共生細菌が適応する1つの方法は、遺伝子発現を変更することです。遺伝子は、タンパク質をコードするDNAの単位です。遺伝子が発現すると、メッセンジャーRNA(mRNA)分子にコピーされます。次に、このmRNA分子はタンパク質に翻訳されます。
発現する遺伝子を変更することにより、共生細菌は、新しい環境に適応するのに役立つさまざまなタンパク質を産生できます。たとえば、共生細菌が新しい毒素にさらされている場合、毒素を解毒できるタンパク質をコードする遺伝子を発現する可能性があります。
共生細菌が適応する別の方法は、水平遺伝子導入によるものです。水平遺伝子導入は、異なる生物間で遺伝子が伝達されるプロセスです。これは、共役、形質導入、変換など、さまざまなメカニズムを通じて発生する可能性があります。
水平遺伝子導入により、共生細菌は他の生物から新しい遺伝子を獲得することができます。これらの新しい遺伝子は、新しい環境に適応するのに役立つ新しい機能を提供できます。たとえば、共生細菌は、新しい食物源を使用できるタンパク質をコードする別の細菌から遺伝子を獲得する場合があります。
共生細菌は、新しい特性を進化させることにより、大きな環境変化にも適応することができます。進化とは、人口の遺伝的組成が時間とともに変化するプロセスです。これは、自然選択、遺伝的ドリフト、突然変異など、さまざまなメカニズムを通じて発生する可能性があります。
自然選択とは、環境に適した生物が生き残り、繁殖する可能性が高いプロセスです。時間が経つにつれて、これは生物が環境で生き残るのに役立つ新しい特性の進化につながる可能性があります。たとえば、新しい捕食者にさらされる共生細菌は、食べないようにするのに役立つ新しい特性を進化させる可能性があります。
遺伝的ドリフトは、集団の遺伝的組成がランダムに変化するプロセスです。これは、個人の死亡や人口への個人の移住など、偶然の出来事のために発生する可能性があります。遺伝的ドリフトは、たとえそれらが生物にとって有益ではない場合でも、新しい特性の進化につながる可能性があります。
突然変異は、生物のDNAが変化するプロセスです。突然変異は、自発的に発生するか、放射線や化学物質などの環境要因によって引き起こされる可能性があります。突然変異は、たとえそれらが生物にとって有益ではない場合でも、新しい特性の進化につながる可能性があります。
これらのメカニズムの組み合わせにより、共生細菌は大きな環境変化に適応することができます。これにより、さまざまな環境で生き残り、繁栄することができます。