Ökologie und Evolution von metabolischen Kreuz-Fütterungsinteraktionen bei Bakterien

Literatur abgedeckt: frühe 2000er bis spät 2017Bakterien tauschen häufig Metaboliten mit anderen Mikro- und Makroorganismen aus. In diesen oft obligaten Kreuz-Fütterungsinteraktionen werden primäre Metaboliten wie Vitamine, Aminosäuren, Nucleotide oder Wachstumsfaktoren ausgetauscht. Die weit verbreitete Verbreitung dieser Art von metabolischen Interaktionen steht jedoch im Widerspruch zur Evolutionstheorie: Warum sollte ein Organismus teure Ressourcen investieren, um anderen Individuen zu nützen, anstatt diese Metaboliten zu nutzen, um seine eigene Fitness zu maximieren? Aktuelle empirische Arbeiten haben gezeigt, dass bakterielle Genotypen erheblich von dem Austausch von Metaboliten mit anderen Bakterien profitieren können im Vergleich zu Zellen, die an solchen Interaktionen nicht teilnehmen. Hier werden wir einen umfassenden Überblick über die ökologischen Faktoren und evolutionären Mechanismen geben, die identifiziert wurden, um die Evolution und Erhaltung von metabolischen Mutualismen unter Mikroorganismen zu erklären. Darüber hinaus werden wir allgemeine Prinzipien hervorheben, die der adaptiven Evolution von vernetzten mikrobiellen Stoffwechselnetzwerken zugrunde liegen, sowie die evolutionären Konsequenzen, die für Zellen entstehen, die in solchen Gemeinschaften leben.