Помнят ли бактерии своих предков

Умение отличать своих родственников от чужих могло появиться в эволюции разными путями.

Мы скорее отзовёмся на просьбу о помощи, если к нам обращается близкий родственник, нежели абсолютно посторонний человек. Это можно назвать общебиологическим законом: у многих видов животных, известных своей социальной жизнью, связи между особями совпадают с генетическим родством то есть все члены социальной группы, помогающие выживать друг другу, являются друг другу родственниками.

Считается, что родственная взаимопомощь возникла в результате действия отбора на соответствующие гены: если у какой-то особи есть генетическая предрасположенность к взаимодействию с другими, то взаимодействовать она будет с теми, у которых есть такие же гены. А похожие гены с наибольшей вероятностью можно найти именно у родственников, так что получается, что социальное поведение оказывается связано с распознаванием родичей. Отсюда следует, что социальному предпочтению или отторжению должны предшествовать генетические сходства или различия.

Однако эксперименты, поставленные исследователями из Швейцарской высшей технической школа Цюриха с бактериями Myxococcus xanthus, заставляют усомниться в универсальности этого правила. В природе M. xanthus живут в почве, питаясь органическими веществами и другими бактериями; если питательных веществ много, они формируют колонии. Если две колонии генетически идентичных бактерий посадить в одну и ту же посуду на питательную среду, то они рано или поздно встретятся и сольются вместе. Но бывает так, что колонии не сливаются, а остаются как будто разделены неким невидимым барьером между ними остаётся полоска или вообще незанятой, или очень редко заселённой питательной среды.

Чтобы понять, обусловлены ли социальные предпочтения генетическим сходством или чем-то иным, несколько колоний M. xanthus, которые произошли от одного общего предка, выращивали в разных условиях, а потом смотрели, найдут ли они общий язык с исходной, предковой популяцией. Оказалось, что примерно в 2/3 случаев бактерии предпочитали не смешиваться друг с другом, причём такая избирательность явно зависела от условий.

Когда прочитали геном бактерий, то оказалось, что невозможно найти никакой общей мутации, на которую можно было бы свалить умение отличать своего от чужого . Те изменения в геноме, которые нашли у разборчивых колоний (и которые, казалось бы, могли бы объяснить появление социально разборчивости), нашли потом и у тех, кто никакой разборчивостью не отличался. Полностью результаты экспериментов опубликованы в журнале PNAS.

Возникает ощущение, что умение отличать родственника от неродственника обусловлено некой общностью судьбы : одних бактерий судьба провела через испытания, которые заставили их забыть о предках, другие же, наоборот, сохранили способность жить вместе с предковой колонией. Если же выражаться не столь туманно, то означает это вот что: умение отличать близких от чужих, по-видимому, не является универсальной стратегией, которая всегда реализуется по одинаковой схеме. Возможно, что такая особенность вообще возникает как побочный продукт каких-то изменений, которые произошли с популяцией в процессе адаптации к новой среде. Потом она вполне может оказаться полезной, но изначально она вовсе не обязательно возникает как определённая адаптация, отобранная для решения конкретной задачи.

Однако в действительности ситуация может быть ещё сложнее. В более ранних исследованиях был обнаружен ген traA, который как раз помогал появиться родственной разборчивости у M. xanthus. В вышеописанной работе, напомним, никаких таких мутаций в traA обнаружить не удалось. Отсюда можно сделать вывод, что родственные предпочтения могут возникать в эволюции и как самостоятельная адаптация (например, родственники вместе лучше используют питательную среду, и потому отбор будет благоприятствовать гену, помогающему родичам держаться вместе), и как следствие каких-то других изменений.

Способность отличать своих родичей от чужих есть у огромного числа видов, от простейших до животных. И, конечно, было бы интересно узнать, как обстоят дела у млекопитающих например, как именно приматы вдруг поняли, что жизнь с родственниками даёт эволюционное преимущество.

Читайте также:

Культура → Чем "лондонское слово" отзовется

Вокруг света → В Польше заброшенные здания обретают новую жизнь

Здоровье → Легенда о Джуне: "секретные материалы"

Hi-Tech → У морских звезд нашли способность избавляться от инородных тел

Здоровье → Запах смертельной болезни поможет найти лекарство

シ Обязательно поделись ссылкой с друзьями! ٩(^‿^)۶✉ Мы очень рады видеть Вас, на нашем сайте столько раз — 60376094 ツ