News Release

新发现的作为毒素“工厂”的细菌阐释了藻类猎物和软体捕食动物的防御策略

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

研究人员发现了一种独特的共生关系,它并非存在于2种——而是3种海洋生物之间,这些生物都基于一种新的能产生防御性毒素的特化细菌。据Samantha Mascuch和Julia Kubanek在相关的《视角》中披露,他们的研究第一次回答了这样的问题,即一种有毒的海蛞蝓及其猎取的海藻如何获得了它们的化学防御功能,这为促成珊瑚礁中生物多样性和稳定性的微生物复杂互动提供了线索。Mascuch和Kubanek写道:“[研究人员]第一次证明了与已经在海洋无脊椎动物中被表征的细菌的相同共生关系,其所产生的具生物活性的化学物质也会发生于一种真核海藻中。”许多海洋生物会通过累积有毒的小分子来抵御捕食动物,这些小分子的保护作用可长期存在于食物链中。例如,羽藻属中含有一种名叫kahalalide F(KF)的毒素,它能赶走大多数的捕食动物,但一种名叫Elysia rufescens的海蛞蝓却能进食羽藻并从中获取相同的防御裨益。科学家们怀疑,KF和相关的毒素源自共生菌,但产生这些毒素的细菌却依然成谜。Jindong Zan和同事从夏威夷檀香山的某次藻华中采集了新鲜的羽藻样本;结果发现,这些羽藻中含有一种不为人知的菌种;他们将其命名为Candidatus Endobryopsis kahalalidefaciens(Ca. E. kahalalidefaciens),后者会产生一系列有毒的kahalalides。对Ca. E. kahalalidefaciens基因组所做的分析显示,该菌缺乏合成氨基酸的完整通路,因此它无法独立生存,表明它的演化是为了填补一个特别的作为羽藻毒素工厂的利基。Zan等人意外地观察到,E. rufescens缺乏任何致力于共生的器官,但它却仍然能通过进食羽藻及消化该细菌而劫持KFs。作者说,在此描述的间接防御机制或能帮助解释在软体动物中发现的其它化学物质的起源。

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