Luke 19: Holy Night, HoloBiont

19/12/2020

Holobiont er et relativt nytt biologisk begrep og konsept som får stadig mer oppmerksomhet etter hvert som man forstår hvor viktig og altomfattende det er. En holobiont består av en vert, for eksempel tang eller tare (siden det er min type favoritt-vert), og alle de forskjellige (mikro)organismene som lever sammen med denne verten.

Hva gjør de alle sammen?

De fleste vet hvor viktige mikroorganismer som bakterier og virus er for oss mennesker, både på godt og på vondt. Sånn er det også for tang. De mikroorganismene som lever i tett samspill med en tang-vert, sier vi at lever i symbiose med tangen. Men, hva gjør mikroorganismene i dette samspillet? Hvordan påvirker de tangen? Funksjonelt sett befinner disse mikroorganismene seg et eller annet sted langs det vi kan tenke på som en slags symbiose-gradient.

På den ene siden av gradienten finner vi det vi kaller mutualistisk symbiose. Mutualisme er et vinn-vinn forhold hvor både mikroorganismen og verten får noe positivt ut av å leve sammen. Tangen er helt avhengige av mutualistiske bakterier, for eksempel for å kunne utvikle seg normalt fra tangbaby til et voksent tangindivid. Forskere har gjort forsøk hvor de har dyrket tang i laboratorier under sterile forhold, det vil si uten bakteriene som tangen vanligvis lever sammen med. Uten disse mutualistiske bakteriene ble morfologien (dvs utseendet) til tangen helt annerledes – de klarte ikke å danne blader og stilk, men så mer ut som en klumpete, ustrukturert haug!

Noen mutualistiske bakterier kan også beskytte tangen mot angrep fra parasitter og patogener som kan skade tangen. Forskere har også funnet ut at tang skiller ut kjemiske «luktsignaler» som tiltrekker seg denne typen gunstige bakterier, for å sikre at de får de partnerne de trenger i forsvarsverket sitt.  

Men, selv om tangen er omgitt av samarbeidspartnere som er klare til å forsvare verten sin, så er det er ikke alltid de klarer det. Noen ganger kan dette skyldes en tilstand som vi kaller dysbiose, som vil si at det er en ubalanse i samfunnet av mikroskopiske symbionter. Denne ubalansen kan for eksempel være forårsaket av klimaendringer. Økt temperatur eller surhetsgrad i vannet kan føre til at noen av tangens mikroskopiske samarbeidspartnere ikke lenger trives. Under dysbiose vil tangen være mer utsatt for angrep fra mikroskopiske parasitter og patogener, og noen av tangens ellers harmløse mikroskopiske partnere kan også endre natur og begynne å angripe verten sin.

Patogener og parasitter finner vi i den andre enden av symbiose-gradienten. Dette er virus, bakterier og andre mikroorganismer som forårsaker sykdom, og i verste fall er dødelige for tangen. I tillegg til at dette er et problem for tangen selv, er det også et problem for akvakulturnæringen som dyrker tang. I oppdrettsanlegg vokser tangindividene tett sammen, og sykdommer kan spre seg lettere (som vi alle vet i disse dager – å holde avstand minsker faren for smitte!). Mange av sykdommene som rammer tang kjenner man foreløpig ikke årsaken til. Vi vet ikke om det er bakterier, virus eller protister som gjør tangen syk, eller om det er en kombinasjon av disse, eventuelt også påvirket av miljøfaktorer.

Starten på en oppdagelsesferd

Hittil har de aller, aller fleste undersøkelser av mikroorganismer som lever med tang fokusert på bakterier. Til dels skyldes dette en viss grad av ensporethet i forskningen; forsking på bakterier fører til mer forskning på bakterier. Men det skyldes også at protister har vært vanskeligere å undersøke med molekylære metoder.

Protister er eukaryoter (de med ekte cellekjerne), akkurat som deg og meg, men protister er hovedsakelig encellede (i motsetning til deg og meg). Når vi ser på det eukaryote livets tre så er alle sopp, landplanter og dyr (fra kråkeboller til reker og blåhval, til geparder, fugler og mennesker) representert med hver sin enkle, lille grein på livets tre. Alle de andre greinene, som hver og især trolig inneholder like stor diversitet som greinene som representerer dyr, sopp og planter, består for det meste av bittesmå, encellede protister.

Det Eukaryote Livets Tre. Illustrasjon laget av Krauzer

Vi vet at protister også er en del av tang-holobionten. Selv om vi ikke vet så mye om hvem de er og hva de gjør i samspill med tangen, så betyr ikke dette at protister er mindre betydningsfulle. Forskning på protister i et holobiontperspektiv er som en god gammeldags oppdagelsesferd, du vet aldri hva du finner!

Til slutt, det som er det aller viktigste i forståelsen av holobionter, om man er økolog eller molekylærbiolog eller noe helt annet, ikke glem at alle komponentene/byggeklossene i en holobiont henger sammen, interagerer og utgjør et eget lite økosystem i det større økosystemet det er en del av.  

Videre lesing:


Denne luken er skrevet av Marit F. M. Bjorbækmo. Marit er utdannet marin molekylærbiolog ved Universitetet i Oslo. Nå jobber hun på The Natural History Museum i London, som postdoctoral researcher på prosjektet Global Seaweed Star hvor hun undersøker rødalge-holobionter fra forskjellige steder i verden.


Denne posten ble skrevet av: Marinbiologene


Synes du vi gjør en god jobb? Du kan støtte arbeidet:

50kr 200kr