Ärvda bakterier nyttigare än andra

Nyttiga bakterier finns hos både djur och växter. Vissa hjälper till att försvara mot parasiter, andra hjälper till med näringstillförseln genom att producera aminosyror, vitaminer eller bidra till fotosyntes. Fram tills nu har ingen vetat varför en del nyttiga bakterier är livsviktiga för värdorganismen medan det knappt märks om andra försvinner.

Charlie Cornwallis, biolog vid Naturvetenskapliga fakulteten i Lund, är en av evolutionsforskarna som kartlagt symbiosen mellan värdorganism och bakterier. Tillsammans med kollegor vid universitet i Oxford har han undersökt 106 symbiotiska förhållanden mellan bakterier och värdar som insekter, maskar, spindeldjur, växter och svampar. Målet har varit att förstå den evolutionära utvecklingen och bakteriernas betydelse för värdorganismerna.

Avgörande hur
Forskningsresultaten visar att sättet på vilket bakterier överförs till en organism till stor del avgör hur viktiga de är för värdens hälsa, inte minst för fruktsamheten. Bakterier som förs vidare från en generation till nästa betyder mer än bakterier som tas upp på annat sätt, exempelvis från den omgivande miljön. Tas de förstnämnda bakterierna bort från värdorganismen så försämras organismens hälsa dubbelt så mycket som när bakterier förvärvade från miljön plockas bort.

Resultaten visar även att bakterier som har betydelse för värdorganismens förmåga att ta upp näring generellt är viktigare än bakterier som exempelvis bidrar i skyddet mot parasiter. Värden har nytta av ”näringsbakterien” hela tiden, medan ”parasitbakterien” bara är viktig då det förekommer parasiter.

Markant skillnad
När forskarna väger samman bakteriernas överföringssätt och funktion blir skillnaden i nytta markant. Värdorganismens hälsa och fruktsamhet försämras tre gånger så mycket då näringsbakterier plockas bort jämfört med parasitbakterier.

– Sammantaget visar våra resultat att värdorganismer är allra mest beroende av nyttiga bakterier som förs över mellan generationer och som har betydelse för värdens näringstillförsel. Det verkar vara ett generellt mönster när vi tittar på alla olika organismer som ingår i studien, säger Charlie Cornwallis.

Även för bakterier som förs vidare mellan generationer är det viktigt med en fruktsam värd med hälsan i behåll. En sådan värdorganism får fler avkommor och för därmed i högre utsträckning bakterierna vidare. Bakterier som överförs via miljön har inte lika mycket att tjäna på att värden har hälsan eftersom det inte betyder något för dem.

– Symbiosens betydelse är nyckeln till att förstå varför evolutionen tagit vissa språng hos en del organismer och arter men inte hos andra, säger Charlie Cornwallis.

Artikel
Forskarna har presenterat resultaten i en artikel online i Nature Communications.

Kontakt
Charlie Cornwallis, universitetslektor (engelskspråkig), Biologiska institutionen, Lunds universitet, tel 046 222 30 26 eller 076 947 89 22, charlie.cornwallis@biol.lu.se