среда, 28 марта 2012 г.

Почему бактерии избавляются от нужных генов

Почему бактерии избавляются от нужных геновДля экономии энергии и ресурсов бактерии избавляются от некоторых необходимых генов, если понимают, что рядом есть другие виды, которые могут выполнить ту же работу.

Некоторые бактерии, несмотря на их огромную распространённость в естественной среде, до сих пор не удаётся культивировать в лабораторных условиях. Так, например, обстоят дела с родом Prochlorococcus — морскими микробами, которых называют самыми многочисленными фотосинтезирующими организмами на Земле. Они выполняют бóльшую часть работы по насыщению атмосферы кислородом, океан кишмя кишит этими бактериями, но на протяжении десятилетий попытки вырастить их в искусственных условиях заканчивались неудачей.

Исследователи из Мичиганского университета (США) объясняют это тем, что в природе бактерии взаимосвязаны намного сильнее, чем мы можем представить. Разные виды микроорганизмов буквально не могут обойтись друг без друга. Происходит это оттого, что бактерии избавляются от некоторых генов, если понимают, что другой вид в сообществе способен выполнять ту же функцию. Например, бактерия может не выдерживать даже малых количеств перекиси водорода в среде, но при этом у неё нет никаких генов, чтобы ликвидировать токсичное вещество. Это значит, что микроб целиком полагается на своего соседа, который обезвредит яд вместо него.

Всякая способность, всякая адаптация чего-то стоит: чтобы синтезировать нужный фермент, необходимо потратить ощутимое количество энергии и ресурсов. Ресурсы же конечны, невозможно с одинаковым успехом отбиваться от всех сюрпризов среды обитания. Поэтому бактерии не упускают случая отказаться от лишнего белка, раз уж он всё равно есть у других. Эксперименты показали, что дублирующий ген не приживается, если в сообществе уже есть кто-то выполняющий похожую работу. В итоге может случиться, что всё сообщество окажется в зависимости от одного вида, который обезвреживает токсины.

Статью с описанием своей теории учёные опубликовали в журнале mBio. Они подчёркивают, что это вовсе не предполагает кооперации и даже межвидового взаимодействия, ни о каком симбиозе и речи нет. Бактерии скорее соревнуются, кто быстрее переложит на другого часть своих функций. С другой стороны, тот, кто оказался крайним, становится необычайно важен для сообщества. Такой вид может быть не слишком многочислен, но без него все остальные не выживут. Впрочем, такая эволюционная игра довольно опасна: в ней могут проиграть все, если одновременно «скинут» из своего генома один и тот же ген.

Подготовлено по материалам American Society for Microbiology.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

Создано колесо, способное ехать в любом направлении
Устройство Permoveh, созданное профессором Киотского университета (Япония) Масахару Комори, оснащено колесом, способным, не поворачиваясь, ехать влево или вправо под любым углом. Разработка может найти применение в креслах-каталках и механических погрузчиках, предназначенных для тесных помещений. Профессор Масахару Комори изобрёл своё колесо специально для кресла-каталки Personal Mobile Vehicle ...
  (читать дальше)

В голодные времена рождается больше девочек
Шигэ Сун из Городского университета Нью-Йорка (США) проанализировал данные более чем о 300 тысячах китайских женщин, рожавших в период с сентября 1929 по июль 1982 года, и обнаружил любопытное. В 1958–1960 годах Мао Цзэдун попытался модернизировать экономику Поднебесной, находившуюся в аховом состоянии. Методы, которыми воспользовался вождь во время этого так называемого Большого скачка, вместе ...
  (читать дальше)

Закончены испытания ветряка-аэростата
Не секрет, что с ростом высоты скорость и устойчивость ветров также растёт. Чтобы использовать это, можно ставить огромные ветряки (выше 100 м) или запускать привязной ветряк-аэростат, как это предлагает американский стартап Altaeros Energies. Для коммерчески выгодных скоростей ветра мощность ветряка определяется формулой N = P•S•V³/2. Понятно, что его энергоотдача при этом пропорциональна кубу ...
  (читать дальше)

Дельфины афалины дружат по-человечески
Социальная сеть дельфинов афалин отличается почти «человеческой» гибкостью и открытостью: главным признаком в ней является не территориальная общность, а дружеские связи между особями, живущими на разных территориях. Социальные группы у животных обычно замкнутые, чужих в них не пускают. Если взять, к примеру, шимпанзе, то у них все члены сообщества хорошо знакомы и враждебно относятся к другим г...
  (читать дальше)

Неожиданный результат «химии в одном измерении»
Благодаря своим уникальным свойствам одностенные углеродные нанотрубки (SWNT) считаются многообещающим материалом для электроники, оптики и других областей материаловедения. Когда же учёные из Университета Умео (Швеция) под руководством доцента факультета физики Александра Талызина попытались провести реакцию между инкапсулированным в нанотрубку фуллереном и водородом, произошло нечто совершенно н...
  (читать дальше)

Некоторые формы рака беззащитнее здоровых клеток
Научно-исследовательская группа, возглавляемая учёными из Лестерского университета (Великобритания), показала, что определённые раковые клетки чрезвычайно чувствительны к протеину под названием p21. Этот протеин обычно заставляет клетки всех типов — как нормальные, так и раковые — прекращать деление. Теперь же исследователи сообщают о том, что в некоторых случаях р21 способен ещё и уничтожать онко...
  (читать дальше)

Водомерка подсказала идею создания аэрогеля
Финские исследователи позаимствовали идею шероховатой структуры поверхности нового материала у водомерок (точнее, у их ножек), кои, как всякий знает, способны грациозно скользить по водной глади. Плавучесть разработки была обеспечена, к примеру, за счёт использования растительной целлюлозы. Кроме того, по словам изобретателей, то же свойство, что позволяет материалу плавать, поможет ему действов...
  (читать дальше)

Вши рассказали о социальной жизни лемуров
С помощью меченых паразитов зоологи смогли узнать, как общаются между собой исключительно скрытные коричневые лемуры, обитающие в тропических мадагаскарских лесах. Чтобы узнать побольше о социальной структуре коричневых мышиных лемуров, зоологи из Университета Хельсинки (Финляндия) использовали необычных помощников — вшей. Изучать этих лемуров, живущих в топических лесах Мадагаскара, очень трудн...
  (читать дальше)

Боязнь математики не отличается от других фобий
Психологический феномен боязни математики получил нейрофизиологическое подтверждение. Боязнь математики, при всей своей распространённости, изучена на удивление слабо. Родители и учителя, понятное дело, вообще не слишком верят в то, что такая «боязнь» имеет место. «Просто ленится, двоечник, дать подзатыльник, поставить ”двойку”» — вот и весь разговор, авось к следующему разу и уравнение решит. Н...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)