Lechtivé tajemství: Bakterie produkují afrodiziakum, po kterém se prvoci dostávají do varu

- Příroda autor: Jan Toman

Celá řada objevů, od výroby porcelánu až po fungování antibiotik, vznikla úplnou náhodou. Zdá se, že dalším z dlouhé řady takových překvapení bude role, jakou hrají bakterie v pohlavním životě prvoků, které dokážou dostat do varu. Proč ale bakterie takto prvoky manipulují? Nebo jsou to snad prvoci, kdo reaguje na bakteriální signály?

Bakterie nutí trubénky ke shlukování a pomocí afrodiziaka v nich probouzejí chtíč

Bakterie nutí trubénky ke shlukování a pomocí afrodiziaka v nich probouzejí chtíč,zdroj: Arielle Woznica/University of California v Berkeley

Skupina amerických badatelů zjistila, že některé bakterie mohou vyvolat u trubének, nejbližších jednobuněčných příbuzných živočichů, sexuální šílenství. Aby toho nebylo málo, vědcům se dokonce podařilo látku, která má na prvoky afrodiziakální účinky, uměle vytvořit a následky jejího použití replikovat.  

Trubénky jsou drobní, bakteriemi se živící, prvoci, kteří často vytvářejí větší i menší, přisedlé i volně plovoucí kolonie. Jejich buňka s límečkem a jedním bičíkem, látky, kterými jsou buňky v koloniích spojené, podobnost trubének jednoduchým mořským houbám a genetické znaky jasně ukazují na blízkou příbuznost mnohobuněčným živočichům.

Moderní výzkumy dokonce ukázaly, že se jedná o skupinu prvoků, která je živočichům vůbec nejpříbuznější. Jednou provždy se tak dostaly do hledáčku badatelů, kteří se specializují na počátky zvířecí evoluce.

S bakteriemi roste sexuální apetit trubének

Jednou z oblastí zvýšeného zájmu se staly interakce mezi trubénkami a bakteriemi. Bakterie tvoří především základ trubénčího jídelníčku. Už dříve se ale podařilo prokázat, že přítomnost bakterií ovlivňuje individuální vývoj trubének i celých jejich kolonií.

Trubénka Salpingoeca rosetta kupříkladu vytváří své charakteristické rosetovité kolonie v přítomnosti látek vylučovaných bakteriemi Algoriphagus machipongonensis. Právě při výzkumu této koloniální trubénky narazili vědci i na další, potenciálně ještě významnější, bakteriální zásah do životního cyklu prvoka. Přítomnost bakterií Vibrio fischeri totiž u této trubénky nápadně často vedla ke zvýšenému výskytu pohlavního rozmnožování.

Bakterie rodu Vibrio nejsou vědcům úplně neznámé. Řada druhů tohoto rodu je častými symbionty či parazity živočichů a samotné Vibrio fischeri hraje zásadní roli ve vývoji světelných orgánů sépií.

Nutí sexuálně líné prvoky k akci

Novinkou je ovšem poznatek, že náhodné přidání těchto bakterií do kultury trubének druhu Salpingoeca rosetta vede k shlukování prvoků do skupin o dvou až padesáti buňkách. Podobné chování přitom nebylo u tohoto druhu trubénky nikdy pozorováno. U dlouhé řady prvoků a mnohobuněčných živočichů ale značí jediné – přípravu k pohlavnímu rozmnožování.

Mikroskopická pozorování původní podezření jasně potvrdila. Buňky se pod vlivem bakterií vzájemně spojovaly, jejich jádra splývala a jeden ze dvou bičíků byl vždy vstřebán. Fakt, že se opravdu jednalo o pohlavní proces, a ne některou z jeho zvláštních obdob, které se někdy vyskytují u prvoků, potvrdily molekulárně-biologické a genetické doklady.

Do té doby byl přitom znám jediný spouštěč sexu u přednostně nepohlavních trubének Salpingoeca rosetta – dlouhá období hladovění. I po jedenácti dnech bez potravy se ale pohlavně množil jen malý zlomek populace, a to ještě velmi neochotně.

Za vše může EroS

V dalším kroku vědci otestovali, jaké látky vylučované bakteriemi působí na prvoky tak afrodiziakálně. Kupodivu se ukázalo, že nejde o žádnou z molekul, které hrají důležitou roli při interakcích se zvířaty. Další testy naznačily, že je kýžená látka pravděpodobně bílkovinné povahy. Přímé zkoušky potom poukázaly na jednu z bílkovin Vibrio fischeri, jejíž funkce byla dosud zcela neznámá. Vědci ji proto pojmenovali "extracelulární regulátor sexu", anglickou zkratkou EroS.

Vědcům se následně podařilo popsat i konkrétní způsob, jakým bílkovina na prvoky působí, a ověřit, že EroS vyvolává shlukování a pohlavní množení trubének také sám o sobě, bez přítomnosti bakterie. Koncentrace, ve které ještě funguje, je navíc tak nízká, že musí hrát významnou roli i ve volné přírodě.

Kamenem úrazu ale zatím zůstává účel tohoto afrodiziaka. U celé řady druhů je spouštěčem pohlavního chování shluknutí velkého množství jedinců na jednom místě. Není tak vlastně hlavní rolí afrodiziaka samotné shlukování trubének? A jedná se o reakci trubének na přítomnost bakterií, nebo nějakou záhadnou bakteriální manipulaci?

Podobnou roli jako EroS, tj. funkci spouštěče pohlavního procesu, většinou mívají druhově specifické feromony, nebo konkrétní změny prostředí. Ztratili příslušníci druhu Salpingoeca rosetta citlivost na tyto podněty, jak by mohla naznačovat jen malá náchylnost k sexu při hladovění, nebo jsme je dosud neobjevili? Jakou roli hraje celý proces ve volné přírodě? Proč reaguje na přítomnost bílkoviny EroS právě a jen druh Salpingoeca rosetta? A jsou podobné jevy v přírodě časté? Na všechny tyto otázky odpoví až další výzkum.

Zdroj: Woznica A, Gerdt JP, Hulett RE, Clardy J & King N (2017): Mating in the Closest Living Relatives of Animals Is Induced by a Bacterial Chondroitinase. Cell, 170.

Tagy: bakterie rozmnožování sexuální chování zvířata a příroda prvoci

Zdroje: vlastní