毒?什么毒药?一些细菌可能会像自助餐一样将功能强大的毒素沐浴毒龙蛙皮。
毒性毒蛙在皮肤上挥舞着的生物碱化学物质增加居住在那里的微生物种类,研究人员报告12月4日当前的生物学。其中一些微生物甚至似乎在有效的生物碱上用餐。
毒龙蛙(Dendrobatidae)聚集,饮食中的某些有毒昆虫和其他节肢动物。这些化学物质会渗入皮肤,是对捕食者的潜在致命威慑力。生物碱也是抗菌剂,生物学家斯蒂芬妮(Stephanie Caty)想知道它们如何在青蛙皮肤上塑造微生物组。
当她是斯坦福大学的研究生时,Caty和她的同事们从厄瓜多尔各个地方的11种Dendrobatid Frog的皮肤中收集了细菌和真菌样品。研究人员分析了样品中的基因,以确定存在哪些微生物物种。 Caty的团队还测量了青蛙皮肤中生物碱的相对水平,将它们分为高,中和低生物碱。
该团队发现,皮肤上有毒生物碱浓度较高的青蛙物种的细菌和真菌种类的多样性越来越多。当Caty和她的合作者喂食了一种实验室饲养的毒龙蛙,即生物碱Decahydroquinoline或DHQ时,皮肤细菌群落变得比以前更加多样化。
总之,这些发现表明,毒红蛙皮肤的敌对条件产生了一个独特的生态位,其中一部分是微生物的子集。
特别是某些细菌可能正在蓬勃发展,因为它们实际上是以毒素为食的。研究人员将铵和DHQ喂给了皮肤细菌的菌落,这些殖民地经过额外的重量氮和碳的修饰。他们追踪了这些异常元素最终的地方,一些细菌将DHQ碳原子掺入了自己的细胞中。
凯蒂说:“似乎[细菌]使用[生物碱碳]来建立新的细胞材料。”
她说,这并不是细菌吃有毒生物碱的第一个证据,但大自然的例子很少。例如,一些细菌可以分解咖啡因。此外,沙漠伍德拉斯肠道中的微生物从杂色植物中消化毒素,使他们的啮齿动物宿主免于中毒。
德国耶拿(Jena)的Max Planck化学生态学研究所的化学生态学家AndrésBrunetti说,毒dart蛙生物碱几乎总是通过其角色阻止捕食者的角色以及如何从青蛙的饮食中选择的角色进行研究。但是新发现增加了“游戏中的另一个玩家”。
他说:“因此,现在不仅是捕食者,青蛙,螨虫或蚂蚁通过生物碱相互作用,而且是微生物的相互作用。” “这对于理解生态系统的复杂性真的很棒。”
凯蒂说,这些发现开放了许多其他研究途径。例如,毒龙蛙通常对chytrid真菌的感染或死亡具有更大的抵抗力她说。毒素,或者它们调整青蛙的微生物寿命鞘的方式可能会以某种方式提供保护。