细菌如何喂养整个扁虫

在温暖的沿海水域的沙质底部生活着Paracatenula-一种既没有嘴也没有肠道的小蠕虫。尽管如此，由于Riegeria是一种能够填充微型蠕虫体内大部分细菌的细菌，它没有任何东西。Riegeria照顾它的主人 - 它是农夫，军需官和厨师。由马克斯普朗克海洋微生物研究所领导的研究团队研究人员现在破译了细菌如何为蠕虫提供营养。

无论是在远征南极洲，太空旅行还是露营 - 如果我们无法从周围环境中获取食物，我们必须收拾食物。来自不来梅的研究人员现在在地中海的厄尔巴岛附近的沙质海床中发现了一个令人震惊的细菌供应商。一种单一的共生细菌为它的宿主提供它所需要的一切 - 如此完美，它的宿主，称为Paracatenula的微小蠕虫，不再有口腔或肠道。细菌甚至可以为食物提供便利的食物。

完美匹配：共同使用5亿年

细菌和蠕虫已经成为一对夫妇至少5亿年。这些年来，共生体已经减少了它的基因组，并且只保留了基本功能。尽管如此，它还为蠕虫提供了茁壮成长所需的一切。“共生体的食品包装肯定含有脂类和蛋白质，但也可能包含糖和脂肪酸，维生素以及许多其他能源和生物质供应物质，”该研究的发起人兼负责人Harald Gruber-Vodicka说。“在任何其他共生中我们都没有看到这样的事情 - 尽管基因组减少了，但是一种细菌可以产生许多不同的物质，并使它们可供宿主使用”。

当植物使用光作为生物质生产的能源时，共生体在称为化学合成的过程中使用化学能。它们将二氧化碳转化为有机化合物，其能量来自硫化氢，硫化物是沉积物中常见的化合物，带有臭鸡蛋的气味。然后这种有机物作为食物供给宿主。

Paracatenula共生中的可持续收获

对于科学家来说，一个巨大的惊喜是共生体被认为如何供给其宿主的模式。“在迄今已知的所有化学合成共生体中，宿主消化细菌以获取其营养物质，”OliverJäckle解释说，他作为博士论文的一部分进行了研究。“其他化学合成共生体还使用所谓的转运蛋白，为宿主提供营养。在Paracatenula共生中，我们没有大量发现。一切都指向不同的机制。”在他的论文完成之前不久，Jäckle和Gruber-Vodicka在他们的同事Niko Leisch和他的电子显微镜工作的帮助下才能解决这个难题：细菌为蠕虫提供了许多小的，液滴状的囊泡“这有点像果园，“Gruber-Vodicka描述了这一观察结果。”细菌不断结出果实，蠕虫就会收获。在其他共生中，它更像是收获玉米地，它们的细菌被完全割下来，蠕虫消化了大部分细菌细胞。这强调了成像分析如何成为深入理解细菌 - 动物相互作用生理学的关键。“

本研究为细菌与无肠宿主之间的共生关系提供了前所未有的见解。除了成像之外，与类似共生的广泛比较，例如来自贻贝或管虫，有助于对这种共生的详细理解。“我们的跨学科工作，将基因组学与生物化学和电子显微镜研究以及生理实验相结合，使我们能够看到在不同角度的共生中，“正如Jäckle指出的那样。Jäckle将这些见解与耐心相结合，在实验室中成功保留和培养Paracatenula已有三年多了。

基于这些令人兴奋的结果，Jäckle，Gruber-Vodicka及其同事现在计划使用蠕虫的基因组来更密切地研究它的作用。“蠕虫无法排泄，但也似乎没有某种细胞垃圾箱。细菌提供的所有东西显然都被蠕虫使用，无论如何，”Gruber-Vodicka说。研究的另一个途径来自Paracatenula不仅发生在地中海的事实。研究人员从全球多个地点收集了这些信息。他们目前正在比较来自不同主机的共生关系物种解决了食物供应，以及这些过程如何在几千万年前分裂成不同物种的Paracatenula谱系中进化。

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