Jak si hlavonožci ochočili světélkující bakterie

Hlavonožci sepioly kropenaté (Euprymna scolopes) žijí v mělkém moři kolem Havajských ostrovů. V dospělosti dosahují délky pouhých 3 centimetrů a hmotnosti asi 2,5 gramu. Jejich přežití v prostředí plném predátorů závisí na dokonalé kamufláži, kterou jim poskytují symbiotické bakterie Vibrio fischeri. Díky jejich světélkování sepioly, které jsou aktivní v noci, vypadají jako odlesky měsíčního světla ve vodě. Pro barakudy a další dravé ryby jsou tak prakticky neviditelné. Symbióza mezi sepiolami kropenatými a bakteriemi Vibrio fischeri je známá už léta. Záhadou ale bylo, jakým způsobem hlavonožci své mikrobiální pomocníky naverbují a poté udržují na svém tělíčku.

Klíčem k jejímu vyřešení je podle vědců z Wisconsinské-Madisonské univerzity barvivo hlavonožců hemocyanin, které je obsaženo v jejich hemolymfě. Jeho primární úloha je stejná jako u krevního barviva obratlovců hemoglobinu - transportovat kyslík z dýchacích orgánů do zbytku těla. Hemocyanin má ale také antimikrobiální aktivitu. Sepioly jej podle vědců využívají k tomu, aby zahubily druhy bakterií, které by těm "přátelským" mohly konkurovat. Světélkujícím bakteriím Vibrio fischeri tak umožní snadnou kolonizaci pokožky v kryptách, které tvoří světélkující orgány sepiol. Jakým způsobem se bakterie Vibrio fischeri vyhýbají antimikrobiálním účinkům hemocyaninu, zatím nevíme. Autoři studie však upozorňují, že selektivní antimikrobiální aktivita, při které jsou některé bakterie ušetřeny, není v živočišné říši ničím neznámým.

To ale není všechno - jakmile světélkující bakterie kolonizují tělo sepioly, začne hemocyanin napomáhat jejich udržování. Bioluminiscence spotřebovává velké množství kyslíku, který pohání chemické reakce. V noci proto sepioly upravují pH uvnitř krypt způsobem, který podporuje uvolňování molekul kyslíku z hemocyaninu. Ty jsou pak k dispozici bakteriím, které je využijí k produkci světla a zamaskování svého hostitele.

Zdroj: University of Wisconsin-Madison, Proceedings of the Royal Society B