一些鱿鱼与共生细菌合作，共生细菌提供光线，帮助鱿鱼伪装自己。在接受克里斯·史密斯采访时，新罕布什尔大学的谢丽尔·惠斯勒解释了动物与合适的细菌建立正确关系的速度，包括挑选最能发光的突变体……
Cheryl -我们研究的是一种叫做Euprymna scolopes的鱿鱼，更通俗的说法是夏威夷短尾鱿鱼，它生活在夏威夷群岛的近岸地区，它与一种叫做费氏弧菌的细菌有联系。而费氏弧菌是一种生物发光细菌。所以，它产生生物发光或光，当它与鱿鱼联系在一起时，它生活在鱿鱼身体底部的一个特殊器官里。当它在晚上游泳的时候，当它出去寻找配偶或食物的时候，捕食者会坐在珊瑚礁的底部，抬头寻找阴影。当一只乌贼从捕食者的上方经过时，如果它从身体底部发出光线，它看起来就像一束月光，它完全被捕食者伪装起来了。
克里斯:那么，鱿鱼是如何与细菌合作来告诉它，“好的。我现在要灯”?
谢丽尔:好问题。所以当鱿鱼第一次孵化时，它们实际上没有任何生物发光共生体。他们必须从海水中招募它们。它们通过提供细菌可以感知的吸引物来做到这一点，然后它们游进光器官，通过导管进入光器官，然后开始在那里生长。问题是，如果鱿鱼没有选择让谁进入它的发光器官，它很容易让病原体或不属于那里的占有者进入，这不会产生生物发光。所以鱿鱼实际上已经发展出非常精细的特殊机制来识别它的共生体是谁，并且只让它的共生体进入它的发光器官。一旦细菌在那里，鱿鱼就会喂养它当细菌达到一个相当强大的数量时，它就会自动发光，这是通过一种叫做群体感应的方法实现的，细菌实际上是在相互交流，告诉彼此一起开灯。
Chris -所以找到合适的细菌数量找到合适数量的想要合作的细菌对于乌贼的生存以及整个菌株的生存都是至关重要的。
谢丽尔:当然。所以细菌可以生活在鱿鱼的外面，但它们的生活并不好。当然，理论上讲，没有了伪装，乌贼更容易被捕食。
克里斯:那么，你刚才想问的问题是什么?
谢丽尔:我们很想了解鱿鱼是如何识别它们特定的共生体的，以及它们的共生体是如何向它们传达它们是应该被允许生活在那个发光器官中的有益伙伴的信息的?我们通过观察存在于非共生种群中的自然多样性来做到这一点。那么，以前从未见过乌贼的细菌能否通过非常细微的变化和它们的DNA，基本上是通过突变来进化，它们能否找到解决乌贼提供的问题的方法，以防止错误的共生体进入?
克里斯-那你是怎么做到的?拿一些鱿鱼，拿一些细菌，把它们混合在一起，开始一个家庭的成长，然后拿一些细菌，不断重复，慢慢地选择细菌，看看它们是如何变化的。
谢丽尔:嗯，我们认为我们可能要慢慢来，但事实上，它发生得非常快。所以，我们所做的就是提取对鱿鱼没有抵抗力的细菌菌株。我们从海水中提取了从未遇到过乌贼的菌株。我们从其他宿主比如鱼身上提取菌株，在培养皿中培养它们，然后放入一群从未见过共生体的幼乌贼。然后我们让鱿鱼从培养中产生的自然基因多样性中进行选择然后我们通过让鱿鱼排出细菌将它们从这只鱿鱼传递给下一只鱿鱼。这是其中一件事，它实际上成长了一个种群，然后每天早上，它排出或倾倒95%的培养物，这样它们就可以生长出新鲜的培养物，在晚上发出非常明亮的光。所以当它们回到水里的时候，它们可能已经从基因上适应了光器官的环境。
Chris -你说有可能，但这真的发生了吗?你是否看到了这种对乌贼的选择导致了种群的细化?
谢丽尔:当然。这个实验中值得注意的一点是当种群非常大的时候这些突变很可能是在文化中产生的。但第一只乌贼的光器官种群中并不只有有益的突变。这是一个混合人口。对于第二只鱿鱼，我们能够检测到有益的突变，这在最初的接种中简直是大海捞针。
克里斯:是什么改变了?
谢丽尔:这真的很有趣，因为并不是每一种乌贼都有不同的突变。所以，我们同时做了鱿鱼，我们用了几种不同的品种。我们发现，五个谱系获得了有益的突变，这些突变映射到同一个基因上。它们并不是非常戏剧性的突变。它们实际上是微小的点突变——核苷酸的变化。仅仅是这个变化就足以把一个非共生体变成一个真正“厉害”的共生体。
克里斯-喜欢这个短语!所以，这个基因一定有特殊之处。你知道那个基因有什么作用吗?
谢丽尔-是的。这是一种蛋白质，它的作用是关闭行为。这些不是天然共生体的菌株有这种抑制因子阻止了成为良好共生体所必需的特征的表达。突变产生的结果是它们并没有完全消除这种抑制因子的活性。他们只是稍微修改了一下。因此，通过改变这种抑制因子与它的目标相互作用的方式，细菌不仅能够改变一种行为，而且能够改变一系列相互联系的行为，这些行为是成为共生体所必需的。这包括它们的新陈代谢，包括它们产生适当水平光线的能力，一个真正关键的特征是，它改变了它们产生包裹在自己身上的糖衣的方式。它们被称为多糖。这些多糖使细菌形成聚集体或生物膜，保护它们免受氧化应激和化学物质的侵害，也保护它们免受乌贼免疫细胞的侵害。所以当免疫细胞监测到谁进入光器官时，它们就会抓住并杀死任何不合适的细菌。 But this change in the sugary coat of these cells allowed them to slip pass the immune cells and get in to the light organ and do their job as symbionts.
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