捕食者与猎物之间的戏剧——狩猎、跟踪、逃跑——并不局限于动物王国。在我们脚下,土壤中饥饿的变形虫追逐并吃掉微观野生王国中的细菌。但成为捕食者是有代价的,对于变形虫来说就像对于狮子或狼来说一样。

生物学家研究微观捕食者的权衡

在《美国国家科学院院刊》上发表的一篇论文中,一组艺术与科学研究人员对盘基网柄菌(一种土生阿米巴原虫)的捕食性质进行了前所未有的研究。“变形虫捕食的细菌种类非常多样,”该研究的主要作者、生物系研究生PMShreenidhi说。“但是当它们从一种细菌转向另一种细菌时,就会产生生理成本。”

其他作者包括斯宾塞·T·奥林生物学教授DavidQueller;琼·斯特拉斯曼(JoanStrassmann),查尔斯·雷布斯托克生物学教授;RachelMcCabe,生物学和人类学专业的大四毕业生;和生物系博士后研究员黛布拉·布洛克(DebraBrock)。

正如Shreenidhi所解释的那样,盘基网柄菌的进化是为了寻找多种细菌。“随处可见的土壤中都有不同的物种,因此阿米巴原虫是多面手是有道理的,”什里尼迪说。“最好不要仅仅依靠找到一种细菌来生存。”

涉及培养皿的对照实验表明,变形虫为其广泛的口味付出了代价。具体来说,当它们被迫从一种猎物转向另一种猎物时,即使新猎物同样有营养,它们的生长速度也会减慢。

然而,生长速度的降低是暂时的,这表明变形虫最终适应了新的饮食。什里尼迪说:“他们是多才多艺,但无一不是大师。”

这一发现为了解食物链顶端生命的权衡提供了新的见解。“这是生态学和进化研究中的重大问题之一,”奎勒说。“成为通才与专才的成本和收益是什么?转换的成本还没有在动物身上进行过真正的研究。”

盘基网柄菌是奎勒实验室的重点研究对象。“我们研究它是因为它有非常有趣的社会行为,”他说。“它与其他变形虫合作,但也会作弊。我们意识到它吃掉很多细菌,所以我们认为研究它的捕食方法会很有趣。你对一种生物体了解得越多,你就能发现更多的东西。学习。”