Водоросли и морские слизни используют токсичные бактерии для защиты от хищников

Обитатели коралловых рифов — растения, животные и даже микробы — выработали множество стратегий защиты от хищников. Мягкотелые или неподвижные организмы, такие как губки, водоросли и асцидии, часто используют для этого ядовитые химические вещества.

Некоторые животные, не способные производить собственные химические средства защиты, поедают токсичные организмы и «крадут» их защиту, выработав к ней устойчивость. Так поступает морской слизень Elysia rufescens, обитающий на рифах вокруг Гавайев и питающийся токсичными водорослями Bryopsis.

Происхождение химической защиты

Исследователи из Принстонского университета и Университета Мэриленда обнаружили, что группа хорошо изученных токсичных защитных химических веществ — кахалалиды — на самом деле производится бактерией, живущей внутри клеток определенного вида водорослей.

Открытие бактерий, продуцирующих кахалалиды (относящихся к классу Flavobacteria), решило давнюю научную загадку.

Bryopsis предоставляет бактериям безопасную среду и химические «строительные блоки» для жизни и производства кахалалидов. В ответ бактерия производит токсины для водорослей, защищающие их от голодных рыб.

Кахалалиды, первоначально открытые в начале 1990-х годов, также защищают морского слизня Elysia rufescens, который потребляет эти водоросли. Слизни накапливают токсины из водорослей, что защищает их от хищников.

Симбиоз между бактерией и морской водорослью для производства химической защиты — явление примечательное. Существует много примеров бактерий, живущих внутри клеток беспозвоночных животных (например, губок) и производящих токсичные химические вещества, но партнерство с бактерией, живущей в клетках морской водоросли, необычно.

Медицинский потенциал токсинов

Химические вещества, которые морские организмы используют для взаимодействия со средой, включая токсины для защиты от хищников, часто демонстрируют перспективные медицинские применения. Самый токсичный кахалалид, kahalalide F, был предметом клинических испытаний для лечения рака и псориаза.

История кахалалидов напоминает, что, хотя бактерии, ассоциированные с водорослями, могут быть невидимы для человеческого глаза и хищных рыб, микробы и их химические вещества играют важную роль в формировании структуры и разнообразия коралловых рифов, позволяя организмам процветать перед лицом хищничества.