Эти существа намеренно изменили структуру своего тела, чтобы лучше выживать в негостеприимной среде человеческой ротовой полости.
Каждый из нас особенный. Вы человек со своими мыслями, чувствами, собственным уникальным набором переживаний. Ваш теплый, влажный внутренний мир — амбулаторная среда обитания для триллионов крошечных микроскопических бактерий. Ваша кожа, ваши фолликулы, ваши внутренности кишат маленькими организмами, слишком маленькими, чтобы их увидеть или почувствовать.
Но не стоит бояться — без них наша жизнь была бы намного более трудной. Но некоторые из этих маленьких микробов довольно странные — они развиваются и адаптируются к уникальным условиям, созданным человеческим телом.
Непрошенные гости
Ученые обнаружили, что один из них — это бактерия, которая живет у вас во рту. Neisseriaceae представляет собой семейство микробов, в которое входят семейства, имеющие форму гусеницы. Их обнаруживают примерно у половины всех людей на Земле, и новые исследования показывают, что они развили эту форму тела, потому что она лучше подходит для окружающей среды в ротовой полости человека.
Это обстоятельство дает нам ценную информацию о биологическом разнообразии нашей ротовой полости. Она также имеет важное значение для изучения бактериальной приспособляемости, что действительно важно для понимания того, как, например, разработать более эффективные антибактериальные средства для избавления организма от инфекций.
По словам команды под руководством клеточного биолога Сильвии Булгерези из Венского университета в Австрии и микробного генетика Фредерика Вейрье из Французского национального института научных исследований, «… члены семейства Neisseriaceae могут быть хорошими моделями для изучения процессов приспособляемости из-за их морфологической пластичности и генетической прослеживаемости».
Как бактерии выживают во рту
Хотя ваш рот может показаться довольно приятным местом для жизни микробов, поскольку в него постоянно попадает пища, на самом деле обитать там не так уж просто. Клетки, выстилающие внутреннюю поверхность вашего рта, постоянно отторгаются, поскольку их место занимают новые, и ваша слюна делает вещи очень скользкими и богата щелочами, которые бактерии не любят.
Несмотря на то, что микробам приходится преодолевать уйму сложностей, это их не останавливает. К настоящему времени ученые насчитали свыше 700 разновидностей микроорганизмов, живущий в одной только ротовой полости человека!
Булгерези , Вейрье и их коллеги считают, что это разнообразие может быть причиной того, что некоторые виды Neisseriaceae разработали интересный способ размножения.
Чтобы проверить свою теорию, команда использовала электронную микроскопию для подробного изучения формы бактерий, используя флуоресценцию, чтобы понять рост клеток. Затем они взяли палочковидные Neisseriaceae и внесли генетические изменения, чтобы посмотреть, смогут ли они воспроизвести эволюцию от палочковидных организмов к гусеничным типам кластеров, которые можно найти извивающимися во рту человека. Их исследования показывают, что организмы действительно произошли от палочковидного предка.
От одноклеточных к многоклеточным
Сегодня бактерии делятся вдоль своей продольной оси или длины своего тела. Но вместо того, чтобы разделиться, отдельные бактерии остаются прикрепленными друг к другу, в результате чего образуется сегментированный кластер, обернутый общей внешней мембраной. Некоторые из микробов в этом крошечном коллективе также принимают разные формы, зачастую для выполнения определенных ролей, приносящих пользу всей группе. Это может быть примером того, как организм эволюционирует из одноклеточного в многоклеточный.
«Многоклеточность делает возможной кооперацию между клетками, например, в форме разделения труда, и поэтому может помочь бактериям пережить питательный стресс», — пишут исследователи в своей статье.
Команда не смогла воспроизвести сгруппированную форму многоклеточных видов, таких как Conchiformibius steedae или Simonsiella muelleri, возможно, потому, что они не смогли воссоздать все генетические события, которые привели к нынешней форме гусеницы. Но работа действительно позволила получить более длинные и тонкие отдельные клетки.
«Мы предполагаем, что в ходе эволюции в результате переработки процессов удлинения и деления форма клеток изменилась, возможно, для того, чтобы они лучше процветали в ротовой полости», — уверяет Вейрье.
Исследователи отмечают, что для более подробного изучения бактерий потребуются более совершенные генетические инструменты. Тем не менее, эволюционный подход может быть дополнительным способом изучения этих крошечных организмов и того, как они работают, в дополнение к лучшему пониманию механизмов, лежащих в основе их симбиотических отношений с их (сравнительно) гигантскими хозяевами-млекопитающими.
