Наука

Колонії людей і бактерій існують на одних і тих же принципах

Люди і бактерії будують колонії по однім і тим же законам: несподіване відкриття

Нове дослідження довело, що й бактерії, і люди будують свої колонії за схожими принципами і шаблонам.

Коли ми говоримо про «колонії бактерій», то маємо на увазі деяке скупчення мікроорганізмів, що існують в єдиному просторі. Однак чим більше дослідники вивчають поведінку дивовижних представників мікросвіту, тим більше розуміють, що ми з ними не так вже сильно відрізняємося один від одного.

Нове дослідження, проведене командою Хена Ку з Університету Пенсільванії, розповідає про механізми, завдяки яким окремі бактерії формують колонії. Вчені виявили закономірності і динаміку росту колоній мікробів, що відображають нашу власну поведінку в міському середовищі.

«Ми спостерігали за сотнями бактерій від етапу розселення, коли всі вони були розподілені на поверхні далеко один від одного, до утворення єдиної плівкової структури. І ми помітили, як разюче схожі просторові структури їх росту та принципи, якими керуються люди при зведенні поселень», пишуть автори.

Біоплівка — це складна структура, характерна для більшості прокаріотів у нашому світі. Вони є скрізь: це щільний, липкий осад, який дуже важко видалити. Якщо довго не будете чистити зуби, то біоплівка почне формуватися прямо у вас в роті.

Вивчаючи пероральну бактерію Streptococcus mutans, дослідники продемонстрували, що мікробні клітини осідають випадковим чином і незалежно від типу поверхні. Однак, частина колонізаторів, фактично починає утворювати кластери, розширюючи їх масштаби «шляхом об’єднання сусідніх бактерій в густонаселені мікроколонії».

«Ми думали, що буде рости більшість окремих бактерій. Але в підсумку їх фактичне число становило менше 40 відсотків, а інші або відмирали, або поглиналися зростанням інших мікроколоній», пишуть автори.
Paula et al., Nature Communications, 2020 Візуалізація перетворення окремих бактерій в колонії

Як тільки виникають кластери, відбувається щось дійсно цікаве: вони починають взаємодіяти один з одним, ростуть і об’єднуються в густонаселені «мікроколонії мікронного масштабу, які надалі розширюються і зливаються», утворюючи суперструктуру біоплівки.

Таке співробітництво цікаве, оскільки в попередніх дослідженнях повідомлялося про бактеріальну конкуренцію у інших видів, особливо коли у них було мало поживних речовин.

У даному ж випадку живильні речовини впливали тільки на фактичне формування колоній. Після цього «окремі мікроколонії продовжували рости без збоїв до злиття одна з одною, а об’єднані структури поводилися і росли як єдине нове гармонізоване суспільство», відзначають дослідники.

З’ясувалося, що колонії можуть зливатися, об’єднуватися один з одним для підвищення шансів на виживання, а також активно конкурують одна з одною. На думку авторів, така поведінка нагадує урбанізацію, коли невеликі групки переселенців утворюють колонії, які стають містами і зрештою зливаються в один величезний мегаполіс.

«Важливо відзначити: ми не говоримо, що бактерії поводяться в точності як люди. При цьому очевидно, що розуміння основних принципів їх життєдіяльності допоможе нам краще справлятися з інфекціями», заявляє Ку.

Натхнення: www.popmech.ru

Кнопка «Наверх»