The Vibrio fischeri je bakterija, ki oddaja svetlobo v bioluminiscenčnem organu lignjev. V zameno vam bioluminiscenčni lignji nudijo zaščito in hranila. To je dober primer syombiosis, ki ga lahko najdemo v živalskem svetu.
Koristni mikrobi igrajo ključno vlogo pri zdravju organizmov, ki jih okužijo, vključno s človekom.
Mikroorganizmi so sposobni kolonizirati kateri koli habitat, od najglobljih morskih voda do prebavil sesalcev.
V mnogih interakcijah med organizmom in bakterijo vzpostavi se simbioza, v kateri obe vrsti pridobita koristi. Tako kot pri mikrobioti ali mikrobiomu.
Potem, simbioza je zelo razširjen pojav v živalskem svetu. Nato vam povemo zanimiv primer medsebojnega odnosa, ki obstaja med bakterijami Vibrio fischeri in havajski bioluminiscenčni lignji (Euprymna scolopes).
Vibrio fischeri
V. fischeri je morska bakterija, ki pripada družini Vibrionaceae, to lahko ga najdete brezplačnega ali ga povežete z gostiteljem. Obstajajo različni bioluminiscenčni sevi, ki vzpostavljajo medsebojne odnose z lignji in nekaterimi morskimi ribami.
Pogosto, V. fischeri uporablja se kot vzorčni organizem za proučevanje vloge presnove simbiotskih bakterij.
Zaznavanje kvoruma (QS)
Kot že veste, so bakterije enocelična bitja. Pred leti je veljalo, da izvajajo le preproste in individualizirane procese. A vseeno, lahko sodelujejo skupaj, kot bi bili večcelični organizem. Na ta način usklajujejo procese, kot so bioluminiscenca, nastanek biofilmov, razvoj in diferenciacijo celic ali virulenco.
Zaznavanje kvorumaali mehanizem tipa kvorum je primer komunikacije, ki se pojavi med bakterijami.
Temelji na odkrivanju okoljskega signala ali snovi in na odzivu na omenjeno spremembo, da se s spremembami izražanja genov doseže popolna prilagoditev in preživetje.
Ta postopek torej omogoča sinhronizacijo vedenja bakterijske populacije, ampak za to mora biti veliko število bakterij.
Zato proizvodnja svetlobe v V. fischeri Nadzira ga mehanizem QS in za njegovo izvajanje mora biti, kot smo že omenili, velika gostota bakterijske populacije.
Simbioza med V. fischeri Y E. skolope
Kot že vemo, bakterije se lahko prilagajajo najrazličnejšim okoljem, zahvaljujoč dejstvu, da zaznavajo svoje okolje in se nanj odzivajo.
V ta namen prepoznajo zunajcelične signale in aktivirajo znotrajcelične poti, kar vodi v aktiviranje mehanizmov za uravnavanje izražanja genov.
Začetek simbioze
Kolonizacijska stopnja je kritičen korak pri vzpostavljanju simbioze.
Ko se jajca izležejo, se mladiči E. skolope teh bakterij ne predstavljajo znotraj, ampak jih v nekaj urah pridobijo iz morskega okolja. Od tega trenutka ohranjajo simbiozo vse življenje.
Svetlobni organ (svetlobni organ) ni izpostavljen v neposrednem stiku z morsko vodo, torej E. skolope odvaja vodo in vse bakterijske celice v ta organ.
Poleg tega ima fiziologijo, ki omogoča vstop in trajno kolonizacijo V. fischeri. Hkrati izključuje vse druge vrste, ki jih najdemo v morju.
Vir: Pinterest
Med tranzitom iz morske vode v organ, ki oddaja svetlobo, Te bakterije morajo prehajati skozi različna mikrookolja v gostitelju. Po drugi strani pa morajo premagati različne kemijske signale, kar zagotavlja specifično kolonizacijo teh bakterij.
Bakterije V. fischeri prehajajo skozi kanale organa svetlobe in se selijo proti kriptam, kjer je vzpostavljena kolonizacija.
V teh kriptah morajo doseči visoko celično gostoto in proizvajati svetlobo. Cilije, ki so prisotne v priveskih tkiv svetlobnega organa, pomagajo usmeriti bakterije na njihovo površino.
Kakšne so prednosti bioluminiscenčnih lignjev in V. fischeri?
V. fischeri Morske bakterije kolonizirajo bioluminiscenčni organ teh glavonožcev. Ko tam vzpostavijo simbiotsko razmerje:
- ponoči so bakterije zaščitene v niši, kjer pridobivajo tudi potrebna hranila;
- Medtem pa lignji uporabljajo svetlobo, ki jo ustvarja populacija V. fischeri da ostane neopaženo plenilcev, saj v tem trenutku simulira lunino svetlobo in takrat jo izkoristi za prehrano.
Vsak dan ob zori lignji izženejo 95% simbiontne bakterijske populacije v okolje. Ostali, ki so ostali v organu svetlobe, izkoristijo priložnost za množenje.
Medtem pa žival ostane preostanek dneva zakopana v pesek. Ponoči se pojavijo bioluminiscenčni lignji in bakterijska populacija je že dovolj zrasla, da proizvaja svetlobo.
Bakterije za razumevanje življenja
Študija te simbiotske interakcije je bila v zadnjih desetletjih uporabljena kot model za razumevanje interakcije med gostiteljem in mikroorganizmi. Poleg tega pomaga razumeti, kako simbioza deluje od zgodnjih faz kolonizacije do konca življenja živali.
Nazadnje je zanimivo izpostaviti, kako imajo bakterije, ki sestavljajo ta mikroskopski svet, temeljno funkcijo v živalskem svetu. Res je, da so vzrok številnih okužb in bolezni, Nikoli nas ne preneha presenetiti, v kolikšni meri so potrebni za življenje.
Naslovnica: Bioluminiscenčni lignji iz Tojame (Japonska) | Pinterest.
