Микроорганизмы:

Селекция микроорганизмов

News image

Особенности селекции микроорганизмов. В ряды микроорганизмов входят все прокариоты, и часть эукариот – грибы и водоросл...

Водоросли прокариоты

News image

К прокариотам относятся не только простейшие бактерии, но и сине-зеленые водоросли, сегодня называемые цианобактериями, ...

Основы вирусологии:

САНИТАРНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ. Санитарно-микробиологические исследования

Микроорганизмы, и в первую очередь бактерии, распространены в природе гораздо шире, чем другие живые существа. Благода...

ОСНОВЫ ВИРУСОЛОГИИ. Общие понятия о вирусах

Вирусология — одна из основных биологических наук. Занимается изучением вирусов. Вирусы — это организмы, не способные ...

Вирус бешенства

Возбудитель бешенства относится к семейству Рабдови-русы. Семейство это включает вирусы бешенства, везикулярного стома...

Авторизация





Пространственный масштаб микроэволюции у бактерий оказался не более 2 см2

пространственный масштаб микроэволюции у бактерий оказался не более 2 см2

Ученые из Великобритании на страницах журнала Science опубликовали результаты исследования пространственного масштаба, на котором удается отследить эволюционные преобразования в микромире. А немногим раньше аналогичное исследование размера экологической ниши простейших выполнили российские ученые. Масштаб и экологического, и эволюционного пространства для микроорганизмов оказался примерно одного порядка — не более нескольких сантиметров.

Ученые с зоологического факультета Оксфордского университета и из Центра экологии и гидрологии в Оксфорде на примере почвенных бактерий и бактериофагов исследовали отношения «хозяин—паразит». В основе исследования лежит очевидное положение, что степень вирулентности паразита служит мерилом адаптированности хозяина к присутствию паразита и паразита к защитной тактике хозяина. Если паразит легко заражает хозяина и гибель хозяина от инфекции велика, то это означает, что паразит хорошо адаптирован к защитным приемам хозяина, а хозяин, напротив, не смог выработать адекватные способы защиты. Если же гибель хозяина снижена, то можно утверждать, что хозяин приобрел в ходе эволюции эффективные меры защиты. В системе «хозяин—паразит» происходит безостановочное соревнование способов нападения и защиты. Поэтому по степени вирулентности бактериофагов ученые судили об адаптированности бактерий и бактериофагов и о том, кто выигрывает это смертельное соревнование.

Исследование было организовано таким образом, чтобы выявить различие в вирулентности бактериофагов по отношению к бактериям из разных точек опытной площадки. Вся площадка размером 25 × 25 см разделена была на участки по 5 кв. см, и из каждого участка брали пробу почвы (всего 25 проб). Из каждой пробы получали бактериальный посев и соответствующий раствор бактериофагов. Наиболее массовым видом почвенных проб были бактерии Stenotrophomonas sp., и этот вид оказался единственным чувствительным к выделенным бактериофагам. После этого посев бактерий из каждого участка сливали с суспензией бактериофагов из каждого участка и подсчитывали, насколько заразным окажется раствор бактериофагов. Так как на месте заражения происходит лизис (разрушение) клеток, то зараженные участки хорошо видны, и посчитать степень зараженности не так уж и сложно.

Выяснилось, что бактериофаги были на 9% более заразными для бактерий из «своего» участка, чем для любых других, и это различие статистически значимо. Расстояние между пробами (от 5 до 25 см) не влияло на степень вирулентности бактериофагов.

Этот результат позволил ученым сделать два важных вывода. Во-первых, почвенные бактериофаги быстрее вырабатывают способы инфицирования, чем бактерии находят способы защиты от своих паразитов. Иными словами, бактерии проигрывают своим паразитам гонку вооружений. Ученые объясняют это большей генетической пластичностью бактериофагов и их большим генетическим разнообразием по сравнению с бактериями. Во-вторых, плацдарм этой гонки вооружений оказывается не больше одного-двух квадратных сантиметров (таков размер лабораторной посуды для взятия проб). В противном случае степень вирулентности зависела бы от расстояния между пробами. Последний вывод удивителен еще и потому, что пробы почвы были взяты на заливном лугу, который хорошо дренируется. Так что теоретически бактериальная флора должна перемешиваться. Но видно, бактериофаги чрезвычайно быстро адаптируются к защитным приемам хозяина, и перемешивание не играет существенной роли в локальных обстановках, масштабы которых — один-два сантиметра.

Интересно, что недавно в Журнале общей биологии была опубликована статья о масштабировании экологических исследований микро - и макрообъектов: Д. В. Тихоненков, Ю. А. Мазей «Пространственная структура сообщества гетеротрофных жгутиконосцев сфагнового болота». В статье российских авторов показано, что экологическое пространство мира микроорганизмов имеет сантиметровый масштаб. Уже на «опытных площадках» размером больше 10 сантиметров никаких микросообществ простейших (жгутиконосцев) не удается различить. А значит, размер их экологической ниши не может быть больше нескольких сантиметров. Так что величина пространства, где происходят микроэволюционные процессы, приводящие к экологическим и генетическим различиям, определяется несколькими сантиметрами.

Однако вполне возможно, что сантиметровый размер — это минимальная разрешающая способность экспериментального оборудования (пробирок, пипеток и т. д.), созданного представителем макромира — исследователем. Так что масштаб эволюционного плацдарма микромира может оказаться еще меньше.




Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Микроорганизмы и человек:

Борьба с истощением

То, что микробиота может управлять метаболизмом хозяина, уже не вызывает сомнения. Исследования лаборатории Гордона, п...

Борьба с ожирением

Результаты дальнейшего изучения учеными изменений симбиотического мышино-микробного организма блестяще подтвердили гип...

Худые и толстые

Исследования, проведенные в лаборатории Джефри Гордона (Школа медицины при Университете Вашингтона, Сент-Луис, Миссури...

Иммунитет:

Сопротивление бактерий

Пока мы разрабатываем более изощренные оружия против бактерий, те находят все лучшее средства против наших лекарств. Д...

Особенности иммунитета

Формирование иммунной системы начинается еще до его рождения, поэтому можно говорить о ее генетическом программировании....

Поиски вакцин

Победа над оспой послужила стимулом для поисков средств против других серьезных инфекционных болезней. Однако все усил...