют в очень конкретные места».

UCF Marine Turtle Research Group помогла получить почти 150 образцов. Кандидат наук Джулианна Мартин собирает образцы слез с помощью мягких тампонов у самок, откладывающих яйца, и у молодых особей в лагуне Индиан-Ривер.

«Мы начали со слезных протоков, потому что они связаны с нервами, которые потенциально могут быть связаны с магнитным чувством животных», — говорит Мартин. — «Это биологически логично, и собрать слезы морских черепах легко».

«Это исследование очень захватывающее. Никто специально не искал эти бактерии у морских черепах», — добавляет она.

Фитак отмечает, что сама возможность того, что животные используют магнитные бактерии для навигации, кажется невероятной, и призывает других исследователей изучить собранные им данные.