Механизм попадания бактерий и водорослей в клетки хозяина.

Приблизительно 3,5 млрд.л.н. у древних организмов появился механизм фагоцитоза. Этот механизм позволяет одноклеточному организму заглатывать достаточно крупные частицы пищи и даже целых бактерий или простейших.

Простейшее амёба заглатывает бактерию с помощью фагоцитоза

Благодаря фагоцитозу и эндоцитозу – у многих организмов внутри клеток могут появляться внутриклеточные «организмы-рабы» и внутриклеточные организмы-паразиты, которые со временем становятся внутриклеточными симбионтами.

Например, коралловые полипы с помощью фагоцитоза поглощают маленькие зелёные водоросли, но не переваривают их, а оставляют жить внутри своих клеток. При этом водоросли за счёт фотосинтеза обеспечивают коралл едой, а коралл – защищает водоросли от поедания рыбами. В неблагоприятных условиях (жарко, холодно и др.) – коралл убивает водоросль, т.к. при стрессе – оба организма выделяют реактивные формы кислорода (ROS), опасные для клеток.

Например, корни растений выделяют клейкое вещество, к которому приклеиваются азотфиксирующие бактерии, и затем в ходе фагоцитоза, бактерии попадают внутрь клеток корня растения и остаются там жить, поставляя растению азотсодержащие вещества.

Клубеньки на корнях сои. Бактерии-ризобии, живущие в клубеньках, переводят атмосферный азот в доступную для растений форму (аммоний), получая взамен комфортные условия жизни и все необходимые питательные вещества.

Например, бактерия вольбахия – проникает в клетки насекомых с помощью эндоцитоза, и не убивает насекомое, а остаётся жить внутри его клеток как внутриклеточный паразит.

Кузнечик

Бактерии-вольбахии в клетке насекомого

Бактерия вольбахия

NB! Если такая внутриклеточная бактерия или водоросль попадает в половые клетки организма-хозяина, то она передаётся от родителей к детям и становится внутриклеточным симбионтом у всех потомков организмов данного вида.

NB! Если организм-хозяин – съел будущего симбионта и хочет его одомашить, т.е. оставить жить внутри своих клеток, то хозяин должен отключить свои защитные механизмы, чтобы не пострадал «новосёл». С другой стороны, если паразит напал на организм хозяина, тогда паразит должен отключить защитные механизмы хозяина, чтобы не пострадать. Кроме того, паразит имеет свой арсенал манипулирования клеткой хозяина. Например, паразит может передать хозяину с плазмидой гены токсинов, а в своих основных хромосомах оставить гены антитоксинов, что не позволяет новому хозяину избавиться от подселенца. Кроме того, паразит может присвоить себе копии важных генов хозяина (например, гена, контролирующего деление клеток хозяина) и благодаря этому - манипулировать своим хозяином.