ufacob สัตว์ที่รับคำแนะนำจากแบคทีเรีย

ufacob สัตว์ที่รับคำแนะนำจากแบคทีเรีย

ตัวอ่อนของสัตว์ทะเลหลายชนิดลอยอยู่ใน ufacob แพลงก์ตอน แล้วตกลงสู่พื้นทะเลและแปรสภาพเป็นตัวเต็มวัย แบคทีเรียมักช่วยให้สัตว์ต่างๆ เลือกว่าจะตั้งถิ่นฐานที่ไหน และนั่นอาจเป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนของการสนทนาที่กว้างขวางกว่ามาก

สงสารหนอนที่น่าสงสารซึ่งชีวิตเต็มไปด้วยความเสี่ยง เช่นเดียวกับสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในทะเลหลายชนิด หนอนใช้เวลาช่วงแรกสุดของมันในฐานะตัวอ่อนตัวเล็ก ๆ ที่ลอยอยู่ในแพลงตอน – แต่ไม่ช้าก็เร็ว มันต้องเลือกสถานที่ที่จะปักหลัก เมื่อยึดติดกับพื้นผิวที่แข็งแล้ว จะเริ่มต้นการเปลี่ยนแปลงรูปร่างครั้งใหญ่ที่เรียกว่าการแปรสภาพ ซึ่งมันจะปรากฏออกมาในรูปของผู้ใหญ่ที่สวยงามตระการตา

ไม่มีโอกาสครั้งที่สอง: เวิร์มที่หยิบจุดไม่ดีไม่สามารถลองอีกครั้งได้ ต้องเผชิญกับการตัดสินใจครั้งสำคัญ — ที่สำคัญที่สุดในชีวิต — ตัวอ่อนต้องการความช่วยเหลือทั้งหมดที่จะได้รับ บ่อยครั้งความช่วยเหลือนั้นมาจากอาณาจักรแห่งชีวิตอื่นโดยสิ้นเชิงนักวิทยาศาสตร์ทราบมาเป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วว่าตัวอ่อนของสัตว์บางตัว รวมถึงตัวอ่อนของพยาธิตัวตืด เลือกตำแหน่งที่จะเปลี่ยนแปลงรูปร่างโดยเฝ้าสังเกตสัญญาณเคมีที่ปล่อยออกมาจากแบคทีเรีย แต่พวกเขาเพิ่งเริ่มตระหนักว่าความสัมพันธ์นั้นกว้างใหญ่เพียงใด และความซับซ้อนเพียงใด บางครั้งเกี่ยวข้องกับกลไกแบคทีเรียเฉพาะทางเพื่อส่งสัญญาณไปยังตัวอ่อน นี่หมายความว่าการสื่อสารระหว่างสัตว์และแบคทีเรียในมหาสมุทรอาจมีความสมบูรณ์และให้ความร่วมมือมากกว่าที่เคยสงสัย

และอาจมีการใช้งานจริง: สักวันหนึ่งผู้เชี่ยวชาญอาจหาวิธีจัดการการสื่อสารนี้เพื่อส่งเสริมให้สัตว์เข้ามาตั้งรกรากในบางแห่ง เช่น ฟาร์มหอยนางรม และกีดกันพวกมันในที่อื่นๆ เช่น ตัวเรือ

ไม่น่าแปลกใจเลยที่พยาธิตัวกลมและตัวอ่อนของแพลงก์ตอนอื่นๆ อาศัยตัวชี้นำของแบคทีเรียเพื่อช่วยในการเลือกจุดที่เหมาะสมสำหรับการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง ท้ายที่สุดแล้ว ชั้นบางๆ ของแบคทีเรียผสมที่เรียกว่าไบโอฟิล์ม จะปกคลุมทุกพื้นผิวมหาสมุทรที่มีอยู่ มีอะไรใหม่เป็นวงกว้างของปรากฏการณ์นี้ Nicholas Shikuma นักจุลชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐซานดิเอโก กล่าวว่า “ในทุกสาขาที่สำคัญของต้นไม้แห่งชีวิต มีสปีชีส์ที่ได้รับการแปรสภาพเพื่อตอบ  สนอง  ต่อแบคทีเรีย  จุลชีววิทยา .

ในบางกรณี ดูเหมือนว่าตัวอ่อนกำลังดักฟังสัญญาณเคมีที่รั่วไหลออกมาในขณะที่แบคทีเรียแข่งขันกันเองหรือดำเนินกิจการของพวกมันเอง อย่างไรก็ตาม ในบางกลุ่ม นักวิจัยสงสัยว่าตัวอ่อนเป็นกลุ่มเป้าหมายหลักที่ “ตั้งใจ” สำหรับสัญญาณนั้น ในกรณีที่น่าทึ่งอย่างหนึ่ง ทีมของ Shikuma ได้พบว่าแบคทีเรียไบโอฟิล์มชื่อ  Pseudoalteromonas luteoviolacea  ผลิตกระบอกฉีดยาโมเลกุลที่ฉีดโปรตีนที่กระตุ้นการเปลี่ยนแปลงเข้าไปในตัวอ่อนของ  พยาธิ ตัวตืดHydroides elegans

แบคทีเรียจำนวนมากมีเครื่องฉีดคล้ายเข็มฉีดยา แต่นี่เป็นครั้งแรกที่พบว่ามีบทบาทในการเปลี่ยนแปลงของสัตว์ โดยทั่วไปแล้วจะใช้เพื่อส่งสารพิษ แบคทีเรียบางชนิด เช่น แบคทีเรียที่ทำให้เกิดอหิวาตกโรค ใช้สารพิษเพื่อทำลายเซลล์ของโฮสต์ คนอื่น ๆ ใช้สำหรับการทำสงครามระหว่างจุลชีพ

กระบอกฉีดยาเกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนในหางของไวรัสที่เรียกว่าแบคทีเรียซึ่งบุกรุกแบคทีเรีย ไวรัสใช้เครื่องจักรเพื่อฉีดสารพันธุกรรมเข้าไปในแบคทีเรียที่เป็นโฮสต์ และในอดีตอันไกลโพ้น แบคทีเรียจะต้องได้รับยีนและนำไปใช้เอง

แบคทีเรียส่วนใหญ่ใช้หลอดฉีดยาอย่างเดียวเช่นเดียวกับฟาจ แต่  Pseudoalteromonas นั้นแตกต่างอย่างมาก แทนที่จะเป็นเข็มฉีดยาเดียว มัน  สร้างโครงสร้างที่มีจำนวนหลายร้อยชิ้น เซลล์แบคทีเรียสร้างโครงสร้างให้มีขนาดกะทัดรัดและพับเก็บได้เหมือนเฟอร์นิเจอร์ชิ้นแบน จากนั้นเซลล์ก็แตกออกและหีบห่อที่เรียบร้อยก็กางออก เบ่งบานเป็นมวลครึ่งซีก – “ดาวมรณะ” ตามที่ชิคุมะชอบเรียกมันว่า (มีเพียงประมาณ 2.4 เปอร์เซ็นต์ของ  เซลล์ Pseudoalteromonas  ในไบโอฟิล์มเท่านั้นที่ผลิตดาวมรณะ สันนิษฐานว่าเพื่อประโยชน์ส่วนรวมของอาณานิคม)

ufacob

หลอดฉีดยาแต่ละหลอดภายในดาวมรณะนี้มีโปรตีนที่เรียกว่า Mif1 ซึ่ง  ทำให้เกิดการ เปลี่ยนแปลงใน   ตัวอ่อนของHydroides เป็นไปได้มากที่โปรตีนจะจับกับเป้าหมายภายในเซลล์ตัวอ่อน เนื่องจาก Mif1 นอกเซลล์ไม่มีผลใดๆ ห้องทดลองของชิคุมะกำลังมองหาเพื่อดูว่า Mif1 ทำหน้าที่อื่น ๆ เช่นโจมตีแบคทีเรียอื่น ๆ แต่ยังไม่พบเลย เขากล่าว – และความล้มเหลวนั้นรวมทั้งธรรมชาติที่ซับซ้อนของระบบการจัดส่งทำให้เขาคิดว่า  Hydroides  อาจเป็น เป้าหมายของดาวมรณะ

หากแบคทีเรียกำลังประสบปัญหาดังกล่าวเพื่อช่วยให้  Hydroides  สามารถชำระได้ นั่นก็หมายความว่ามันจะได้รับสิ่งตอบแทน ชิคุมะกล่าว เขายังไม่ได้ระบุถึงประโยชน์ที่ได้รับ แต่เขาคาดการณ์ว่าการล่อให้  Hydroides  ชำระตัว  Pseudoalteromonas  ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแผ่นชีวะของมันจะอยู่ในแนวแรกในการตั้งรกรากบนพื้นผิวใหม่ – ที่อยู่อาศัยใหม่ – ว่าร่างกายที่กำลังเติบโตของ tubeworm จะให้

หากเขาพูดถูกหรือถ้าแบคทีเรียได้รับประโยชน์อื่นจากเวิร์มนั่นอาจเปลี่ยนความคิดเกี่ยวกับความสมดุลของพลังงานในการตั้งถิ่นฐานของตัวอ่อน ชิคุมะกล่าวว่า “ผู้คนคิดว่าสัตว์มีหน้าที่รับผิดชอบและแบคทีเรียก็ทำหน้าที่เป็นตัวชี้นำจากสิ่งแวดล้อมเท่านั้น “แต่แบคทีเรียอาจได้รับประโยชน์จากปฏิสัมพันธ์มากกว่าที่เราตระหนักในตอนนี้”

นักวิจัยบางคนยังไม่พร้อมที่จะซื้อแนวคิดนี้ Brian Nedved นักชีววิทยาด้านตัวอ่อนที่มหาวิทยาลัยฮาวายซึ่งทำงานเกี่ยวกับ Hydroidesกล่าวว่า “โดยส่วนตัวแล้วฉันคิดว่าหลักฐานยังไม่เพียงพอที่จะบอกว่ามันเป็นการมีส่วนร่วมอย่าง  แข็งขัน ในทางกลับกัน Nedved คิดว่ามีแนวโน้มมากกว่าที่ดาวมรณะจะมีบทบาทที่ยังไม่ถูกค้นพบในการปกป้อง  Pseudoalteromonas  จากแบคทีเรียที่แข่งขันกัน และ Mif1 ก็ไม่ใช่ปัจจัยเดียวที่เกี่ยวข้อง โมเลกุลอื่นยังสามารถกระตุ้น  การเปลี่ยนแปลง ของ Hydroides  ผ่านกลไกต่างๆ ได้ Nedved กล่าว

ในขณะเดียวกัน ชิคุมะได้  ค้นพบยีนเดียวกันที่เกี่ยวข้องกับการสร้างดาวมรณะ ในแบคทีเรียที่ไม่เกี่ยวข้องกันโดยสิ้นเชิง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของจุลินทรีย์ในลำไส้ของมนุษย์ “มันแปลกมากที่พวกเขาอยู่ที่นั่น และเรารู้สึกทึ่งที่จะรู้ว่าการใช้งานคืออะไร” เขากล่าว

กองทัพเรือสหรัฐฯ สนใจมากพอที่จะให้ทุนสนับสนุนงานของเขา ส่วนใหญ่เป็นเพราะการรู้ว่าทำไมตัวอ่อนของสัตว์ร้ายอย่างHydroides ไปตั้งรกรากในที่ที่พวกมันไปอยู่อาจนำไปสู่วิธีที่ดีกว่าในการกันพวกมันออกจากตัวเรือ แต่กองทัพเรือก็รู้สึกทึ่งกับความเป็นไปได้อื่น ๆ ที่ล้ำสมัยมากขึ้น ชิคุมะกล่าว เช่น การหาวิธีการบรรจุดาวมรณะด้วยยารักษาโรค ตัวอย่างเช่น ยาต้านจุลชีพที่ทหารอาจนำไปใช้ในสักวันหนึ่งเพื่อป้องกันโรคท้องร่วงของผู้เดินทาง

Suhelen Egan นักจุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อมแห่งมหาวิทยาลัยนิวเซาธ์เวลส์ ประเทศออสเตรเลีย ผู้ศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างสาหร่ายทะเลและแบคทีเรียยังมีแนวคิดที่ใหญ่กว่านี้อีกด้วย หากชิคุมะพูดถูก – ตัวอ่อนในทะเลนั้นไม่ได้แค่ดักฟังแบคทีเรีย แต่มีส่วนร่วมในการสนทนาอย่างกระตือรือร้น – สิ่งเดียวกันก็อาจเป็นจริงกับระบบนิเวศอื่น ๆ มากมาย และนั่นอาจหมายความว่าชุมชนจุลินทรีย์มีความแน่นแฟ้นมากขึ้นกับสิ่งมีชีวิตชั้นสูงที่พวกเขาอาศัยอยู่และในหมู่กว่าที่นักนิเวศวิทยาได้รับทราบมาก่อนหน้านี้

ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ไม่จำเป็นต้องเป็นการสนทนาแบบตัวต่อตัว Egan กล่าว แต่อาจเป็นเหมือนงานเลี้ยงค็อกเทล โดยมีผู้เข้าร่วมที่หลากหลายโต้ตอบกับพันธมิตรที่หลากหลายในสมาคมที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างหลวมๆ ยังไม่มีใครรู้ แต่ความสัมพันธ์ที่แปลกประหลาดระหว่างพยาธิตัวตืดตัวเรือและแบคทีเรียดาวมรณะเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีในการเรียนรู้ ufacob