现在,在一篇最近发表在PNAS上的文章中,耶路撒冷希伯来大学 研究人员已经揭示了海洋细菌为什么发光的神秘面纱。它与"壮丽生存"有关。
这篇文章以埃拉特大学海洋科学研究所毕业生Margarita Zarubin在Amatzia Genin教授指导下开展的研究为基础,并与希伯来大学 西尔伯曼生命科学研究所的Shimshon Belkin教授及其学生Michael Ionescu合作开展,其中Amatzia Genin教授是耶路撒冷希伯来大学进化、系统学与生态学系的主任。
他们的研究发现表明,细菌发出的光吸引捕食者,一般是摄食细菌但不能消化细菌的浮游动物。这些细菌继续在浮游动物肠道内发光,这就透露了正在发光浮游动物的存在,反过来,这些浮游动物会被它们的捕食者鱼攻击,这些鱼在黑暗中能容易地锁定那些浮游动物。
在全暗下开展的实验中,他们发现夜行鱼能容易地检测到发光浮游动物并吃掉它们,然而,另一方面,鱼不攻击吞下经基因突变因而不发光的细菌的浮游动物。
以浮游动物为食的夜行鱼的进一步调查研究表明,发光细菌也存活在鱼的整个肠通道内。至于细菌而言,它们进入鱼类消化系统就像是到达天堂一样,那是一相安全、营养丰富的地方,也是一种运输到广阔海洋的方式。
另一方面,这项一些浮游动物被细菌光辉所吸引并食用发光物质的发现似乎与它们自己的生存本能相矛盾,因为这增加了浮游动物被鱼攻击与吞食的机会。调节细菌生物发光的群体感应现象能解释这项发现。浮游动物知道,水中的光暗示存在有表面生长有细菌的丰富有机物。
在漆黑深海中,食物数量非常有限,因此,值得浮游动物冒在接触并吞食具发光细菌粒子时使自己发光的风险,因为难得找到食物的利润要比将自己暴露于相对罕见食性鱼类的危险大得多。(生物谷bioon.com)
doi:10.1073/pnas.1116683109
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PMID:
Bacterial bioluminescence as a lure formarine zooplankton and fish
Margarita Zarubina,Shimshon Belkinc, Michael Ionescuc, and Amatzia Genina
The benefits of bioluminescence for nonsymbiotic marine bacteria have not been elucidated fully. One of the most commonly cited explanations, proposed more than 30 y ago, is that bioluminescence augments the propagation and dispersal of bacteria by attracting fish to consume the luminous material. This hypothesis, based mostly on the prevalence of luminous bacteria in fish guts, has not been tested experimentally. Here we show that zooplankton that contacts and feeds on the luminescent bacterium Photobacterium leiognathi starts to glow, and demonstrate by video recordings that glowing individuals are highly vulnerable to predation by nocturnal fish. Glowing bacteria thereby are transferred to the nutritious guts of fish and zooplankton, where they survive digestion and gain effective means for growth and dispersal. Using bioluminescence as bait appears to be highly beneficial for marine bacteria, especially in food-deprived environments of the deep sea.