Бактерии учатся разделению труда при объединении в сообщество



Сложные сообщества из нескольких видов бактерий постепенно учатся не соперничать за ресурсы, а использовать продукты жизнедеятельности других видов на пользу себе и всей общине микроорганизмов, что экономит доступные ресурсы и является залогом процветания «коммуны» микробов, заявляют биологи в статье, опубликованной в журнале PLoS Biology.

Считается, что бактерии распространены практически повсеместно – в воде, воздухе, под землей и встречаются в больших количествах даже в условиях вечной арктической и антарктической зимы. Как правило, бактерии никогда не бывают одиноки в любой точке земного шара – у них всегда бывают конкуренты и симбионты, с которыми приходится бороться за ресурсы или же делиться с ними.

Группа биологов под руководством Дианы Лоуренс (Diane Lawrence) из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) проследила, как ведут себя одни и те же бактерии в среде с большим числом соперников и при отсутствии конкуренции.

В своем эксперименте Лоуренс и ее коллеги выращивали пять штаммов бактерий. Часть культур росла в условиях полного одиночества, а часть – в компании других микробов. Биологи позволили бациллам расти и приспосабливаться к новым условиям в течение 70 поколений, наблюдая за изменениями пищевых привычек бактерий и связанных с ними сдвигами в химическом составе питательной среды.

Оказалось, что «коллективные» микробы постепенно приспособились к новым соседям, наладив взаимовыгодный обмен питательными веществами и отходами жизнедеятельности. С другой стороны, бациллы-«одиночки» не демонстрировали подобных изменений в пищевых привычках.

По словам ученых, разделение труда и ресурсов помогло микробам не только улучшить свое положение, но и позволило процветать всему сообществу в целом. Такие бактериальные «коммуны» лучше и эффективнее перерабатывали питательные вещества, чем смеси из двух или трех штаммов бактерий, живших до этого в одиночестве.

«Результаты нашего исследования несут много нового в понимании того, как виды живых существ реагируют на изменяющиеся условия окружающей среды. Так как все существующие виды живут в одном и том же месте с тысячами других животных, растений и бактерий, этот феномен, скорее всего, встречается практически повсеместно. Все это необходимо учитывать при изменении климата», – пояснила Лоуренс.

По всей видимости, аналогичные перестройки в «разделении труда» происходят и при смене диеты в микрофлоре кишечника человека. Как полагают ученые, их открытие может помочь диетологам и другим специалистам в области питания разработать стратегии «дирижирования» микрофлорой в желудочно-кишечном тракте.

«Инженерия бактериальных сообществ для улучшения здоровья человека требует большего понимания того, как взаимодействуют виды микрофлоры. Наше исследование является шагом вперед в деле развития этого понимания», – заключает другой участник исследовательской группы Тим Бэррэкло (Tim Barraclough) из Имперского колледжа Лондона.

Источник

«Нет ничего чудеснее человеческого мозга, нет ничего более изумительного, чем процесс мышления, ничего более драгоценного, чем результаты научных исследований»

Алексей Горький

Файлы

Футурология 21 век: Бессмертие или глобальная катастрофа?

Рефлексы головного мозга

Основы археологии

Религиозно-идеалистическая культурология: идейные тупики