РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Новый вид симбиоза: уникальное взаимодействие саламандры и зеленых водорослей

На днях ученые обнаружили странные межвидовые отношения в дикой природе: саламандры и водоросли добровольно делят друг с другом... клеточное пространство. Ученые еще не совсем уверены в том, что именно заставило два настолько разных организма пойти на подобное взаимодействие, но это открытие, судя по всему, представляет собой совершенно новую, уникальную форму симбиотических отношений.
Тэги:
Новый вид симбиоза: уникальное взаимодействие саламандры и зеленых водорослей

Внутриклеточные механизмы взаимодействия между видами в природе встречаются достаточно часто, но до этого ученые наблюдали их только у низших существ — кораллов, моллюсков, насекомых. Новое исследование, опубликованное в научном журнале eLife, описывает первый известный пример фотосимбиоза с участием клеток взрослого позвоночного животного. Как показала совместная работа исследовательской группы из Американского музея естественной истории и Геттисбергского колледжа, зеленые водоросли Oophila amblystomatis выбрали своим домом клетки, расположенные по всему телу пятнистой саламандры Ambystoma maculatum. Саламандра, судя по всему, не подвергается негативному воздействию от такого соседства. С другой стороны, зеленые водоросли, являющиеся фотосинтетиками, вынуждены полагаться на альтернативные способы производства энергии.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Для ученых это открытие стало настолько необычным, что они до сих пор не могут сказать, кто был инициатором симбиоза и какую пользу от него получает то или иное существо. В качестве примера взаимовыгодных отношений в природе можно привести одноклеточных динофлаггелятов, которые скапливаются в кораллах или гигантских моллюсках, используя энергию фотосинтеза для обеспечения жизнедеятельности своих хозяев. В человеческом теле примером симбиоза выступают кишечные бактерии, которые помогают нам переваривать пищу.

Взрослая саламандра Ambystoma maculatum
Взрослая саламандра Ambystoma maculatum
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как показывает исследование, зеленые водоросли, прошедшие стадию зародыша, размножаются и вторгаются в ткани и клетки развивающихся эмбрионов саламандры. Кроме первоначального симбиотического взаимоотношения между яйцами и водорослями неясно, продолжается ли симбиоз по мере роста саламандры, или же он переходит в остаточную форму, сродни паразитарной инфекции. Чтобы исследовать феномен, Джон Бернс из отдела Зоологии беспозвоночных AMNH попытался изучить сам механизм взаимодействия клеток двух существ. Используя методику под названием RNA-Seq, исследователи секвенировали РНК (одноцепочечную копию ДНК, которая помогает клеткам производить белки) обоих организмов, а затем проанализировали их на предмет изменений, чтобы отследить динамику метаморфозы ДНК.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Хвост пятнистой саламандры с эндосимбиотическими водорослями. Водоросли визуализируются флуоресценцией хлорофилла, отображаемой как яркие белые области
Хвост пятнистой саламандры с эндосимбиотическими водорослями. Водоросли визуализируются флуоресценцией хлорофилла, отображаемой как яркие белые области
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как показал анализ, клетки саламандры, содержащие зеленые водоросли, относились к ним как к инородному агенту, но при этом организма саламандры не проявлял никаких признаков отторжения или агрессии по отношению к чужеродным тканям. По словам Бернса, существуют лишь намеки на то, что организм животного осведомлен о том, что внутри него находятся водоросли: некоторые гены, связанные с сильным замедлением иммунного ответа, оказались сильнее выражены у саламандр-симбионтов.

Зеленые водоросли, напротив, претерпевают радикальные изменения. В отличие от симбиоза с кораллами, в данном случае вместо нормального фотосинтеза и производства кислорода они занимаются ферментацией. Это указывает на сравнительно низкую кислотность среды. Джон полагает, что ферментацию могло спровоцировать отсутствие серы, которая, к примеру, помогает зеленым водорослям производить водород в современной индустрии биотоплива. Так почему же зеленые водоросли помещают себя в такие стрессовые условия?

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Эмбрион саламандры с большим количеством клеток водорослей внутри тканей. За счет флуоресценции хлорофилла водоросли окрашиваются в ярко-желтый цвет
Эмбрион саламандры с большим количеством клеток водорослей внутри тканей. За счет флуоресценции хлорофилла водоросли окрашиваются в ярко-желтый цвет
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

По мнению ученых, посредством таких взаимоотношений саламандра защищает себя от воздействия патогенов. Животное позволяет водорослям поселиться в своем теле, и иммунный ответ, спровоцированный в результате, защищает земноводное от агрессивной среды пруда. Впрочем, эта теория «защитного симбиоза» еще не была подтверждена. Другая теория заключается в том, что, несмотря на ферментацию, зеленые водоросли все же питают клетки саламандры, пусть и не так активно, как если бы они занимались фотосинтезом. Да и сам фотосинтез может быть редуцирован лишь отчасти: саламандры подолгу греются на солнце, так что частичное использование солнечной энергии водорослями может быть возможно с помощью определенных модификаций фотосинтетических путей.

Как бы то ни было, это открытие меняет представление ученых о фотосимбиозе. Подобные примеры, по словам ученых, могут существовать в дикой природе и их еще предстоит открыть, но пока что команда занимается тем, что изучает механизм укоренения водорослей в теле животного и общие принципы их взаимодейcтвия.

Загрузка статьи...