Пам'ятають бактерії своїх предків

Уміння відрізняти своїх родичів від чужих могло з'явитися в еволюції різними шляхами.


Ми швидше відгукнемося на прохання про допомогу, якщо до нас звертається близький родич, ніж абсолютно стороння людина. Це можна назвати загальнобіологічним законом: у багатьох видів тварин, відомих своїм соціальним життям, зв'язки між особами збігаються з генетичною спорідненістю - тобто всі члени соціальної групи, які допомагають виживати один одному, є один одному родичами.


Вважається, що родинна взаємодопомога виникла в результаті дії відбору на відповідні гени: якщо у якоїсь особини є генетична схильність до взаємодії з іншими, то взаємодіяти вона буде з тими, у яких є такі ж гени. А схожі гени з найбільшою ймовірністю можна знайти саме у родичів, так що виходить, що соціальна поведінка виявляється пов'язана з розпізнаванням родичів. Звідси випливає, що соціальній перевазі або відторгненню повинні передувати генетичні схожості або відмінності.

Однак експерименти, поставлені дослідниками зі Швейцарської вищої технічної школи Цюріха з бактеріями Myxococcus xanthus, змушують засумніватися в універсальності цього правила. У природі M. xanthus живуть у ґрунті, харчуючись органічними речовинами та іншими бактеріями; якщо поживних речовин багато, вони формують колонії. Якщо дві колонії генетично ідентичних бактерій посадити в один і той же посуд на живильне середовище, то вони рано чи пізно зустрінуться і зіллються разом. Але буває так, що колонії не зливаються, а залишаються ніби розділені якимось невидимим бар'єром - між ними залишається смужка або взагалі незайнятою, або дуже рідко заселеним живильним середовищем.

Щоб зрозуміти, чи обумовлені соціальні уподобання генетичною схожістю або чимось іншим, кілька колоній M. xanthus, які сталися від одного загального предка, вирощували в різних умовах, а потім дивилися, чи знайдуть вони спільну мову з вихідною, предковою популяцією. Виявилося, що приблизно в 2/3 випадків бактерії воліли не змішуватися один з одним, причому така вибірковість явно залежала від умов.

Коли прочитали геном бактерій, то виявилося, що неможливо знайти ніякої загальної мутації, на яку можна було б «звалити» вміння відрізняти «свого» від «чужого». Ті зміни в геномі, які знайшли у розбірливих колоній (і які, здавалося б, могли б пояснити появу соціально розбірливості), знайшли потім і у тих, хто ніякої розбірливістю не відрізнявся. Повністю результати експериментів опубліковані в журналі PNAS.

Виникає відчуття, що вміння відрізняти родича від неспорідненого обумовлено якоюсь «спільністю долі»: одних бактерій доля провела через випробування, які змусили їх забути про предків, інші ж, навпаки, зберегли здатність жити разом з предковою колонією. Якщо ж виражатися не настільки туманно, то означає це ось що: вміння відрізняти близьких від чужих, мабуть, не є універсальною стратегією, яка завжди реалізується за однаковою схемою. Можливо, що така особливість взагалі виникає як побічний продукт якихось змін, які відбулися з популяцією в процесі адаптації до нового середовища. Потім вона цілком може виявитися корисною, але спочатку вона зовсім не обов'язково виникає як певна адаптація, відібрана для вирішення конкретного завдання.

Однак насправді ситуація може бути ще складнішою. У більш ранніх дослідженнях був виявлений ген traA, який якраз допомагав з'явитися спорідненості в M. xanthus. У вищеописаній роботі, нагадаємо, жодних таких мутацій у traA виявити не вдалося. Звідси можна зробити висновок, що родинні уподобання можуть виникати в еволюції і як самостійна адаптація (наприклад, родичі разом краще використовують живильне середовище, і тому відбір сприятиме гену, який допомагає родичам триматися разом), і як наслідок якихось інших змін.


Здатність відрізняти своїх родичів від чужих є у величезної кількості видів, від найпростіших до тварин. І, звичайно, було б цікаво дізнатися, як йдуть справи у ссавців - наприклад, як саме примати раптом зрозуміли, що життя з родичами дає еволюційну перевагу.

За матеріалами The Scientist.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND