Kategorie:

Mechowce i Wolbachia – bakteria eliminująca samce. Badają je polscy naukowcy

Niektóre bakterie mogą przyczyniać się do eliminacji samców wśród bezkręgowców. Mogą być też wykorzystywane do ograniczania liczebności owadów przenoszących wirusa Denga czy wirusa Zika. Niektóre z nich zasiedlają drobne pajęczaki – roztocze. Badają je polscy biolodzy.
Mechowce Wolbachia
Oppiella nova – pierwszy gatunek mechowca, u którego wykryto bakterie Wolbachia.
Autor: M. Maraun; Żródło: http://salamon-oekologie.de

Zapytalibyście,
co ma wspólnego Wolbachia z fabułą
filmu „Seksmisja”? Są to bakterie, które bytują w różnorodnych komórkach bezkręgowców
i w drastyczny sposób zmieniają ich biologię, mogąc prowadzić do zmniejszenia
udziału samców w poszczególnych populacjach gospodarzy. Bakterie Wolbachia występują u mechowców (Oribatida)
– stawonogów należących do roztoczy – nawiązując z nimi symbiotyczne relacje. Bada je
zespół naukowców z Wydziału Biologii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w
Poznaniu
(UAM), w którego skład wchodzi Edyta Konecka z Zakładu
Mikrobiologii oraz Ziemowit Olszanowski z Zakładu Taksonomii i Ekologii
Zwierząt.

Wolbachia
i mechowce

Wolbachia to proteobakteria, która zasiedlać
może różne bezkręgowce, takie jak skorupiaki, owady, pajęczaki, nicienie i prowadzić
na różne sposoby do zmniejszenia liczebności samców. Może na przykład
eliminować męskie osobniki albo je feminizować. Może również uniemożliwiać
zakażonym samcom rozmnażanie z jakimikolwiek samicami. W dłuższej perspektywie
sprawia to, że dany gatunek może zacząć się rozmnażać partenogenetycznie – bez udziału
samców. Spekuluje się, że obecność bakterii
Wolbachia
i przekazywanie jej kolejnym pokoleniom może dawać różne korzyści
ewolucyjne, takie jak na przykład łagodniejsze przechodzenie niektórych
infekcji wirusowych czy pomoc w dostarczeniu niedostępnych lub trudno dostępnych
wcześniej związków, jak na przykład witamina B2 (ryboflawina).

Przeczytaj także: Czym się różni pajęczak od pająka?

Wolbachia dzięki swoim oddziaływaniom na
zwierzęta bezkręgowe może być wykorzystywana do regulowania ich liczebności. Ma
to szczególne znaczenie przy zapobieganiu rozprzestrzeniania przez bezkręgowce
mikroorganizmów chorobotwórczych dla człowieka lub bezkręgowców niebezpiecznych
samych w sobie. Łatwiej jest na przykład zabić obligatoryjnie symbiotyczną dla
nicienia bakterię Wolbachia, a „przy
okazji” szkodliwego nicienia, niż stosować bardziej szkodliwe związki by uśmiercić
robaka bezpośrednio. Ze względu na to, że Wolbachia
występuje u komarów, jej obecność może być wykorzystywana przez biologów do
zwalczania tych, które przenoszą wirusa Denga bądź wirusa Zika. Programy oparte
na takim rozumowaniu przeprowadzano w ostatnich latach w Ameryce Południowej.

Przeczytaj także: Partenogeneza. Czy para mężczyzn mogłaby mieć wspólne biologiczne dziecko?

Część
tej historii stanowią mechowce. Są to roztocze o wymiarach ciała od 0,2
milimetra do około 1,5 milimetra, bytujące w glebie (znajdywane także w mchach,
od czego wywodzi się ich nazwa) i będące destruentami – rozkładają martwą
materię organiczną (nie są pasożytami wbrew powszechnemu skojarzeniu z
roztoczami, żywią się za to czasem również mikroorganizmami). Stanowią niemałą
część biomasy glebowej w lasach w umiarkowanej strefie klimatycznej, czyli
takiej jak nasza. Szacunkowe liczby mówią o setkach tysięcy mechowców na metr
kwadratowy organicznej warstwy gleby. U części gatunków mechowców
zidentyfikowano rozmnażanie się bez udziału samców.

Wolbachia,
mechowce i polscy naukowcy z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza (UAM)

Naukowcy
z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu (UAM) badają mikroorganizmy
wewnątrzkomórkowe u mechowców. Chodzi przede wszystkim o bakterię Wolbachia współżyjącą z tą grupą
zwierząt. Ziemowit Olszanowski i Edyta Konecka robią to wykorzystując tradycyjne
biologiczne badania terenowe oraz nowoczesne metody genetyczne. „Endosymbiontów
nie można hodować poza organizmem eukariotycznym przy zastosowaniu
konwencjonalnych technik bakteriologicznych w warunkach laboratoryjnych. Ich
identyfikacja, badania populacji oraz analiza rozprzestrzeniania się zakażenia
bakteryjnego jest możliwa przy zastosowaniu metod biologii molekularnej
opartych na łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR, ang. Polymerase Chain Reaction).
Badania są niezwykle żmudne, czaso- i kosztochłonne” – mówi Edyta Konecka.
Jak
zatem wyglądają takie badania? „W ciągu roku zbieranych jest kilkadziesiąt prób
gleby, ściółki i mchów z różnych rejonów Polski, z których izoluje się zwykle
osobniki mechowców reprezentujących od kilku do kilkunastu gatunków” – opisuje
Ziemowit Olszanowski. „Następny etap to izolacja DNA. W próbce wyizolowanego
DNA obok materiału genetycznego poszukiwanej bakterii endosymbiotycznej jest
także DNA innych mikroorganizmów stanowiących mikrobom bezkręgowca oraz DNA
samego gospodarza. Obecność materiału genetycznego różnych organizmów w jednej
próbie znacznie utrudnia poszukiwania drobnoustrojów wewnątrzkomórkowych. Następnie
bakterie są charakteryzowane w oparciu o sekwencje genu 16S rRNA oraz genów
podstawowego metabolizmu komórki” – dodają naukowcy z UAM.

Przeczytaj także: Genetyka „dla zabieganych”, czyli jak zrozumieć podstawy genetyki

Współpraca
mikrobiolożki z taksonomem zaowocowała nowymi odkryciami. Udało się dotychczas
wykryć występowanie bakterii Wolbachia
i opisać ją u czterech gatunków mechowców: Oppiella
nova
, Gustavia microcephala, Ceratozetes thienemanni, a także Damaeus onustus. „Zakażenie bakteryjne u
ostatniego z wymienionych gatunków roztocza zostało opisane przez Aleksandrę
Jagiełło w ramach pracy licencjackiej zrealizowanej w Zakładzie Mikrobiologii
UAM” – wspomina Edyta Konecka podkreślając, że wkład w te badania mają też najmłodsi
naukowcy. Oprócz bakterii Wolbachia, u
mechowców udało się znaleźć także bakterie z rodzaju Cardinium. „Endosymbiotyczne mikroorganizmy wykryto zarówno u
gatunków mechowców, które rozmnażają się płciowo (G. microcephala, A.
coleoptrata
, D. onustus), jak
również u roztoczy rozmnażających się partenogenetycznie (O. nova, C. thienemanni),
co sugeruje inną funkcję bakterii niż indukcja partenogenezy u Oribatida.
Wstępne wyniki dotyczące występowania i powiązań filogenetycznych bakterii
wykrytych u mechowców zachęcają do kontynuowania badań wyjaśniających rolę
bakterii u mechowców” – podsumowuje Ziemowit Olszanowski.

Dlaczego warto badać
bakterie Wolbachia?

Dlaczego
w ogóle warto badać bakterie z rodzaju Wolbachia?
Oprócz pozyskiwania podstawowych informacji na temat życia na Ziemi i
rządzących nim reguł, uzupełniania genetycznych baz danych czy
mikrobiologicznych i zoologicznych podręczników „praca naukowca jest niezwykle
fascynująca również ze względu na nieoczekiwane wyniki prowadzonych badań.
Podczas poszukiwań Wolbachia, wykryto
nieznaną dotąd bakterię u mechowca A.
coleoptrata
wyizolowanego z próby mchów zebranej w lesie mieszanym w pobliżu
Ostrowca Świętokrzyskiego. Analiza podobieństwa sekwencji 16S rRNA bakterii
wykrytej u A. coleoptrata i sekwencji
genów zdeponowanych w bazie GenBank wykazała m. in. wysoki stopień podobieństwa
sekwencji mikroorganizmu u roztocza i endosymbiotycznych drobnoustrojów ameby i
pantofelków: Nucleicultrix amoebiphila
oraz Gortzia sp.” – uzupełniają
badacze z UAM zwracając uwagę, że mikroorganizmy te bytują w jądrach
komórkowych gospodarzy i mogą być endosymbiontami mechowców. Teraz czas na
dalsze – niezwykle ciekawe i ważne – badania interakcji między mechowcami i zasiedlającymi
je mikroorganizmami, odkrycie ich dokładnego charakteru i zbadanie przyczyn takiego
stanu rzeczy.
Artykuł
napisałem w ramach współpracy z Uniwersytetem im. Adama Mickiewicza (UAM) w
Poznaniu.

 

 

bioksiążka

 

Najnowsze wpisy

`

Liczba komentarzy: 4 na temat “Mechowce i Wolbachia – bakteria eliminująca samce. Badają je polscy naukowcy

  1. Wiecie dlaczego nikt w Polsce wcześniej nie dokonał tego odkrycia?
    To wszystko przez osoby obierające jajka od tego grubszego końca którzy z powodu swojego oszołomstwa hamują rozwój nauki!

  2. Wszystko byłoby dobrze gdyby nie to że większość mieszkańców Ziemi to płaskoziemscy antyszczepionkowcy co wstrzykują homeopatię

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *