Kurioza naukowe / Scientific curiosities ISSN 1176-7545; rok XIV; No XXX

Zestawienie tematyczne prowadzone na bieżąco

                             

 

Jedno zdumienie dziennie...

 

.

Piętrowe pasożytnictwo, albo piętrowa symbioza.

Czerwce mączyste z rodziny wełnowcowatych, (Planococcus sp., rodz. Pseudococcidae, rząd pluskwiaków) to pospolite owady pasożytujące na roślinach klimatu ciepłego i wilgotnego, a także na roślinach szklarniowych i domowych. Żywią się sokiem roślin, ale mogą też przenosić groźne wirusy. Soki wyssane z rośliny, głównie z floemu, bogate są w cukry, ale ubogie w białka i aminokwasy. A owad ten potrzebuje 10 aminokwasów których sam nie potrafi syntezować. Zauważono, że dawcą tych aminokwasów są bakterie Tremblaya princeps żyjące wewnątrz komórek owada. Korzystają z węglowodanów pobieranych od gospodarza w zamian oferując aminokwasy. Są więc równocześnie symbiontami i pasożytami, ale to sprawa normalna dla wszelkiej symbiozy. Panuje zasada coś za coś.  Cechą specyficzną tych bakterii jest jednak bardzo mały genom dysponujący zaledwie 120 genami (dla porównania, wszędobylska Escherichia coli dysponuje 4.200 genami, a człowiek ma ich ponad 21.000). Sądzi się na ogół, że 140 genów to najskromniejszy komplet genetyczny niezbędny do życia jakiegokolwiek organizmu. Powstało więc pytanie jak do tego doszło, że Tremblaya ma tak mały genom i doskonale sobie z nim w życiu radzi. Początkowo przypuszczano, że bakteria przekazała geny gospodarzowi w tak zwanym transferze horyzontalnym i w dalszym ciągu z nich korzysta poprzez metabolizm gospodarza (horyzontalny transfer genów to przekazywanie materiału genetycznego między organizmami niespokrewnionymi, w przeciwieństwie do przekazywania wertykalnego polegającego na przekazie z pokolenia na pokolenie). Przebadano więc genom owada w poszukiwaniu śladów genomu Tremblaya. Okazało się, że są tam różne geny pochodzenia bakteryjnego, jest ich aż 22, ale są to geny innych bakterii, a nie żyjących w owadzie. Skąd się wzięły? Prawdopodobnie są to geny bakterii które dawniej zamieszkały w owadach, pewnie jako pasożyty, potem żywiciel w jakiś sposób pobrał ich geny, a same bakterie zniszczył. 
Problem życiowy bakterii Tremblaya w tym przypadku polega jednak na tym, że komórka owadzia gospodarza nie jest w stanie dostarczyć wszystkich składników potrzebnych do syntezy bakteryjnego DNA. Istnieją istotne różnice w produkcji DNA u eukariontów w porównaniu do bakterii. Jak więc radzi sobie Tremblaya z tak małym genomem? 
Okazuje się, że znalazła wyjście. Po prostu Tremblaya na swój własny użytek hoduje własnego symbionta, inną bakterię, Moranella. Jest to organizm mniejszy, żywiący się tym, co jest w komórce Tremblaya, produkuje wszystkie metabolity specyficzne dla bakterii, a gospodarz, w tym przypadku Tremblaya, prowadzi ubój kontrolowany, zupełnie jak człowiek robi to np ze stadkiem krówek zaopatrując się w ten sposób w niezbędne metabolity. Co ciekawe, owa Moranella jest genetycznie bogatsza od Tremblaya, dysponuje aż 452 genami przy 140 genach Tremblaya. Jest więc genetycznie samodzielna. 

Tak więc mamy tu do czynienia z symbiozą piętrową, (nested symbiosis), coś jak w ruskiej matrioszce, jeden organizm siedzi w drugim, a w nim siedzi trzeci, i razem dobrze sobie radzą. 
Na zdjęciu widzimy w dużym powiększeniu komórkę owada, a wewnątrz dobrze wyodrębnione jaśniejsze struktury . To komórki Tremblaya wypełnione drobniejszymi komórkami bakterii Moranella.

Nieco o endosymbiozie w następnej notce.

[QZE11::066];[QEQ35::017]26;[QEQ33::220]
w sieci xxxx; nr xxxx

 

 

witrynę prowadzi
© R. Antoszewski
Titirangi, Auckland, 
Nowa Zelandia

(wybrane do publ. R. Antoszewskiego)

  Site Meter