Hrají bakterie našeho těla „dohazovače“?

Mohou bakterie, které nosíme v našem těle, rozhodovat o tom, koho si vezmeme? Podle nové studie vědců z Univerzity v Tel Avivu je možné najít odpověď na tuto otázku v trávicí trubici octomilky.

Profesor Eugene Rosenberg, profesor Daniel Segel a postgraduální student Gil Sharon z Oddělení molekulární biologie a biotechnologie na Univerzitě v Tel Avivu nedávno demonstrovali, že symbiotické bakterie v těle octomilek zřetelně ovlivňují volbu partnerů.

Výzkum byl prováděn ve spolupráci s profesorem Johnem Ringem z Univerzity v Maine a byl publikován v magazínu Proceedings of the National Academy of Sciences (Sharon et al., 2010).

Láska, svatba a octomilky

Na základě teorie vyslovené profesorem Rosenbergem a doktorkou Ilanou Zilber-Rosenbergovou vědci ověřují hypotézu, že základní jednotka přirozené selekce není individuální žijící organismus, rostlina nebo zvíře, ale spíše širší biologické prostředí nazývané holobiont. Tato "jednotka" může zahrnovat rostlinného nebo živočišného jedince spolu s jeho symbiotickými partnery. V případě živočichů bývají těmito partnery nejčastěji mikroorganismy.

„Dodnes se předpokládalo, že hostitelský organismus prochází evolucí sám a jeho symbiotická bakterie rovněž prochází vlastním vývojem," řekl profesor Rosenberg. „V mechanismu, který jsme odhalili, se evoluce symbionta projevuje rychleji než odpověď hostitele na změny prostředí. Jelikož je generace kratší pro bakterie než pro mnohobuněčné organismy, geneticky se přizpůsobují rychleji změnám v holobiontu," vysvětlil prof. Rosenberg.

Provedením experimentů na rychle se rozmnožujících octomilkách byli vědci schopni otestovat svoji novou hypotézu. Jejich první experiment opakoval studii provedenou před dvaceti lety vědcům z Yale University. Populace much byla rozdělena na poloviny a krmena rozdílnými dietami - sladovým cukrem, nebo škrobem. Po jednom roce, když byly mouchy znovu integrovány do jediné skupiny, se zjistilo, že ty, které byly krmeny škrobem, preferovaly partnery, které se živili tím samým a octomilky živené sladovým cukrem dávaly přednost partnerům se stejným nutričním pozadím. Opakovaný pokus provedený výzkumníky z Univerzity v Tel Avivu ukazuje, že tento dietní vliv má efekt v průběhu jedné nebo dvou generací, spíše než po celý rok.

Ve svém druhém experimentu tým z univerzity v Tel Avivu opakoval první pokus, ale s přidáním antibiotik, která zabila bakterie a eliminovala tím specifické preference partnera. Páření se stalo náhodným, vliv diety byl nulový.

V následujících experimentech vědci úspěšně izolovali druhy bakterií, které jsou zodpovědné za reproduktivní izolaci u octomilek s preferencí partnera dle diety, a našli bakterii Lactobacillus plantarus, která byla přítomna ve větším množství u octomilek krmených škrobem, než u jedinců krmených cukrem. Když byl Lactobacillus plantuarum znovu zaveden u octomilek, jež dostávaly antibiotika, preferenční pářící chování pokračovalo. To dokázalo, že tento druh bakterie je přinejmenším částečně zodpovědný za preference partnera.

Přepsat Darwina?

Ve spolupráci s profesorem Avrahamem Hefetzem, zoologem na Univerzitě v Tel Avivu, tým analyzoval sexuální feromony produkované octomilkami. Ukázalo se, že existovaly rozdíly mezi hladinami feromonů mezi dvěma skupinami much - rozdíly, které se znovu ztratily po přidání antibiotik.

„Výsledky studie naznačují, že na základě feromonových změn můžeme identifikovat preference v páření a já předpokládám, že jsou to právě bakterie, které provokují tyto změny," sdělil prof. Rosenberg. Dodává, že tyto výsledky jsou významné pro porozumění přírodní selekce - něco, co by mohlo vést až k vývoji nové teorie evoluce.

Překlad: Pavla Čermáková

Použité zdroje:

Originální studie: G. Sharon, D. Segal, J. M. Ringo, A. Hefetz, I. Zilber-Rosenberg, E. Rosenberg. Commensal bacteria play a role in mating preference of Drosophila melanogaster. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010; DOI: 10.1073/pnas.1009906107

Zdroj: www.sciencedaily.org

Obrazové přílohy: http://www.sxc.hu/