העברה אנכית

העברה אנכית של סִימְבִּיּוֹנְטִים היא העברה של סִימְבִּיּוֹנְט חיידקי מההורה ישירות לצאצאים.[1] מינים רבים של בעלי חיים נושאים חיידקים סימביוטיים הממלאים תפקיד הדדי, קוֹמֶנְסָלִי או טפילי.[1] סימביונט נרכש על ידי מארח באמצעות העברה אופקית, אנכית או מעורבת.[2]

השלכות

[עריכת קוד מקור | עריכה]

בין המארח והסימביונט יש תלות הדדית מורכבת.[3] המאגר הגנטי של הסימביונט הוא בדרך כלל קטן יותר ונתון יותר לסחף גנטי.[4] בהעברה אנכית, האבולוציה של המארח והסימביונט קורות במקביל וקשורות זו בזו.[5] אם יש העברה מעורבת, עשוי להיכנס חומר גנטי חדש.[6] בדרך כלל, סימביונטים מתיישבים בגומחות אקולוגיות ספציפיות ואף יכולים להעביר חלק מהגנום שלהם לגרעין התא של המארח.[7]

השלכות אבולוציוניות

[עריכת קוד מקור | עריכה]

יתרונות

[עריכת קוד מקור | עריכה]

המנגנון מקדם לחצֵי ברירה אבולוציונית הפועלים על המארח והסימביונט כיחידה אחת, וגורמים להם לתפקד כהולוביונט (אנ') – כלומר, לעבור שינוי גנטי או אפיגנטי יחד.[8]

חסרונות

[עריכת קוד מקור | עריכה]

צווארי בקבוק אבולוציוניים מובילים לצמצום המגוון הגנטי של הסימביונטים, ובכך מפחיתים את עמידותם בפני שינויים, קשיים או מכשולים. באופן דומה, הדבר מקטין את גודל האוכלוסייה האפקטיבי. בסופו של דבר, ללא הזרמה של חומר גנטי חדש, האוכלוסייה הופכת למושבה משובטת (clonal colony). מוטציות נוטות להישאר בסימביונטים ולהצטבר עם הזמן.[9]

דרכי העברה

[עריכת קוד מקור | עריכה]

אימהית

[עריכת קוד מקור | עריכה]

העברה של מחלה מהורה, על פי רוב אֵם, לילד, במהלך שהותו ברחם, בעת הלידה או בהנקה. צורת ההעברה האנכית כוללת מחלות כמו איידס, הפטיטיס B ועגבת.

שושלת חיידקית

[עריכת קוד מקור | עריכה]

היות שהביצית תורמת את האברונים ויש בה יותר מקום והזדמנויות להעברת סימביונטים תוך-תאיים לדורות הבאים, העברה אימהית היא שיטה נפוצה מאוד של העברה אנכית.[1] בחרקים, סימביונטים תוך-תאיים יכולים לנדוד מהבקטריוציטים (תאי שומן נושאי חיידקים) אל השחלות ולהשתלב בתאי נבט.[10]

לידה

[עריכת קוד מקור | עריכה]

תינוקות רוכשים את המיקרוביום מאימהותיהם, מכל אזור בגוף האֵם שהתינוק בא איתו במגע. זה יכול לכלול את הנרתיק, מערכת העיכול, העור, הפה וחלב אם.[11] מסלולים אלו אופייניים אם מדובר בלידה נרתיקית והאֵם מיניקה. כאשר מתבצעות פעולות אחרות, כגון ניתוח קיסרי, האכלה מבקבוק, או מתן אנטיביוטיקה לאם במהלך ההנקה, הדבר משבש או מפריע למסלולים הללו של העברה אנכית.[12][13]

אבהית

[עריכת קוד מקור | עריכה]

העברה אנכית מהאב לצאצאיו היא נדירה ביותר, אך קיימת – החרק הדומה לחגב Nephotettix cincticep מעביר את החיידק ריקציה לצאצאיו בתוך תאי הזרע שלו.[14]

אפוסימביוזה

[עריכת קוד מקור | עריכה]

לתולעי אדמה (Eisenia) יש סימביונט חוץ-תאי, החיידק Verminephrobacter. במקום שהחיידק יעבור דרך הביצה בקו הנבט, הצעירים הם אַפּוֹסימביוטיים (אנ') כשהם עדיין בביצה; עם זאת, הם רוכשים את החיידק Verminephrobacter לפני שקפסולת הביצה נקרעת, כך שזו עדיין העברה אנכית.[15]

דוגמאות קלאסיות שנחקרו רבות

[עריכת קוד מקור | עריכה]

כנימות אפונה ובוכנרה

[עריכת קוד מקור | עריכה]

כנימות אפונה אינן מקבלות את כל חומצות האמינו הדרושות מהתזונה שלהן. בוכנרה (אנ'), סוג של פרוטאובקטריה, מסנתזת את חומצות האמינו הנחוצות להן, במערכת יחסים מחייבת, כובלת.[10]

כיני ראש ו-Candidatus Riesia pediculicola

[עריכת קוד מקור | עריכה]

לכינת הראש (Pediculus humanus) יש קשר סימביוטי מחייב עם החיידק Candidatus Riesia pediculicola. הכינה מספקת לחיידק מחסה והגנה, והחיידק מספק ויטמיני B שחיוניים לכינה. החיידק חי בבקטריוציט אך עובר לשחלות ומשם מועבר לדור הבא.[16][17]

הערות שוליים

[עריכת קוד מקור | עריכה]
  1. ^ 1 2 3 Bright, Monika; Bulgheresi, Silvia (במרץ 2010). "A complex journey: transmission of microbial symbionts". Nature Reviews Microbiology (באנגלית). 8 (3): 218–230. doi:10.1038/nrmicro2262. ISSN 1740-1534. PMC 2967712. PMID 20157340. {{cite journal}}: (עזרה)
  2. ^ Koga, Ryuichi; Bennett, Gordon M.; Cryan, Jason R.; Moran, Nancy A. (2013). "Evolutionary replacement of obligate symbionts in an ancient and diverse insect lineage". Environmental Microbiology (באנגלית). 15 (7): 2073–2081. doi:10.1111/1462-2920.12121. ISSN 1462-2920. PMID 23574391.
  3. ^ Perotti, M. Alejandra; Clarke, Heather K.; Turner, Bryan D.; Braig, Henk R. (2006-09-28). "Rickettsia as obligate and mycetomic bacteria". The FASEB Journal. 20 (13): 2372–2374. doi:10.1096/fj.06-5870fje. ISSN 0892-6638. PMID 17012243.
  4. ^ Wernegreen, J. J.; Moran, N. A. (1999-01-01). "Evidence for genetic drift in endosymbionts (Buchnera): analyses of protein-coding genes". Molecular Biology and Evolution (באנגלית). 16 (1): 83–97. doi:10.1093/oxfordjournals.molbev.a026040. ISSN 0737-4038. PMID 10331254.
  5. ^ Vautrin, Emilie; Vavre, Fabrice (2009-03-01). "Interactions between vertically transmitted symbionts: cooperation or conflict?". Trends in Microbiology. 17 (3): 95–99. doi:10.1016/j.tim.2008.12.002. ISSN 0966-842X. PMID 19230673.
  6. ^ Quigley, Kate M.; Warner, Patricia A.; Bay, Line K.; Willis, Bette L. (בדצמבר 2018). "Unexpected mixed-mode transmission and moderate genetic regulation of Symbiodinium communities in a brooding coral". Heredity (באנגלית). 121 (6): 524–536. doi:10.1038/s41437-018-0059-0. ISSN 1365-2540. PMC 6221883. PMID 29453423. {{cite journal}}: (עזרה)
  7. ^ Kleine, Tatjana; Maier, Uwe G.; Leister, Dario (2009). "DNA Transfer from Organelles to the Nucleus: The Idiosyncratic Genetics of Endosymbiosis". Annual Review of Plant Biology. 60 (1): 115–138. doi:10.1146/annurev.arplant.043008.092119. PMID 19014347.
  8. ^ Morris, J. Jeffrey (2018-10-19). "What is the hologenome concept of evolution?". F1000Research (באנגלית). 7: 1664. doi:10.12688/f1000research.14385.1. ISSN 2046-1402. PMC 6198262. PMID 30410727.
  9. ^ Smith, Noel H.; Gordon, Stephen V.; de la Rua-Domenech, Ricardo; Clifton-Hadley, Richard S.; Hewinson, R. Glyn (בספטמבר 2006). "Bottlenecks and broomsticks: the molecular evolution of Mycobacterium bovis". Nature Reviews Microbiology (באנגלית). 4 (9): 670–681. doi:10.1038/nrmicro1472. ISSN 1740-1534. PMID 16912712. {{cite journal}}: (עזרה)
  10. ^ 1 2 Simonet, Pierre; Gaget, Karen; Balmand, Séverine; Ribeiro Lopes, Mélanie; Parisot, Nicolas; Buhler, Kurt; Duport, Gabrielle; Vulsteke, Veerle; Febvay, Gérard; Heddi, Abdelaziz; Charles, Hubert (2018-02-20). "Bacteriocyte cell death in the pea aphid/ Buchnera symbiotic system". Proceedings of the National Academy of Sciences (באנגלית). 115 (8): E1819–E1828. doi:10.1073/pnas.1720237115. ISSN 0027-8424. PMC 5828623. PMID 29432146.
  11. ^ Bäckhed, Fredrik; Roswall, Josefine; Peng, Yangqing; Feng, Qiang; Jia, Huijue; Kovatcheva-Datchary, Petia; Li, Yin; Xia, Yan; Xie, Hailiang; Zhong, Huanzi; Khan, Muhammad Tanweer (במאי 2015). "Dynamics and Stabilization of the Human Gut Microbiome during the First Year of Life". Cell Host & Microbe (באנגלית). 17 (5): 690–703. doi:10.1016/j.chom.2015.04.004. PMID 25974306. {{cite journal}}: (עזרה)
  12. ^ Cox, Laura M.; Yamanishi, Shingo; Sohn, Jiho; Alekseyenko, Alexander V.; Leung, Jacqueline M.; Cho, Ilseung; Kim, Sungheon G.; Li, Huilin; Gao, Zhan; Mahana, Douglas; Zárate Rodriguez, Jorge G. (באוגוסט 2014). "Altering the Intestinal Microbiota during a Critical Developmental Window Has Lasting Metabolic Consequences". Cell (באנגלית). 158 (4): 705–721. doi:10.1016/j.cell.2014.05.052. PMC 4134513. PMID 25126780. {{cite journal}}: (עזרה)
  13. ^ Dominguez-Bello, Maria G.; Costello, Elizabeth K.; Contreras, Monica; Magris, Magda; Hidalgo, Glida; Fierer, Noah; Knight, Rob (2010-06-29). "Delivery mode shapes the acquisition and structure of the initial microbiota across multiple body habitats in newborns". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (26): 11971–11975. Bibcode:2010PNAS..10711971D. doi:10.1073/pnas.1002601107. ISSN 1091-6490. PMC 2900693. PMID 20566857.
  14. ^ Watanabe, K.; Yukuhiro, F.; Matsuura, Y.; Fukatsu, T.; Noda, H. (2014-05-20). "Intrasperm vertical symbiont transmission". Proceedings of the National Academy of Sciences (באנגלית). 111 (20): 7433–7437. Bibcode:2014PNAS..111.7433W. doi:10.1073/pnas.1402476111. ISSN 0027-8424. PMC 4034255. PMID 24799707.
  15. ^ Davidson, Seana K.; Stahl, David A. (2006-01-01). "Transmission of Nephridial Bacteria of the Earthworm Eisenia fetida". Applied and Environmental Microbiology (באנגלית). 72 (1): 769–775. Bibcode:2006ApEnM..72..769D. doi:10.1128/AEM.72.1.769-775.2006. ISSN 0099-2240. PMC 1352274. PMID 16391117.
  16. ^ Sasaki-Fukatsu, Kayoko; Koga, Ryuichi; Nikoh, Naruo; Yoshizawa, Kazunori; Kasai, Shinji; Mihara, Minoru; Kobayashi, Mutsuo; Tomita, Takashi; Fukatsu, Takema (2006-11-01). "Symbiotic Bacteria Associated with Stomach Discs of Human Lice". Applied and Environmental Microbiology (באנגלית). 72 (11): 7349–7352. Bibcode:2006ApEnM..72.7349S. doi:10.1128/AEM.01429-06. ISSN 0099-2240. PMC 1636134. PMID 16950915.
  17. ^ Human DNA Extracted From Nits on Ancient Mummies Sheds Light on South American Ancestry . SciTechDaily, December 28, 2021. Source: University of Reading.