Lielākā daļa vienšūnu mikrobu nav vientuļnieki, bet atrodas sarežģītās savstarpējās attiecībās. Tā ir pasaule, kurā mikroorganismi cīnās, ēd viens otru, apmainās ar ģenētisko materiālu un konkurē par resursiem. Bet dažreiz to savstarpējās attiecības kļūst vēl intīmākas, radot pārsteidzošus rezultātus.
Saturs
Endosimbioze: kad viena šūna dzīvo citā
Dažreiz viena šūna var ieslīdēt citā un ērti tur iekārtoties. Labvēlīgos apstākļos tā var palikt un kļūt par vēlamu viesi, veidojot attiecības, kas var ilgt paaudzēm vai pat miljardiem gadu. Šo parādību, kad viena šūna dzīvo otras iekšienē, sauc par endosimbiozi, un tā bija impulss sarežģītas dzīves evolūcijai. Šis process ir atslēga daudzu bioloģisko procesu izpratnei.
Endosimbiozes piemēri sastopami visur. Mitohondriji, enerģijas rūpnīcas jūsu šūnās, kādreiz bija brīvi dzīvojošas baktērijas. Fotosintēzes augi par saviem cukuriem, ko tie iegūst no saules, ir pateicīgi hloroplastiem, kas sākotnēji arī bija neatkarīgi organismi.
Daudzi kukaiņi nepieciešamos barības vielas iegūst no baktērijām, kas dzīvo to iekšienē. Pagājušajā gadā pētnieki atklāja “nitroplastu” — endosimbiontu, kas palīdz dažām aļģēm pārstrādāt slāpekli. Šie piemēri parāda endosimbiozes fundamentālo lomu dzīves evolūcijā uz Zemes.
Simbiōzes rašanos noslēpums
Daudz kas dzīvē ir atkarīgs no endosimbiozes attiecībām, bet zinātnieki ar visiem spēkiem cenšas izprast, kā tās rodas. Kā iekšā iekļuvusi šūna izvairās no sagremošanas? Kā tā iemācās vairoties savā saimniekā? Kas pārvērš divu neatkarīgu organismu nejaušu saplūšanu stabilā un ilgstošā partnerībā? Tās ir galvenās jautājumi, uz kuriem zinātne mēģina atrast atbildes.
Tagad pētnieki pirmo reizi ir redzējuši sākotnējo stadiju šai mikroskopiskajai dejai, izraisot endosimbiozi laboratorijā. Ievadot baktērijas sēnē — process, kas prasīja radošu pieeju problēmas risināšanai (un velosipēda sūkni) — pētnieki spēja izraisīt sadarbību, nenonāvējot ne baktērijas, ne saimnieku. Šis atklājums paver jaunas perspektīvas evolūcijas procesu izpētē.
Eksperimenta galvenie momenti
Pētnieki veica eksperimentu, kas ļāva viņiem redzēt, kā baktērijas integrējas sēnīšu šūnās. Tam viņi izmantoja netradicionālas metodes, tostarp velosipēda sūkni. Mērķis bija radīt apstākļus, kuros baktērijas netiktu iznīcinātas, bet varētu izveidot ilgtermiņa attiecības ar sēnēm.
Šis atklājums var palīdzēt zinātniekiem saprast, kā rodas un attīstās endosimbiozes attiecības. Tas savukārt palīdzēs uzzināt vairāk par sarežģītu dzīves formu, tostarp cilvēka, rašanos.
Trīs interesanti fakti:
- Endosimbiozes teorija, kas izskaidro mitohondriju un hloroplastu izcelsmi, tika izvirzīta 1918. gadā un plaši atzīta 1960. gados.
- Endosimbioze spēlē svarīgu lomu antibiotiku rezistences veidošanā baktērijās.
- Daži koraļļu veidi barojas no endosimbiontiskām aļģēm, kas dzīvo to audos.
