A hawaii kurtafarkú tintahalak (Euprymna scolopes) biolumineszcens ragyogásukról ismertek, amely feltehetően az álcázásukra szolgál, amikor a nap irányából támadnak. A szentjánosbogaraktól vagy medúzáktól eltérően azonban a tintahalak nem maguk termelik meg a fényt, hanem a lumineszcenciáért baktériumok felelnek, amelyek a tintahalak speciális fényszervében találtak otthonra.

A tintahalak nem a baktériumokkal együtt jönnek a világra, és megtelepedés folyamata is igen figyelemre méltónak tűnik, ahogy egyre többet derítenek ki a róla a szakértők. Ez a folyamat, amely igen bonyolult műveletek elvégzését igényli a mikrobáktól, ráadásul egy most megjelent tanulmány szerzői szerint nagyon elterjedt viselkedést képviselhet az egysejtűek körében. „Az általunk vizsgált Vibrio fischeri nevű baktérium számos különböző tengeri gazdaszervezettel társul, de a hawaii kurtafarkú tintahalakkal való társulása a legjobban vizsgálható” – mondja az új kutatás vezetője, Tim Miyashiro, a Pennsylvaniai Állami Egyetem munkatársa.

A szakértők sem minden esetben értik, hogy a biolumineszcens organizmusoknak mi haszna van abból, hogy ennyi energiát fordítanak gyönyörű ragyogásuk előállítására, de a V. fischeri esetében az előnyök éppoly nyilvánvalóak, mint a fényjáték. A tintahalak tápanyagot biztosítanak a baktériumnak, valamint egy viszonylag biztonságos menedéket, amelyben el tudják kerülni a ragadozókat.

Ami sokkal rejtélyesebb ebben az esetben, az a szimbiózis kialakulásának módja. Nagyon sok baktériumra van szükség a hasznos mennyiségű fény termeléséhez, és amíg ez a mennyiség nincs meg, a fénylés csak energiapazarlás lenne. Ezért a V. fischeri egy kvórumérzékelésnek nevezett módszert alkalmaz, amelynek lényege, hogy a viselkedése megváltozik, ha a bakteriális közösség elér egy bizonyos sűrűséget.

A kvórumérzékelés elterjedt technika a mikroszkopikus organizmusok körében, és többek közt a védekező vegyi anyagok termelésének szabályozására használják a mikrobák – és egyébként saját immunsejtjeink is. Jelen esetben azonban extra kihívások merülnek fel. A V. fischeri a kolonizáció előtt a tintahalon kívüli aggregátumokat képez. A nyílt óceánban azonban a tintahalak által biztosított tápanyag nélkül fényt kibocsátani nemcsak, hogy pazarlás, de veszélyes is lehet.

„A nagy kérdés tehát az, hogy hogyan kerülik el a baktériumok a kvórumérzékelés útvonalát, amikor a tintahalon kívül ezeket a nagy aggregátumokat létrehozzák” – mondja Miyashiro. A szakértő és társai a vizsgálatok során úgy találták, hogy az aggregáció során egy olyan kis RNS-molekula termelése kezdődik meg, amelyet a kvórumérzékelés normális esetben elnyom. Amikor az aggregációhoz vezető jelátviteli útvonal aktiválódik a tintahalon kívül, az RNS-molekula kifejeződik, ami lehetővé teszi a sejtek számára, hogy megkerüljék a kvórumérzékelést, így mobilisak és sötétek maradnak.

Az érintett RNS-darab, a Qrr1 a tintahal fényszervében aztán kikapcsolódik, és amikor a kvórumérzékelés jelzi, hogy eljött az idő, a baktériumok világítani kezdenek. Kívül azonban a Qrr1 működésének fenntartása révén a biolumineszcencia nem kapcsol be. Ami még érdekesebb, ha a V. fischeri rokon baktériumai között nagyon hasonló struktúrák és viselkedések figyelhetők meg, ami azt sugallja, hogy ez a fajta koordináció valószínűleg sok szimbiózisban élő baktérium számára fontos, mondja Miyashiro.

Természetesen nem minden, a különböző fajokban megtelepedő baktériumok élnek szimbiózisban a gazdaszervezettel. A kóros baktériumok, például azok, amelyek néha átveszik az irányítást az emberi emésztőrendszer felett, ugyanakkor szintén hasonló módszerekkel koordinálhatják össze viselkedésüket, így a folyamat megértése segíthet ezek megállításában is segíthet.