Бактерии помнят своих предков

Исследователи Швейцарской высшей технической школы под руководством профессора Gregory Velicer провели ряд экспериментов с бактериями, которые указывают на наличие у них памяти и способности отличать своих дальних родственников от чужаков из других колоний. Исследования генома бактерий не позволили обнаружить генетических мутаций, которые бы были причиной такого удивительного явления. Оказалось, что бактерии одного и того же вида могут как строить колонии исключительно из родственников и страдать своеобразной ксенофобией, так и полностью игнорировать своих родственников и легко присоединяться к другим сообществам микроорганизмов.

Подопытные микроорганизмы

Эксперименты швейцарские микробиологи проводили с бактериями вида Myxococcus xanthus, живущими в верхних слоях почвы. Они питаются органическими веществами, находящимися в почве, а также другими видами микроорганизмов посредством секреции специальных ферментов. Их колонии распознают бактерий другого вида. Наметив жертву, они окружают ее и осуществляют ее медленное, но неизбежное переваривание. При обилии корма Myxococcus xanthus формируют множество отдельных колоний, которые могут совместно охотиться на своих жертв, а при недостатке питательных веществ преобразуются в плодовые тела с образованием спор, чтобы пережить неблагоприятный период времени.

Память о предках зависит от условий окружающей среды

В ходе эксперимента бактерий Myxococcus xanthus, имеющих общих предков, выращивали в совершенно разных условиях. Далее их помещали вместе с колонией предков. Примерно в 70% случаев они предпочитали держаться подальше друг к другу и не выражали желания создавать совместные колонии. Остальные охотно шли на контакт и воссоединялись с предками.

В дальнейшем выяснилось, что такое избирательное отношение к предкам напрямую связано с условиями проживания бактерий. Колонии, которые попадали в особо неблагоприятные условия и тратили много сил на выживание, теряли всяческий интерес к своим родственникам. Попавшие в более комфортные условия бактерии сохраняли родственную память и буквально спешили воссоединиться со своими родственниками.

Ранее микробиологам и генетикам у бактерий этого вида удалось выявить ген traA, который якобы отвечал за распознавание родственных связей. Проведенные исследования не нашли в нем никаких мутаций, которые бы подтвердили эту гипотезу.

Важный социальный механизм

Способность отличать родственников от чужаков помогает микроорганизмам лучше использовать питательную среду и, следовательно, способствует более полной адаптации к изменениям в окружающей среде. Родственные предпочтения, судя по всему, являются сугубо социальным феноменом, который только впоследствии может быть закреплен и передаваться на генетическом уровне.