Εισαγωγή
Η φύση, κόκκινο στα δόντια και στα νύχια, είναι γεμάτη από οργανισμούς που τρώνε τους γείτονές τους για να προλάβουν. Στα συστήματα όμως που μελετά ο θεωρητικός οικολόγος Χόλι Μόλερ, επίκουρος καθηγητής οικολογίας, εξέλιξης και θαλάσσιας βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα, οι καταναλωτές γίνονται μέρος του καταναλωτή με εκπληκτικούς τρόπους.
Ο Moeller μελετά πρωτίστως τους πρωτιστές, μια ευρεία κατηγορία μονοκύτταρων μικροοργανισμών όπως οι αμοιβάδες και οι παραμέσιοι που δεν ταιριάζουν στις γνωστές μακροσκοπικές κατηγορίες ζώων, φυτών και μυκήτων. Αυτό που τη συναρπάζει περισσότερο είναι η ικανότητα ορισμένων πρωτιστών να συνεπιλέγουν τμήματα των κυττάρων που θηρεύουν. Οπλισμένοι με αυτά τα κομμάτια της λείας τους που λειτουργούν ακόμη, οι πρωτεργάτες μπορούν να επεκταθούν σε νέους βιότοπους και να επιβιώσουν εκεί που δεν μπορούσαν πριν.
Η παρακολούθηση τους δίνει στον Moeller μια ξεχωριστή άποψη για την υποκείμενη δομή των οικοσυστημάτων σήμερα και τις εξελικτικές δυνάμεις που τα δημιούργησαν. Η κλοπή οργανιδίων από τους πρωτεργάτες μπορεί να φαίνεται περίεργη, αλλά τα μιτοχόνδρια στα δικά μας κύτταρα μας σηματοδοτούν ως προϊόντα ενός σχετικού είδους μεταβολικής απόκτησης από τους αρχαίους προγόνους μας.
«Με την ευρεία έννοια, αυτά είναι ερωτήματα σχετικά με το πότε και πώς οι οργανισμοί ειδικεύονται και πώς μπορούν να σπάσουν αυτή την εξειδίκευση αποκτώντας πρόσβαση σε κάτι νέο», είπε. «Για μένα, αυτό το έργο εξετάζει ερωτήματα σχετικά με το πώς οι οργανισμοί επεκτείνουν την οικολογική τους θέση, πώς αυτές οι αποκτήσεις μπορούν να είναι μόνιμες και τι σημαίνει αυτό για το πώς ο μεταβολισμός πηδά στις άκρες των κλαδιών των δέντρων της ζωής».
Quanta μίλησε τηλεφωνικά με τη Moeller για την καριέρα της, την έρευνά της στον επίκτητο μεταβολισμό και τη θεωρητική οικολογία. Η συνέντευξη έχει συμπυκνωθεί και επεξεργαστεί για λόγους σαφήνειας.
Έχετε γίνει πολύ γνωστός στους κύκλους της οικολογίας και της εξέλιξης για την εργασία σας στον «επίκτητο μεταβολισμό». Είναι ένας όρος που καταλήξατε;
Όχι εσκεμμένα. Αυτό εννοώ με τα μέρη του μεταβολισμού σας που δεν είναι κωδικοποιημένα στο δικό σας γονιδίωμα. Αποκτάς πρόσβαση σε αυτά με κάποιο τρόπο συναναστρεφόμενος με άλλο είδος.
Αυτό περιλαμβάνει ορισμένες μορφές συμβίωσης, αλλά είναι κάτι περισσότερο από αυτό. Περιλαμβάνει επίσης πράγματα όπως η απόκτηση χλωροπλαστών, τα ευκαρυωτικά οργανίδια για φωτοσύνθεση, από ληφθέντα θηράματα, ακόμη και οριζόντια μεταφορά γονιδίων, όπου ένα μόνο γονίδιο ή ένα ολόκληρο πακέτο μεταβολικών γονιδίων αφαιρείται από έναν οργανισμό από έναν άλλο.
Έχω εκπαιδευτεί ως οικολόγος της κοινότητας, επομένως με ενδιαφέρουν πολύ οι ρόλοι που παίζουν οι οργανισμοί στα οικοσυστήματα και πώς αυτές οι θέσεις διαστέλλονται και συστέλλονται κατά τη διάρκεια της ζωής τους. Η μελέτη του επίκτητου μεταβολισμού ένιωθε σαν μια φυσική ταίριασμα με αυτό, γιατί έχει να κάνει πολύ με το πώς οι οργανισμοί μπορούν να επεκτείνουν τις θέσεις τους.
Αυτό που έχουν οι άνθρωποι με τα βακτήρια του εντέρου μας είναι αποκτημένος μεταβολισμός;
Νομίζω ότι είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα. Τόσο μεγάλο μέρος της ικανότητάς μας να τρώμε διαφορετικές πηγές τροφίμων και να τις μεταβολίζουμε οφείλεται σε αυτά τα βακτήρια. Μερικές από τις σημαντικές βιταμίνες και συμπαράγοντες που χρειαζόμαστε, όπως η βιταμίνη Κ, παράγονται από μικρόβια που ζουν μέσα στο έντερο μας. Βασιζόμαστε πολύ σε αυτές τις συνεργασίες.
Τι σας οδήγησε σε αυτή τη γραμμή έρευνας;
Ξέρετε, τα βακτήρια συχνά κινούνται μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται «πέφτοντας και τρέχοντας». Ακολουθούν κάποια χημική ένδειξη προς έναν πόρο, αλλά όταν το σήμα σβήνει, σταματούν, περιστρέφονται και φεύγουν σε τυχαία κατεύθυνση. Νομίζω ότι αυτό ισχύει και για πολλούς επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένου και εμένα. Συχνά ακολουθούμε τη μύτη μας και κυνηγάμε πράγματα για τα οποία ενθουσιαζόμαστε. Και μερικές φορές μας οδηγεί σε απρόσμενα μέρη.
Εισαγωγή
Ήμουν τυχερός. Οι γονείς μου και οι δύο εκπαιδεύτηκαν ως επιστήμονες, και παρόλο που κανένας από τους δύο δεν εργαζόταν ως ένας όσο μεγάλωνα, ήξερα ότι η έρευνα ήταν μια επιλογή καριέρας. Ήμουν επίσης πολύ τυχερός στην προπτυχιακή μου εκπαίδευση στο Πανεπιστήμιο Ράτγκερς, καθώς είχα καθηγητές που ενδιαφερόντουσαν και με συνέδεσαν με ένα μέλος ΔΕΠ που έκανε έρευνα για τα θαλάσσια μικρόβια. Ο επιστήμονας με τον οποίο συνεργάστηκα για πρώτη φορά, Πολ Φαλκόφσκι, έχει εκλεκτικά ενδιαφέροντα. Αλλά ένα από τα πράγματα που μελετούσε εκείνη την εποχή ήταν πώς οι χλωροπλάστες εξαπλώθηκαν γύρω από το δέντρο της ζωής.
Εδώ ξεκίνησε το ενδιαφέρον μου για τον επίκτητο μεταβολισμό. Το βρήκα εντελώς συναρπαστικό, αυτή η ιδέα ότι κάτι που έμαθα στα σχολικά βιβλία ως χαρακτηριστικό των φυτών ήταν στην πραγματικότητα κάτι που απέκτησαν πριν από μερικά δισεκατομμύρια χρόνια με την κατάποση ενός βακτηρίου. Και ότι αυτό έχει συμβεί πολλές φορές. Άρχισα να συνεργάζομαι με τον Παύλο και Matt Johnson, ο οποίος ήταν ο μεταδιδάκτοράς του εκείνη την εποχή, σχετικά με τους οργανισμούς που κλέβουν χλωροπλάστες σήμερα και τι θα μπορούσαν να μας πουν για αυτήν την εξελικτική διαδικασία.
Λατρεύω την ιδέα ότι ένας οργανισμός μπορεί να ξεκινήσει στη ζωή του χωρίς χλωροπλάστη και μετά να πάρει έναν.
Σωστά? Φανταστείτε να φάγαμε μια σαλάτα για μεσημεριανό, και ξαφνικά τα χέρια μας να πρασίνιζαν! Ζω στη Νότια Καλιφόρνια αυτή τη στιγμή — θα μπορούσα να κάνω μια βόλτα μεταξύ των μαθημάτων και να πάρω όλη την ενέργεια που χρειαζόμουν. Αν και μου αρέσει να τρώω μεσημεριανό, οπότε δεν είμαι σίγουρος ότι θα το απολάμβανα πραγματικά.
Σε πολλές περιπτώσεις, αυτοί οι οργανισμοί που αποκτούν χλωροπλάστες δεσμεύονται αρκετά να κάνουν φωτοσύνθεση. Μερικά από τα είδη στα οποία εργαζόμαστε θα πέθαιναν αν δεν μπορούσαν να κάνουν φωτοσύνθεση, επομένως δεν μπορούν να επιβιώσουν εάν δεν βρουν θήραμα για να κλέψουν χλωροπλάστες. Είναι μια εξελικτική περιέργεια για μένα ότι υποστήριξαν τον εαυτό τους σε αυτή τη γωνία.
Πρέπει αυτά τα είδη να συνεχίσουν να κλέβουν χλωροπλάστες επειδή τελικά καταστρέφονται;
Γενικά ναι. Ωστόσο, αυτές οι γενεαλογίες που κλέβουν χλωροπλάστες ποικίλλουν ως προς το πόσο καλές είναι στη διατήρηση του χλωροπλάστη. Σε αυτή την ομάδα θαλάσσιων βλεφαρίδων που εργαζόμαστε καλούνται Μεσοδίνιο, ορισμένες γενεαλογίες δεν κλέβουν καθόλου χλωροπλάστες. Μερικοί τα κλέβουν και τα ρίχνουν στο έδαφος πολύ γρήγορα. Και άλλοι τα κλέβουν αλλά κλέβουν και λειτουργικούς πυρήνες από τη λεία τους, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να κάνουν περισσότερους χλωροπλάστες.
Η αλληγορία που λατρεύω είναι ότι αυτοί που δεν κλέβουν χλωροπλάστες είναι σαν το καλό παιδί που δεν έκλεψε ποτέ αυτοκίνητο. Άλλοι κλέβουν το αμάξι για να ξεφύγουν, το τρακάρουν σε ένα δέντρο και το εγκαταλείπουν. Υπάρχουν όμως κάποιοι που κλέβουν το αυτοκίνητο αλλά και το εγχειρίδιο του ιδιοκτήτη και φτιάχνουν μηχανουργείο για να φροντίζουν καλά την κλεμμένη περιουσία.
Υπάρχει όλο αυτό το φάσμα, και επειδή συνδέονται στενά, μπορούμε να ρωτήσουμε: Ποιες είναι οι εξελικτικές διαφορές μεταξύ αυτών των οργανισμών που διευκόλυναν τις μεταβάσεις;
Κληρονομούν ποτέ χλωροπλάστες από τα μητρικά τους κύτταρα; Εάν τα κύτταρα διαιρούνται για να αναπαραχθούν, δεν μεταβιβάζονται και οι χλωροπλάστες;
Μερικοί από αυτούς το κάνουν. Σε ορισμένες γενεαλογίες, όταν τα κύτταρα διαιρούνται, χωρίζουν την κατανομή χλωροπλάστη μεταξύ τους. Για να ανανεώσουν και να αναπληρώσουν τους χλωροπλάστες τους, πρέπει να τους κλέψουν τρώγοντας.
Αλλά τα κύτταρα που διατηρούν τον κλεμμένο πυρήνα - το κλεμμένο εγχειρίδιο οδηγιών - μπορούν να κάνουν τους χλωροπλάστες να διαιρεθούν μαζί με το υπόλοιπο κύτταρο. Οι πυρήνες φαίνεται να είναι αυτό για το οποίο χρειάζονται ακόμα να φάνε. Όταν πιάνουν ένα κύτταρο θηράματος, κρέμονται από τους χλωροπλάστες του, γιατί όχι; Αλλά φαίνεται ότι πραγματικά αυτό που είναι κρίσιμο είναι να μαζεύουν νέους πυρήνες.
Εισαγωγή
Πώς είναι δυνατόν οι βλεφαρίδες να παίρνουν ενέργεια από τον κυτταρικό μηχανισμό κάποιου άλλου;
Αυτή είναι μια πραγματικά ενδιαφέρουσα ερώτηση. Όταν μερικά από τα Μεσοδίνιο Οι βλεφαρίδες τρώνε, αφαιρούν το μεγαλύτερο μέρος του θηραματικού κυττάρου. Η ηλεκτρονική μικροσκοπία έδειξε ότι οι χλωροπλάστες είναι αρκετά άθικτοι, αλλά είναι επίσης ακόμα μέσα στην κυτταρική μεμβράνη του θηράματος. Και τότε ο βλεφαροειδής έχει μια δική του μεμβράνη γύρω από όλα αυτά, επειδή το βλεφαριδικό κόλλησε το θηραματικό κύτταρο σε ένα κενοτόπιο [κυστίδιο μεμβράνης] όταν το κατάπιε.
Πραγματικά δεν ξέρουμε πώς τα μόρια κινούνται σε αυτό το πολυμεμβρανικό σύστημα. Αυτό είναι κάτι που προσπαθούμε να διερευνήσουμε τώρα ακολουθώντας πού πηγαίνουν οι πρωτεΐνες.
Ποια εξελικτική ερώτηση σας βοηθά να απαντήσετε αυτό το έργο;
Όταν διδάσκουμε φωτοσύνθεση στο σχολείο, εστιάζουμε κυρίως στα φυτά της γης, των οποίων οι πρόγονοι μάζεψαν χλωροπλάστες πριν από 2 δισεκατομμύρια χρόνια, όταν εξημέρωσαν τα κυανοβακτήρια που ζουν ελεύθερα ως ενδοσυμβίωσης.
Αλλά όταν εξετάζουμε το φυτοπλαγκτόν στα συστήματα των ωκεανών και του γλυκού νερού, η εικόνα είναι πολύ πιο περίπλοκη. Συχνά εξετάζουμε οργανισμούς που έχουν αυτό που ονομάζεται δευτερογενής χλωροπλάστης, που σημαίνει ότι κάποια στιγμή στην εξελικτική τους ιστορία, έλαβαν έναν χλωροπλάστη από κάτι άλλο. Μερικές φορές βλέπετε ακόμη και στοιχεία τριτογενών χλωροπλαστών, όπου οι οργανισμοί λαμβάνουν χλωροπλάστες που έχουν ληφθεί από κάποιο τρίτο κύτταρο. Αυτά τα δευτερογενή και τριτογενή γεγονότα ενδοσυμβίωσης έχουν λάβει χώρα, νομίζουμε, τουλάχιστον μισή ντουζίνα φορές. Και αυτό έχει προκαλέσει την τεράστια ποικιλία του ευκαρυωτικού φυτοπλαγκτού.
Πώς μοιάζει να περνάς από κάτι που είναι ετερότροφο σε κάτι εξαιρετικά φωτοσυνθετικό; Τι αλλαγές πρέπει να κάνετε στη φυσιολογία σας; Πού μπορείτε να επιβιώσετε; Ποιες διαβαθμίσεις φυσικής επιλογής πρέπει να υπάρχουν; Η μελέτη του Μεσοδίνιο μας δίνει πληροφορίες για το πώς έμοιαζε αυτή η μετάβαση.
Ο επίκτητος μεταβολισμός βοηθά τους οργανισμούς να προχωρήσουν;
Στην εργασία που δημοσιεύσαμε νωρίτερα φέτος, εξετάσαμε έναν οργανισμό που γίνεται φωτοσυνθετικός φιλοξενώντας ενδοσυμβιωτικά φύκια. Είναι και επίκτητος μεταβολισμός και συμβίωση. Θα μπορούσατε να ανοίξετε αυτά τα βλεφαροειδή του γλυκού νερού που ονομάζονται Paramecium bursaria και απομόνωσε τα φύκια, και τα φύκια θα ζούσαν και θα αναπτυχθούν ευτυχώς μόνα τους.
Αυτά τα paramecia είναι σαν μικρές ασαφείς πράσινες σταγόνες που στροβιλίζονται στο πιάτο Petri. Αρχίσαμε να εξετάζουμε πώς οι ανταγωνιστικές ικανότητες αυτών των οργανισμών εξαρτώνται από τη διαθεσιμότητα του φωτός. Εάν παίρνουν ενέργεια από το φως του ήλιου, τότε όσο περισσότερο ηλιακό φως υπάρχει, τόσο περισσότερη ενέργεια θα πρέπει να πάρουν για να αναπτυχθούν. Πιστεύαμε ότι αυτό θα επεκταθεί στην ικανότητά τους να ανταγωνίζονται άλλα είδη.
Είχα έναν απίστευτα ταλαντούχο προπτυχιακό φοιτητή, Βερόνικα Χσου, που δοκίμασε αυτή την ιδέα. Είχαμε αυτό το φυτώριο με συστοιχίες φώτων και μικρές φιάλες καλλιεργειών που αναπτύσσονταν σε διαφορετικά επίπεδα φωτός. Κάθε δύο μέρες, η Βερόνικα έπαιρνε δείγματα από τις καλλιέργειες και έβαζε μικρές σταγόνες από αυτές σε πιάτα Petri. Στη συνέχεια μέτρησε τον αριθμό των διαφορετικών τύπων βλεφαρίδων σε κάθε σταγονίδιο.
Εισαγωγή
Αλλά ακόμα και χωρίς να κάνετε ακριβή μέτρηση, θα μπορούσατε να δείτε μέσα σε λίγες μόνο εβδομάδες ότι όλα τα λευκά ημιδιαφανή μη φωτοσυνθετικά βλεφαροειδή εξαφανίζονταν, ενώ όλα τα φωτεινά πράσινα παραμέσια αυξάνονταν. Θα μπορούσατε να δείτε τον διαγωνισμό να παίζεται μπροστά στα μάτια σας.
Η Βερόνικα έδειξε ότι όσο αυξανόταν το φως, αυξανόταν και η ανταγωνιστική ικανότητα του οργανισμού που είχε αποκτήσει φωτοσύνθεση φιλοξενώντας τα φύκια. Και μετά η καταμέτρηση των κελιών μας επέτρεψε να κατανοήσουμε τα δεδομένα πίσω από αυτό το φαινόμενο.
Επομένως, η λήψη αυτών των μετρήσεων κυττάρων και η δημιουργία ενός μαθηματικού μοντέλου για το τι συνέβαινε ήταν ένα σημαντικό μέρος αυτού;
Ναι, όταν εκτελούμε αυτά τα πειράματα, υπάρχει μεγάλη μέτρηση. Ο συνάδελφός μου Καρολάιν Τάκερ είπε όταν ήμασταν μαζί στο απολυτήριο, «Ξέρεις, η οικολογία είναι απλώς η επιστήμη της μέτρησης». Εκείνη την εποχή, ήμουν κάπως αγανακτισμένος με τη δήλωσή της, αλλά δεν είχε άδικο.
Υπάρχει ένα μέρος του εαυτού μου που πάντα θα πιστεύει ότι δεν υπάρχει υποκατάστατο για το να κάθεσαι με τον οργανισμό μελέτης σου και να τον ερωτεύεσαι λίγο στο εργαστήριο ή έξω στο χωράφι. Καθισμένοι σε ένα σκοτεινό δωμάτιο, κοιτάζοντας μέσα από ένα μικροσκόπιο, νιώθετε ότι αισθάνεστε τις προσωπικότητες αυτών των διαφορετικών ειδών. Μερικά από αυτά τα paramecia είναι κάπως ασημί λευκά και σε σχήμα δακρύου και πολύ ημιδιαφανή επειδή δεν έχουν φωτοσυνθετικά φύκια. Όταν βρίσκονται σε μια ολοκαίνουργια φιάλη με πολλούς βακτηριακούς πόρους, τριγυρίζουν αργά, αλλά καθώς συνεχίζεται το πείραμα, είναι σαν να τα βλέπεις να πεινάνε μπροστά στα μάτια σου και αρχίζουν να κολυμπούν πολύ γρήγορα. Και μπορείτε να κάνετε παρατηρήσεις που στη συνέχεια οδηγούν σε πρόσθετα ευρήματα.
Το να μπορώ να συνδυάζω εργαστηριακά πειράματα με μαθηματικά μοντέλα με αναγκάζει να είμαι πραγματικά ειλικρινής και ξεκάθαρος για το τι νομίζω ότι συμβαίνει. Τι εννοούμε με τον όρο «απόκτηση» μεταβολισμού; Ποιους πόρους παίρνει το κύτταρο φιλοξενώντας τη φωτοσύνθεση; Πώς ακριβώς αυτό επηρεάζει τις ανταγωνιστικές της ικανότητες;
Τώρα έχουμε ένα μοντέλο που γνωρίζουμε ότι περιγράφει πώς ο επίκτητος μεταβολισμός μπορεί να αλλάξει την ανταγωνιστική ικανότητα. Και αυτό έχει συνέπειες όχι μόνο για την επίκτητη φωτοσύνθεση, αλλά και για άλλες αποκτήσεις του μεταβολισμού. Οι ακριβείς λεπτομέρειες που συνδέουμε στο μοντέλο ενδέχεται να αλλάξουν ανάλογα με το σύστημα. Αλλά έχουμε ένα πλαίσιο να χρησιμοποιήσουμε.
Μιλήσαμε για ανταγωνιστικά πλεονεκτήματα που μπορεί να προκύψουν από τον επίκτητο μεταβολισμό. Υπάρχουν όμως μειονεκτήματα στην ανάληψη του μεταβολισμού κάποιου άλλου;
Οπωσδηποτε. Υπάρχει μια θεωρία ότι τα μιτοχόνδρια μας - ένα άλλο μεταβολικό οργανίδιο που αποκτήσαμε μέσω της ενδοσυμβίωσης - είναι ο λόγος που γερνάμε.
Εξαιτίας αυτών, ασχολούμαστε με αερόβιο μεταβολισμό, χρησιμοποιώντας οξυγόνο για να κάψουμε υδατάνθρακες και άλλα μόρια για ενέργεια. Αλλά οι αντιδραστικοί παράγοντες που παράγουν τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες μπορεί επίσης να οξειδώνουν και να υποβαθμίζουν το DNA του σώματός μας. Αυτά είναι επικίνδυνα πράγματα που πρέπει να τα βάλεις δίπλα στο γενετικό σου υλικό.
Ένα πράγμα που βλέπουμε μερικές φορές σε αυτούς τους οργανισμούς που κλέβουν χλωροπλάστες είναι ότι διαθέτουν πολλά προστατευτικά αντιοξειδωτικά μηχανήματα, τα οποία τους βοηθούν να χειριστούν τη λήψη ενός χλωροπλάστη. Η ύπαρξη ενός χλωροπλάστη μπορεί να καταστήσει πολύ επικίνδυνο να βρίσκεστε σε χώρους με υψηλό φωτισμό. Ουσιαστικά μπορείς να καείς από τον ήλιο. Ένα ωραίο πράγμα που αποδείχθηκε από Σούζαν Στρομ, ένας επιστήμονας στην Πολιτεία της Ουάσιγκτον στο Πανεπιστήμιο της Δυτικής Ουάσιγκτον, λέει ότι όταν οι οργανισμοί τρώνε κύτταρα με χλωροπλάστες, τείνουν να τα αφομοιώνουν πιο γρήγορα όταν υπάρχει περισσότερο διαθέσιμο φως. Θα μπορούσε να οφείλεται στο ότι το φως σας βοηθά να διασπάσετε τον χλωροπλάστη. Αλλά μπορεί επίσης να είναι ότι αυτός ο οργανισμός σκέφτεται: «Παίζω με τη φωτιά εδώ. Πρέπει να το ξεφορτωθώ.”
Εισαγωγή
Έτσι, αυτό εγείρει ενδιαφέροντα ερωτήματα σχετικά με τους τύπους περιβαλλόντων στα οποία μπορεί να ζούσαν αυτοί οι οργανισμοί όταν άρχισαν να κρέμονται για πρώτη φορά από χλωροπλάστες. Υποψιάζομαι ότι ήταν πιθανότατα ένα περιβάλλον με χαμηλότερο φως, επειδή εάν η πέψη σας εξαρτάται από το φως, το χαμηλότερο φως θα το επιβραδύνει και επίσης θα μειώσει τη βλάβη που μπορεί να κάνουν οι χλωροπλάστες. Μπορείτε να το διαχειριστείτε λίγο περισσότερο. Και Μεσοδίνιο είναι σίγουρα είδος χαμηλού φωτισμού. Αλλά αυτό είναι πολύ ανέκδοτο. Χρειαζόμαστε πολλά περισσότερα στοιχεία. Αλλά φυσικά υπάρχουν και πράγματα που διατηρούν χλωροπλάστες που ζουν και σε περιβάλλον με υψηλό φωτισμό.
Παρατήρησα στο Twitter σας ότι κάνετε πολλή καταμέτρηση ριζών δέντρων. Τι σχέση έχει αυτό με αυτό το άλλο έργο;
Ένα από τα πράγματα που μου αρέσει να είμαι θεωρητικός οικολόγος είναι ότι μπορώ να ασχοληθώ με πολλά διαφορετικά συστήματα.
Αυτή είναι μια άλλη πτυχή του επίκτητου μεταβολισμού που εργαζόμαστε. Μιλήσαμε λοιπόν για κλοπή μεταβολικών μηχανημάτων από άλλο οργανισμό. Αλλά υπάρχει επίσης μεταβολική αμοιβαιότητα - η απόκτηση μεταβολισμού μέσω αυτής της πραγματικά στενής συνεργασίας μεταξύ δύο οργανισμών. Η δουλειά των δέντρων, όπως όλοι γνωρίζουμε, είναι η φωτοσύνθεση. Αλλά για να κάνουν φωτοσύνθεση, τα δέντρα χρειάζονται θρεπτικά συστατικά και νερό από το έδαφος. Και αποδεικνύεται, ειδικά στα εύκρατα οικοσυστήματα, ότι αποκτούν πρόσβαση σε αυτούς τους πόρους συνεργαζόμενοι με μύκητες, εκτομοκορριζικούς μύκητες. Αυτοί είναι μύκητες που ζουν κυρίως κάτω από το έδαφος, αν και μερικές φορές βάζουν πραγματικά νόστιμα μανιτάρια, και μερικές φορές τοξικά. Οι μύκητες είναι σε συνεργασία με τα δέντρα. Οι μύκητες υπερέχουν στη συλλογή θρεπτικών ουσιών από το έδαφος και τα δέντρα παρέχουν ζάχαρη από τη φωτοσύνθεση, ώστε να μπορούν να υποστηρίζουν το ένα το άλλο.
Αυτή η μεταβολική αμοιβαιότητα βοηθά τα δέντρα να επιβιώσουν σε κάθε είδους διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες και να επεκτείνουν την οικολογική τους θέση. Ένα δέντρο μπορεί να συνεργαστεί με ορισμένους μύκητες που είναι καλοί για ένα περιβάλλον και με διαφορετικούς μύκητες σε διαφορετικό περιβάλλον. Πιστεύουμε ότι αυτό επιτρέπει στα δέντρα να ζουν σε ένα πιο ποικίλο σύνολο περιβαλλοντικών συνθηκών από ό,τι αν ήταν μόνα τους.
Γίνεται τόσος πολύς λόγος για το μικροβίωμα, αλλά ξεχνάμε ότι πρέπει να ήταν πολύ δύσκολο να ξεκινήσουν όλες αυτές οι σχέσεις με τα μικρόβια στην αρχή.
Ναι, εντελώς. Καθώς λαμβάνουμε καλύτερα περιβαλλοντικά δεδομένα από την αλληλουχία, βλέπουμε ότι σχεδόν τα πάντα έχουν κάποιο είδος μικροβιώματος, ακόμα κι αν ζει στο εξωτερικό τους. Ποιος έλεγξε ποιανού την εξέλιξη, ξέρεις; Ίσως έπρεπε απλώς να αντιμετωπίσουμε το γεγονός ότι τα σπλάχνα μας επρόκειτο να αποικιστούν από ζωύφια και το κάναμε ό,τι καλύτερο.
Γι' αυτό νομίζω ότι η μελέτη του επίκτητου μεταβολισμού είναι τόσο συναρπαστική. Μελετάτε οργανισμούς που κάνουν αυτές τις αποκτήσεις σήμερα. Παίρνετε κάποια εικόνα για το πώς το χειρίζονταν οικολογικά στο παρελθόν, ποιες ήταν οι πιέσεις επιλογής και ούτω καθεξής.
Νιώθω ότι η θεωρητική οικολογία εκρήγνυται τον τελευταίο καιρό.
Νομίζω ότι είναι πολύ στη μόδα τώρα.
Νομίζω ότι μέρος του αυξανόμενου ενδιαφέροντος για τη θεωρία προέρχεται από τον συντριπτικό όγκο πληροφοριών που έχουμε τώρα. Όταν έχετε σωρούς και σωρούς δεδομένων, το βρίσκετε νόημα αναπτύσσοντας κάποιες ενοποιητικές θεωρίες σχετικά με αυτό. Και τα μαθηματικά μοντέλα είναι ένας τρόπος προσέγγισης αυτού του προβλήματος. Νομίζω ότι αυτός είναι ο λόγος που υπάρχει μεγαλύτερο ενδιαφέρον μεταξύ των μεταπτυχιακών φοιτητών μας για αυτά τα θέματα ή ενδιαφέρον στα πανεπιστήμια για πρόσληψη θεωρητικών οικολόγων. Συνοψίζεται στα εξής: Έχουμε τεράστια δεδομένα. Και είμαστε έτοιμοι.
