Neviditelná chobotnice
VIDEO: Svítící bakterie chrání chobotnici před nepřáteli

Chcete se přestěhovat do chobotnice? Není nic snazšího. Naučte se přepínat jednotlivé geny v jejích buňkách tak, aby vám sama pomáhala. Fosforeskující bakterie to umějí.

Havajská chobotnice sepiola kropenatá (Euprymna scolopes) se schovává před dravci ve vlastním světle. Hostí fosforeskující bakterie, díky nimž se dá při pohledu zespoda tělo hlavonožce jen obtížně odlišit od mořské hladiny prozářené svitem měsíce. Chobotnice se proto může nerušeně vznášet ve vodním sloupci, aniž by něco připlavalo a schlamstlo ji. Její mikroskopičtí souputníci jsou bakterie Vibrio fisheri. Za služby jim hlavonožec platí cukry a aminokyselinami. V. fisheri dokáže přežít i sama, život v chobotnici je pro ni ale nejspíš pohodlnější.

Svítící orgány sepioly dokáže V. fisheri kolonizovat jako jediný mikrob přítomný v mořské vodě. Bioložka Margaret McFall-Ngaiová (mluví v prvním z přiložených videí) z univerzity Wisconcin-Madison studuje vztah mezi chobotnicí a mikrobem už téměř čtvrt století. Ve své poslední práci, která jí společně se čtrnácti dalšími spolupracovníky vyšla v časopise Cell Host & Microbe, se zaměřila na samý počátek symbiózy.

Živá svítilna

Bakterie dokáže změnit chování buněk svého hostitele, jak se jí to hodí. Sami vědci považují za nejdůležitější poznatky ze svého nového výzkumu dvě věci. Za prvé: ke změně chování buněk chobotnice stačí už jen tři až pět bakterií. Za druhé: jakmile se mechanizmus symbiózy spustí, chobotnice sama naviguje bakterie V. fisheri do nitra svého maskovacího zařízení.

Hlavonožec nevlastní bakterie od vylíhnutí. Život začíná ve vajíčku, oddělený od zbytku světa jeho sterilní stěnou. Teprve po vylíhnutí přijde do kontaktu se spoustou mikrobů rozptýlených v mořské vodě. Ze všech jejich druhů se jedině V. fisheri usadí ve světélkujícím orgánu na jejím hřbetě.

Musí se napřed uchytit ve slizu, který ho obklopuje, a pak protáhnout úzkými otvory dovnitř. Jakmile dosáhne místa určení, začne se množit, aby ho vyplnila. Bude sloužit jako generátor maskovacích paprsků po zbytek života zvířete.

Setkání s bakterií ovlivní v buňkách světélkujícího orgánu aktivitu 84 genů. Část z nich souvisí s imunitním systémem hlavonožce. Vědci si myslí, že by chobotnice mohla sliz obohacovat o látky škodlivé pro jiné mikroorganizmy, než je její symbiont V. fisheri. Orgán tak zůstane obyvatelný jen pro bakterii, která je sepiole užitečná.

Turistická značka

Další z genů, které V. fisheri ve svítícím orgánu hlavonožce spouští, slouží jako recept na výrobu enzymu EsChitotriosidázy. Enzym štěpí velké molekuly chitinu na menší molekuly chitobiozy. Ta bakterie přitahuje. Jakmile se s ní setká, začne se pohybovat směrem, odkud přichází. Nejvíc chitinu, je okolo vstupu do svítícího orgánu sepioly. Když k němu bakterie dorazí, spustí v jeho buňkách další štěpení chitinu na chitobiozu, které přitahuje její další sestry.

Problematika vzájemných vztahů a komunikace tichomořských chobotnic s jejich bakteriálními symbionty může leckomu připadat odtažitá. I my ale hostíme množství mikrobů, kteří ovlivňují biochemické procesy v našich buňkách. Je proto možné, že při studiu sepiol narazí výzkumníci na něco, co by mohlo být užitečné i lidem.