Augsnes sēnes kalpo kā baktēriju šosejas un iepazīšanās pakalpojumi - The-Zinātnes - 2020

Saturs:

Anonim

Sēnes dod baktēriju evolūciju biksēs

Baktērijām nav viegli nokļūt netīrumos. Tie, kas var pārvietoties, paļaujas uz ūdeni, kurā peldēties, bet augsne ir pilna ar gaisa kabatām un sausām daļiņām (bez šaubām, laukakmeņiem, baktērijām), kas bloķē progresu.

Tomēr jauni pētījumi liecina, ka sēņu pavedieni var darboties kā lielceļi, kas ļauj augsnes baktērijām pārvietoties daudz tālāk, daudz ātrāk nekā citādi būtu iespējams. Arī šosejai ir interesanta blakusparādība: tas ir arī iepazīšanās pakalpojums.

Baktērijas ir visbiežāk sastopamie un daudzveidīgākie augsnes mikroiedzīvotāji, un 100 000 000 cilvēku no 100 000 sugām ir tipisks augsnes grams (grams ir aptuveni trīs simtijundes no unces). Tas pats tiny grams augsnes satur arī vairākas jūdzes no sēnīšu pavedieniem, ko sauc par hiphae (HI-maksa), ko es pieminēju Radiolab pagājušajā gadā. Lai gan baktēriju skaits ir lielāks, šķiedru sēnītes pārsniedz tās un veido līdz 74% no augsnes mikrobu biomasas.

Baktērijas var saskarties ar strauji mainīgiem augsnes apstākļiem: temperatūra, mitrums, pārtika un toksīni var mainīties. Tomēr viņu svarīgākais līdzeklis, lai risinātu pārmaiņas, nav mutācijas to DNS, bet baktēriju “dzimums”. Baktērijas nesakrīt, kā vairums dzīvnieku dara, apvienojot vairogdzimumus ar olu un spermas savienojumu. Tā vietā viņi var apmainīt vienu vai nedaudzus gēnus nelielos DNS lokos, ko sauc par plazmīdiem, savienojot tuneļus starp baktērijām (procesu sauc par konjugāciju). Daži, lai gan tie varētu būt, šie gēni var kodēt proteīnus, kas dod spēcīgas spējas, piemēram, rezistenci pret antibiotikām. Šādas apmaiņas ir minētas kā “horizontālais gēnu pārnese”, jo tās ietver gēnu pārnesi starp nesaistītiem organismiem, nevis no vecākiem uz pēcnācējiem.

Lai tas notiktu, baktērijām jābūt tuvām - tiešām tuvām. Eksperimenti norāda, ka baktērijām ir jābūt divu mikrometru attālumā viena no otras līdz tango. Divu mikrometru pieejas sasniegšana parasti nav iespējama, ja baktērijas nevar ūdenī peldēt vai peldēties. Tomēr, kā jau minēts, augsne bieži tiek aplaupīta ar gaisa un citiem šķēršļiem. Kas ir mikrobi?

Šķiet, ka sēnes ir atbilde, saskaņā ar jaunu pētījumu Zinātniskie ziņojumi vācu zinātnieku komanda. Nedaudz dīvaini, komanda pārbaudīja “sēnīšu šosejas” hipotēzi, izmantojot organismu, kas faktiski nav sēne, bet varēja spēlēt vienu TV: oomycete (oh-oh-MY), ko sauc par Pythium ultimum . Lai gan tie nav cieši saistīti ar sēnēm, oomicetes - ko sauc arī par ūdens veidnēm - izskatās un darbojas kā tās, izraisīja Īrijas kartupeļu badu un turpina mūsdienās daudzas kultūras. Šajā pētījumā autori acīmredzami nolēma, ka oomicetes un sēnītes ir funkcionāli vienādas, novērojums, ar kuru lielākā daļa augu varētu vienoties.

Viņi sāka ar diviem baktēriju celmiem, kas vai nu mirdzēja sarkanā krāsā (vecākais celms, kas satur donora plazmīdu), vai vispār (saņēmējs). Sarkanajam fluorescējošajam celmam bija plazmīds, kas satur gēnu, kas kodē zaļo fluorescējošo proteīnu, kura produkcija tika nomākta sarkanajā vecumā. Bet, ja sarkanās fluorescējošās baktērijas baktēriju seksa laikā nodod šo plazmīdu neslīdošajam vecākam, saņēmējas baktērijas spīd zaļā krāsā.

Abu vecāku sugu baktērijas tika novietotas uz želejveida agara gabaliem (standarta platforma baktēriju audzēšanai laboratorijā), ko atdala 400 mikrometri gaisa. Pythium nogulsnējas uz agara, pēc tam palielinoties starp diviem gabaliem, palielinot hiphē.

Kontrolēs trūkst Pythium , Zaļās baktērijas neparādījās. Bet kultūrās, kas satur Pythium kvēlojošās zaļās baktērijas viegli parādījās uz filamentiem, kas savienoja vecāku kultūras.

Zinātnieki brīnījās, cik svarīgi sēnīšu pavedieni veicina baktēriju dzimumu atšķirīgā kuģojamībā. Šim nolūkam viņi sagatavoja laboratorijas agara gelu trīs dažādos veidos, lai baktērijām būtu viegla, vidēji smaga vai grūti braukt. Pēc tam viņi pārbaudīja baktēriju spēju veidoties uz šīm virsmām klātbūtnē vai bez tās Pythium . Vides vidēs, kur baktēriju ceļošana bija vienkārša, nebija daudz vairāk horizontālu gēnu pārneses Pythium nekā bez tā.

Bet, kad želeja tika audzēta baktērijās, apgrūtināja apgrūtinājumu, baktērijas uzkrājas Pythium Kvēldiegiem. Tā rezultātā viņi pāroja vairāk, vienkārši tāpēc, ka viņi daudz biežāk cīnījās. Šajā eksperimentā uzsvērts galvenais iemesls, kāpēc sēnīšu šoseja veicina konjugāciju, autori saka: tas samazina ūdens daudzumu, kurā baktērijas var ceļot, un tādējādi palielina izredzes, ar kurām viņi sastapsies.

Tā rezultātā, iespējams, ka sēnes var būt nozīmīgas baktēriju daudzveidības attīstībai, un pirmais sēņu parādīšanās uz Zemes vai augsnē varēja veicināt turpmākās baktēriju evolūcijas rašanos, autori to rakstīja. Šie konstatējumi arī palīdz izskaidrot, kāpēc augsne ap koku saknēm ir karsta baktēriju evolūcijas zona, jo saknes ir iekĜautas simbiotisko sēņu apvalkā. Šo un citu augsnes sēņu garie, mitrie pavedieni acīmredzot ļauj baktērijām piestiprināties pa pazemes ātrgaitas ceļiem, kur naktī braucošie kuģi pilnībā izmanto savu pārpildīto kuģu ceļu, lai gūtu panākumus.

Atsauce

Berthold, Tom, Florian Centler, Thomas Hübschmann, Rita Remer, Martin Thullner, Hauke ​​Harms un Lukas Y. Wick. "Melisija kā horizontālais gēnu pārneses punkts starp augsnes baktērijām." Zinātniskie ziņojumi 6 (2016).

Izteiktie viedokļi ir autora (-u) viedokļi, un tie nav obligāti.