Коли ви намагаєтесь вижити в крижаній пустелі Антарктиди, вам потрібна вся допомога, яку ви можете отримати – і здається, що деякі морські черв’яки залишаються живими, утворюючи стосунки з бактеріями, які виробляють щось на зразок природного антифризу. Ці бактерії живуть у черв’яках, а в обмін на гостинність виділяють білкові речовини для захисту від крижаної води.
Це важливий крок вперед у нашому розумінні взаємозв’язків між мікробами та організмами, з якими вони мають взаємовигідний зв’язок, за словами групи дослідників, яка складалася з дослідників з багатьох установ Італії.
«Багатоклітинні організми в океанах живуть у тісному зв’язку зі своїми мікробіомами, які забезпечують їхніх господарів ключовими функціями, включаючи постачання поживними речовинами, захисні механізми та навіть додаткові метаболічні шляхи», — пишуть дослідники у своїй опублікованій статті.
Команда відвідала кілька прибережних районів Антарктиди, щоб зібрати зразки опадів, знайшовши трьох черв’яків: поліхет (Leitoscoloplos geminus, Aphelochaeta palmeri та Aglaophamus trissophyllus). Середня температура води була на 1 °C нижче нуля, що було занадто холодно, щоб ці черв’яки могли вижити самостійно.
Введіть бактерії Meiothermus і Anoxybacillus, які працюють над боротьбою із замерзанням зсередини черв’яків. Зокрема, білки в цих бактеріях виробляють хімічні речовини пролін і гліколь, які знижують точку замерзання їхніх внутрішніх рідин, запобігаючи утворенню льоду в їхніх клітинах, так само як антифриз у рідинах.
Інші істоти в таких екстремальних умовах можуть самі виробляти подібні антифризні білки, одним із прикладів є крижана риба. Здавалося б, цим хробакам потрібна невелика симбіотична допомога місцевих бактерій.«Ці знахідки свідчать про те, що члени бактеріального ядра антарктичних поліхет обумовлені біологічною взаємодією між господарями та асоційованими бактеріями», — пишуть дослідники.
Дослідники вважають, що цей зв’язок існував протягом довгого-довгого часу – можливо, допомагаючи цим видам утвердитися в Антарктиді – покоління цих морських черв’яків передає бактерії з покоління в покоління. Однак для підтвердження цього знадобляться додаткові дослідження.
Що стосується того, як ці нові знання можуть бути застосовані, одна сфера, де вони можуть бути використані, це сфера кріоконсервації : збереження клітин, але живих при низьких температурах. Звичайно, це також дає нам свіже уявлення про тонкий баланс морського життя в Антарктиді, баланс, якому продовжує загрожувати підвищення температури.
Ми знаємо, що життя в таких умовах означає різні види адаптації, щоб максимально використати наявні ресурси та боротися з умовами, які інакше унеможливили б життя в крижаних пустощах.
«Результати цього дослідження відкривають ширші перспективи для розуміння механізмів адаптації та кріорезистентності морських безхребетних за допомогою асоційованих бактерій», — пишуть дослідники. Дослідження опубліковано в Science Advances.