Кооперація мікроорганізмів

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Кооперáція (від лат. Соореratio - співробітництво) — форма існування, при якій співжиття партнерів приносить обом очевидну користь, проте їх зв'язок необов'язковий. Типовим прикладом кооперації є відносини рака-самітника та актинії - раки поміщають на свою мушлю актиній, які служать їм засобом захисту від ворогів, в свою чергу для актиній раки є засобом пересування.

Кооперація популяцій[ред.ред. код]

Нерідко у взаєминах особин одного виду зустрічається і кооперація. Зграєвий, стадний спосіб життя багатьох тварин (копитних, котів, мавп) дозволяє їм успішно захищатися від хижаків, забезпечити виживання дитинчат. Цікавий приклад представляють вовки. У них протягом року спостерігається зміна конкурентних відносин на кооперативні. У весняно-літній період вовки живуть парами (Самець і самка), вирощують потомство. При цьому кожна пара займає певну мисливську територію, що забезпечує їх прожиток. Між парами йде жорстка територіальна конкуренція. У зимовий же період вовки збираються в зграї і спільно полюють, причому у вовчій зграї складається досить складна «соціальна» структура. Перехід від конкуренції до кооперації обумовлений тут тим, що в літній період видобутку (дрібних тварин) багато, а взимку доступні лише великі тварини (лосі, олені, кабани).З ними вовку одинаку не впоратися, ось і утворюється зграя для успішного спільного полювання.

Кооперація мікроорганізмів[ред.ред. код]

Бактерії здатні діяти спільно, виробляючи світло, полюючи або виживаючи у ворожому середовищі за допомогою електричної сітки, встановили вчені. І раніше було відомо, що бактерії можуть одна з одною спілкуватися за допомогою хімічних сигналів.

Дані сигнали, крім іншого, дозволяють їм відчувати, як багато організмів їх виду перебувають поблизу, і ініціювати колективну дію, коли кількість організмів досягає певних показників. Подібну стратегію вчені охрестили «відчуттям кворуму»[1].

Біолюмінесцентні морські бактерії іноді використовують «кворум», щоб переконатися в тому, що вони виробляють люмінесцентні хімічні сполуки, тільки в тому випадку, коли їх збирається достатня кількість, і зрозуміти, чи виробляють вони достатню кількість світла, перебуваючи на поверхні носіїв — риб і кальмарів. А ось бактерії Myxococcus xanthus збираються в зграйки, як вовки, атакуючи свою здобич і випускаючи ензими, що розкладають її.

Вчені звернули увагу на два типи бактерій Geobacter. Їх виростили в середовищі, що містить етанол і фторид натрію. Один вид G. metallireducens здатний розщеплювати етанол, однак у цьому середовищі він не зумів позбутися від зайвих електронів, що з'являлися в ході процесу. А ось G. sulfurreducens, з іншого боку, міг позбавити від електронів за рахунок фториду натрію, проте не розщеплював етанол.

У теорії обидва види повинні були б померти, проте вони процвітали. Секрет крився в наступному: вони створили мережу, яка з'єднувала їх в єдину електрон-провідну схему, що дозволяє їм об'єднати свої здібності.

Бактеріальна кооперація[ред.ред. код]

Американські мікробіологи розшифрували складну систему взаємин між 185 генетичними лініями (штаммами) морських бактерій Vibrio, які поділяються на 9 «екологічних популяцій», пов'язаних генетичною спорідненістю і схожими екологічними перевагами. Виявилося, що 44 % штамів виділяють антибіотики, які пригнічують ріст одного або декількох інших штамів. У більшості випадків антибіотики діють лише на представників чужих популяцій і нешкідливі для «своїх», тобто міжгруповий антагонізм переважає над внутрішньогрупових. Це дозволяє говорити про своєрідну внутрішньогрупову кооперацію, яка захищає бактеріальні спільноти від експансії чужинців[2].

Аналіз мережі антагоністичних взаємодій показав, що міжгруповий антагонізм різко переважає над внутрішньогруповим. У більшості випадків бактерії захищені від антибіотиків, вироблених іншими представниками тієї ж популяції, але часто виявляються беззахисні перед «чужими» антибіотиками.

Результати проведених досліджень показують, що природні популяції вібріонів мають внутрішню структуру, засновану на кооперації. Це допомагає мікробним популяціям протистояти конкурентам. Кооперація полягає в тому, що деякі мікроби (P) виробляють антибіотик, який захищає популяцію від вторгнення чужаків. Інші мікроби (R) стійкі до цього антибіотика, але самі його не виробляють. Таким чином, вигоду від антибіотика отримують всі члени спільноти, але не всі несуть тягар витрат на його виробництво. «Кооперація» виходить якась однобічна: поки одні витрачають свої ресурси на виробництво суспільно-корисного продукту, інші живуть на готовенькому. При бажанні, звісно, можна назвати такі взаємини кооперативними, але швидше тут напрошується аналогія з альтруїзмом і нахлібництвом (схожа ситуація описана в замітці «Альтруїзм у бактерій допомагає їм протистояти антибіотикам», «Елементи», 07.09.2010).

Виноски[ред.ред. код]