你很特别。你是一个有想法、有感情、有自己独特经历的个体。
你是如此温暖和潮湿——这是数万亿微小细菌的流动栖息地。你的皮肤,你的毛囊,你的内脏,都爬满了小有机体太小而看不见或感觉不到。
嘘,没关系。这样比较好。事实上,你很有可能不会你 没有他们。但其中一些小微生物非常奇怪——不断进化并适应人体提供的独特环境。
科学家发现,其中之一是生活在口腔中的细菌。奈瑟菌科是一个微生物家族,其中包括大约一半的人类中发现的毛虫形属,新的研究表明,它们进化出这种体形是因为它更适合人类口腔的环境。
这非常漂亮,为我们提供了一些有关口腔生物多样性的宝贵信息。
它还对细菌适应性的研究有影响——这对于理解如何开发更有效的抗菌剂来消除体内感染非常重要。
“我们的工作揭示了细菌多细胞性和纵向分裂的进化,”写团队该研究由奥地利维也纳大学的细胞生物学家 Silvia Bulgheresi 和法国国家科学研究所 (INRS) 的微生物遗传学家 Frédéric Veyrier 共同领导。
“[它]表明奈瑟氏菌科的成员由于其形态可塑性和遗传可追溯性可能成为研究这些过程的良好模型。”
尽管您的口腔似乎是微生物生存的好地方,但它并不是最舒适的环境。随着新细胞取代它们,口腔内表面的细胞不断脱落,而唾液使东西变得非常滑。
这使得任何爬行的东西都更难找到食物(公平地说,这似乎并没有减慢它们的速度——人类嘴里生活着大约 700 种生物)。
Bulgheresi、Veyrier 和他们的同事认为,这可能就是一些奈瑟菌科物种发展出一种有趣的繁殖方式的原因。
首先,研究小组使用电子显微镜详细研究细菌形状,使用荧光了解细胞生长。
然后,他们对杆状奈瑟氏球菌科进行基因改造,看看它们是否能够重现从杆状生物到在人类口腔中蠕动的毛毛虫状簇的进化过程。
他们的研究表明,这些生物体实际上是从杆状祖先进化而来的。
如今,细菌沿着其纵轴或身体的长度分裂。
但是,单个细菌并没有分离,而是保持彼此附着,形成一个被共享外膜包裹的分段簇,有点像细菌版本的rolly-polly吉祥物,喝醉了。
这个微小群体中的一些微生物也呈现出不同的形状,也许是为了发挥不同的、独特的作用,使该群体受益。这可能是生物体如何从单细胞生物进化为多细胞生物的一个例子。
“多细胞性使细胞之间的合作成为可能,例如以劳动分工的形式,因此可能有助于细菌在营养压力下生存,”研究人员在论文中写道。
该团队无法复制多细胞物种的簇状形状,例如剑贝形龟或者西蒙西埃拉·穆勒里,也许是因为他们无法引入导致当前毛毛虫形状的所有遗传事件。但这项工作确实产生了更长、更薄的单个细胞。
“我们推测,在进化过程中,通过延长和分裂过程的改造,细胞形状发生了变化,也许是为了在口腔中更好地生长,”维里尔说。
研究人员指出,需要遗传工具来更详细地探索细菌。
然而,除了更好地理解它们与其(相对)巨大的哺乳动物宿主共生关系的机制之外,进化方法可能是研究这些微小生物及其工作方式的补充方法。
该研究发表于自然通讯。