Wolbachia - bacterie parazită sau stăpânul muștelor: istorie a descoperirii, structurii și descrierii

Wolbachia este un gen de bacterii gram-negative parazite aparținând familiei Anaplasmataceae

. Conform datelor științifice, până la 20% din diferite tipuri de insecte sunt infectate cu aceasta..

Uneori este numită și „doamna muștelor”, deoarece muștele sunt obiectul ei preferat sau „microb manipulator” datorită capacității de a regla procesele de reproducere și dezvoltare în gazdele lor..

Alături de insecte, alte nevertebrate sunt, de asemenea, susceptibile la infecția cu parazitul: păduchi, păianjeni, nematode (viermi rotunzi) si etc.

Studiază istoria

Această bacterie parazită a fost descoperită pentru prima dată în 1924 de Hertig și Vottlbach în studiul unui țânțar obișnuit și l-a descris în detaliu în 1936 Hertig - i-a dat și numele lui Wolbachia ca un omagiu adus colegului său.

Cu toate acestea, ceea ce este Wolbachia, au început să studieze serios mai târziu și numai după ce a fost descoperit efectul său uimitor asupra proceselor de dezvoltare și reproducere a insectelor..

Mai mult, oamenii de știință chiar nu au fost de acord cu privire la considerarea dăunătoare sau utilă. Această discrepanță se datorează efectelor diferite ale bacteriei parazite asupra diferitelor gazde..

De exemplu, în anii 90, biologii ruși au descoperit că, datorită efectelor Wolbachia, embrionii masculi nu supraviețuiesc în ouăle unei buburuze din specie Adalia bipunctata, în plus, mecanismul de a distinge sexul embrionilor de bacterie și moartea lor ulterioară nu a fost încă clarificat cu precizie.

Studiul acestei bacterii prezintă un mare interes din punctul de vedere al simbiozei care există între gazdă și parazit și, mai mult, din punctul de vedere al legilor generale ale evoluției..

Structura

Studiul a permis identificarea a trei forme de celule caracteristice parazitului:

• sub formă de tije mari cu diametrul de 1-1,8 microni;
• sub formă de bețișoare lungi de 0,5-1,3 microni;
• sub formă de coccoizi - bacterii sferice de 0,25-1 microni.

Genomul este format dintr-un singur cromozom - o moleculă circulară de ADN, care este tipică pentru toate bacteriile.

Secțiunile sale individuale sunt genele acestui microb. Cu toate acestea, acesta este singurul cromozom capabil să aibă un efect fatal asupra gazdelor: îi face să-și schimbe comportamentul și chiar sexul și, în majoritatea cazurilor, are și un efect dăunător asupra bărbaților..

Wolbachia este capabilă să existe doar în celulele organismului gazdă, adică are un tip de reproducere intracelular.

În mod ciudat, nu poate fi cultivat pe medii nutritive, dar linii celulare de insecte sunt potrivite pentru acest lucru.

Transmiterea bacteriilor se realizează „prin moștenire” - de la femelă la copiii ei prin pătrunderea parazitului în ouăle femelelor infectate.

Efecte asupra organismelor afectate

Să aruncăm o privire mai atentă asupra modului în care Wolbachia afectează organismele afectate de acesta și de ce este considerată o bacterie unică.

Acțiunea sa este considerată patogenă și se exprimă în următoarele:

• cel mai frecvent efect este dezvoltarea incompatibilității citoplasmatice, care determină degenerarea rapidă a embrionilor fertilizați de un mascul infectat;
• cu unilateral (masculin infectat + femelă neinfectată) după fertilizare, setul de cromozomi masculi este distrus complet sau parțial;
• cu două fețe, dacă diferite tulpini de Wolbachia parazitează în corpurile partenerilor, atunci reproducerea nu are loc - dacă tulpinile sunt aceleași, atunci un ou normal va apărea din ou, totuși, deja infectat;
• Degenerarea embrionilor masculi (androcide) în diptere, coleoptere și fluturi, ducând la nașterea doar a femeilor;
• reproducerea partenogenetică („partenogenetică” în traducere din limba greacă înseamnă „născută dintr-o fecioară”) datorită duplicării cromozomilor și formării unui embrion diploid feminin, nu masculin, haploid;
• feminizarea masculilor (în principal la păduchi de lemn și unele lepidoptere), adică transformarea lor în femele cu ajutorul unui efect deprimant asupra glandei androgenice și suprimarea acțiunii androgenului, iar în această „femeie falsă” cromozomii rămân bărbați și descendenții se dovedesc, de asemenea, „falși”.

La unele specii de viespi infectate, capacitatea de reproducere sexuală normală dispare cu totul și, după cum au arătat experimentele, chiar și după tratamentul cu tetraciclină, nu este restabilită.

Cu toate acestea, datorită reproducerii partogenetice, această populație continuă să existe, ca și altele care au suferit un efect similar..

Rezultatul nu mai puțin interesant a fost demonstrat de alte experimente - cu transplantul de Wolbachia la păduchi de sex masculin: s-a format un nou fenotip în ele - intersexe cu semne pronunțate ale ambelor sexe.

Cu toate acestea, oamenii de știință observă efectul pozitiv al acestei bacterii uimitoare asupra gazdelor lor..

Capacitatea lor de a se adapta condițiilor schimbătoare de habitat scade inevitabil și, din punct de vedere al evoluției, acest lucru dă un rezultat pozitiv: compoziția speciilor este actualizată mai repede.

Pericol pentru oameni

Deși wolhabia există de aproximativ o sută de milioane de ani, oamenii și alte mamifere rămân imune la efectele sale..

Oamenii de știință explică acest lucru prin faptul că mamiferele sunt protejate de un sistem imunitar mai dezvoltat decât nevertebratele..

Cu toate acestea, alte bacterii - rickettsia, rudele sale apropiate, sunt agenții cauzali ai bolilor, cum ar fi erupția cutanată epidemică, rickettsia transmisă de căpușe și febra patată a Muntelui Stâncos..

Dar dacă o bacterie nu se găsește la o persoană, acest lucru nu înseamnă deloc că nu îi poate face rău..

Cu invazia helmintică și mai ales atunci când o persoană este afectată de nematode din familie Onchocercidae, care se numesc filariae, Wolbachia joacă un rol important. Cu filarioza, helminții afectează organele interne, inclusiv inima, țesutul subcutanat, ochii.

Fără wolbachia, procesul de viață al filariei nu ar fi putut continua. Prin urmare, este firesc să presupunem că, dacă ar fi posibil să se găsească o oportunitate de a distruge bacteriile dăunătoare, atunci filarioza ar fi mai ușor de vindecat..

Concluzie

Parazitul demonstrează o agresivitate persistentă față de masculi până la distrugerea completă sau transformarea lor în femele.

Cum afectează sperma unui mascul infectat, privându-i de capacitatea de a fertiliza un ovul sănătos și, în același timp, păstrând capacitatea de a fertiliza un ovul infectat?

La urma urmei, spermatozoizii insectelor și ale altor victime ale bacteriilor sunt atât de mici încât nu pot pătrunde în interiorul lor..

Oamenii de știință nu au găsit încă un răspuns, precum și răspunsuri la multe alte întrebări pe care le pune această bacterie unică și în mare parte misterioasă..

Dacă feministele înflăcărate ar fi mai interesate de biologie, probabil că ar saluta munca lui Wolbachia ca un campion al matriarhatului. Dar nu are creiere, ceea ce înseamnă că tot ceea ce face este inerent naturii..