据加州大学伯克利分校和哈佛医学院的研究人员称,细菌会产生一种分子,这种分子可以刺激动物近亲的有性繁殖。
鞭毛虫是单细胞生物,通常被认为是动物最后的近亲。科学家们对这些微生物非常感兴趣,因为它们提供了对多细胞动物(如人类)从单细胞祖先进化的深入了解。
虽然是单细胞的,但鞭藻可以形成多细胞结构,称为“玫瑰花”,而这项研究的第一作者Arielle Woznica最初研究的正是这些结构。她和她的同事们想了解不同的细菌是如何影响这些多细胞玫瑰花结的形成的,并决定使用费氏弧菌作为一种控制细菌,因为它是已知的不诱导多细胞。
引人注目的是,科学家们很快发现,在这种细菌的存在下,鞭毛虫表现出一种疯狂的群体行为,类似于在交配的变形虫中发现的行为。事实上,进一步的调查表明,鞭毛虫正在进行有性繁殖。这是一个惊人的发现,尽管鞭藻可以在饥饿条件下进行有性繁殖,但这种群居行为在这些生物中从未见过。
接下来,研究小组必须解决的一个重要问题是,究竟是细菌的存在,还是细菌产生的一种分子引发了有性繁殖。研究结果发表在细胞他们的研究表明,当领鞭毛虫被放入先前含有细菌的水中时,它们开始聚集并进行有性繁殖,这表明不是细菌的存在,而是它们产生的一种物质导致了这种行为。然后他们分离出负责的分子,并恰当地称之为EroS:细胞外性调节器。EroS是一种酶,它可以分解长糖分子,使细菌能够进食。然而,与希腊神话同名的EroS一样,它也能引发性吸引。
重要的是,这种性行为是由可能在自然界中发现的EroS浓度引发的,这表明细菌可能会影响它们在野外的交配行为。
研究人员现在想弄清楚EroS是如何刺激这些生物体的有性繁殖的。有趣的是,分子分析表明,ERoS与人类精子头部发现的一种酶相似,这种酶在接触后会削弱卵子的结构,从而使受精发生。EroS在鞭藻中可能有类似的功能,削弱它们的外膜,使有性生殖的融合事件更容易发生。另一种可能性是,EroS正在产生一种信号,触发这些生物体的有性繁殖。
细菌与动物的相互作用已经有数百万年的历史了,科学家们仍在研究这是如何影响我们的进化的。这些结果提供了细菌在与动物密切相关的生物体中引发有性繁殖的第一个例子,研究人员乔恩·克拉迪(Jon Clardy)认为,这“可能是发现细菌影响动物进化的另一种方式的开始”。
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