Mikroskopijne skorupiaki zwane małżoraczkami (zwane także „krewetkami nasiennymi”) ujawniają zaskakujące sekrety symbiozy bakteryjnej w ich układach rozrodczych. Naukowcy z Marine Biological Laboratory (MBL) odkryli, że bakterie z rodzaju Cardinium żyją wewnątrz jaj i tkanek jajników małżoraczków, co odkrycie opublikowano w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society B.
Te bakterie to nie tylko przypadkowi goście; są przekazywane z matki na potomstwo – jest to kluczowa cecha prawdziwej endosymbiozy. Transmisja pionowa wskazuje, że bakterie wpływają na rozmnażanie bezpłciowe u małżoraczków. Chociaż w badaniach nad małżoraczkami zwrócono uwagę na symbiozę bakteryjną, ten rodzaj bliskiej interakcji był szeroko badany u innych stawonogów, takich jak owady.
Weźmy na przykład komary. Wiadomo, że są siedliskiem bakterii Wolbachia, które odgrywają rolę w rozmnażaniu komarów i są nawet uważane za narzędzie do kontrolowania rozprzestrzeniania się chorób przenoszonych przez komary. Odkrycie podobnych procesów u małżoraczków otwiera nowe możliwości zrozumienia endosymbiozy u stawonogów wodnych, które stanowią integralną część sieci pokarmowych ekosystemów świeżych i morskich.
Wielopoziomowa współpraca prowadzi do nieoczekiwanych odkryć
Te uderzające obrazy bakterii żyjących wewnątrz małżoraczków są wynikiem długoterminowej współpracy między naukowcami z MBL i spoza niego.
Isa Schön, starsza badaczka w Królewskim Belgijskim Instytucie Nauk Przyrodniczych, dołączyła do IBL jako Whitman Fellow w 2022 r., a jej celem było ustanowienie małżoraczków jako nowego modelu badań. Skoncentrowanie się na mniej tradycyjnych tematach jest ważne, ponieważ większość badań biologicznych opiera się na zaledwie kilku znanych gatunkach, takich jak muszki owocowe czy myszy. Schön podkreśla: „Na badaczy królestwa zwierząt czeka jeszcze wiele odkryć”.
Aby określić lokalizację tych symbiotycznych bakterii w małżoraczkach, zespół potrzebował specjalistycznych technik. Wykorzystali mikroskopię fluorescencyjną i mikroskopię konfokalną w Centralnym Ośrodku Mikroskopii MBL, co pozwoliło im na zobrazowanie zwierząt z niewiarygodną szczegółowością. Ta żmudna wizualizacja wymagała unikalnego połączenia kompetencji. Schön i jej kolega Koen Martens, biolog ewolucyjny z Królewskiego Belgijskiego Instytutu Nauk Przyrodniczych, połączyli siły ze Scottem Chimileskim i Jessicą Mark Wells z ADA Forsyth Institute. Chimileski i Wells specjalizują się w obrazowaniu bakterii w złożonych środowiskach, takich jak mikrobiom jamy ustnej człowieka.
„To badanie wykazało, że słodkowodne małżoraczki są pierwszymi w pełni wodnymi żywicielami Cardinium i potwierdzają ich wartość jako modeli w badaniach ewolucyjnych” – powiedział Schön.
Odkrycia te znacznie poszerzają naszą wiedzę na temat symbiozy bakteryjnej w różnych ekosystemach i podkreślają znaczenie badania mniej tradycyjnych organizmów modelowych w naukach biologicznych.
