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粘菌在旅行前也会打包午餐

2019-09-06 85粘菌

有些阿米巴变形虫和许多人一样。旅行前,他们会打包午餐。莱斯大学进化生物学家Joan Strassmann和David Queller1月19日在《自然》杂志上发表的一项研究结果显示,长期研究的社会性盘状阿米巴原虫(通常称为粘菌)通过一种基本的农业形式增加了它们的生存几率。

莱斯大学的研究生Debra Brock是这项研究的主要作者,她的研究发现,一些阿米巴原虫会将它们的食物——特定的细菌——隔离起来,以备日后食用。

美国国家科学基金会(National Science Foundation)环境生物学部门的项目主管George Gilchrist表示:“我们现在知道,原始社会的粘菌在把有益细菌作为食物来源养殖方面存在基因变异。”该部门资助了这项研究。“但问题是,随着便携式食物来源的好处,隐藏有害细菌的代价也随之而来。”

粘菌在旅行前也会打包午餐

研究背景

当这些“农民”变形虫聚集成鼻涕虫后,它们会迁移到其他地方寻找营养——形成一个结果体,或死阿米巴虫的一根茎,顶部有一个含有可育孢子的孢子囊。然后它们将含有细菌的孢子释放到环境中作为持续生长的原料。

这一发现与之前的假设相悖,即所有的“小弟弟”在进入孢子形成的社会阶段之前,都会吃掉眼前的一切。

“非农民”的阿米巴变形虫什么都吃,但是农民们发现它们不吃东西,而且它们的蛞蝓不能走那么远。

粘菌在旅行前也会打包午餐

研究内容

现在挨饿的好处很明显,因为农民能够在非农民几乎找不到食物的环境中茁壮成长。研究人员发现,大约三分之一的野生收集粘菌是农民。

这些阿米巴变形虫不吃它们遇到的所有细菌,而是吃得更少,并将细菌融入它们的迁移系统。

Brock通过对4名农民和4名非农民(对照组)进行抗生素治疗,消除了他们体内的所有活菌,从而表明携带细菌是一种遗传特性。

所有变形虫都是在死细菌上生长的;测试证实它们不含活细菌。当8个克隆体被喂食活菌后,农民们都恢复了在菌落中播种的能力,而非农民们则没有。农民永远是农民;非农民永远不学习。

莱斯大学研究生Tracy Douglas与Brock, Queller 和 Strassmann共同撰写了这篇论文。她证实,农民和非农民属于同一物种,并没有形成一个独特的进化群体。

粘菌在旅行前也会打包午餐

依然神秘的粘菌

研究人员想知道是什么基因差异将农民和非农民区分开来。他们也想知道为什么农民的克隆体不像他们的同类那样迁移得那么远。

他们说,这可能是细菌干扰的结果,或者是一种进化的反应,因为农民自己携带食物供应的种子,不需要走那么远。

此外,Brock说,一些看似无用甚至有害的细菌并没有作为食物被食用,但它们可能具有尚未确定的功能。

Strassmann说,这对于疾病的治疗有一定的意义,例如,它可能为结核病细菌侵入细胞的方式提供线索,在感染宿主的同时,抵抗着破坏它们的企图。

研究结果表明,在自然环境中与野生生物一起工作的重要性,因为野生生物与其生存环境的复杂关系尚未被打破。

引用

National Science Foundation. "Like humans, amoebae pack a lunch before they travel." ScienceDaily. ScienceDaily, 20 January 2011.
www.sciencedaily.com/releases/2011/01/110119162509.htm.

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