Uusi tutkimus on osoittanut, että suun bakteeripesäkkeiden käyttäytyminen ei ole kovin erilaista siitä, miten me ihmiset asettumme kaupunkeihin.
Bakteerit elävät 'siirtomaissa', ja mitä enemmän opimme siitä, kuinka nämä pienet arkkitehdit rakentavat yhteisöjään, sitä tutumpi heidän käyttäytymisensä näyttää meille.
Uusi tutkimus, jossa tarkastellaan, kuinka useat yksittäiset uudisasukkaat muuttuvat mikrokoloneiksi, on paljastanut kasvumallit ja -dynamiikan, jotka heijastavat omia kaupunkimme suuntauksia.
“Katselimme satojen bakteerien leviämistä pinnan yli niiden alkuperäisestä kolonisoinnista biofilmin muodostumiseen”, kertoo Hyun Ku Pennsylvanian yliopistosta.
“Ja näemme, että niiden kasvun alueelliset ja rakenteelliset ominaisuudet ovat samanlaisia kuin kaupungistumisessa.”
Kuten luonnossa, suussa olevat bakteerit elävät monimutkaisissa rakenteissa, jotka tunnetaan biofilmeinä. Itse asiassa 99,9 prosenttia prokaryooteista asuu miljoonien muiden naapureiden kanssa yhdessä näistä asutuksista.
Biofilmejä on kaikkialla, mutta jos sinulla on niitä hampaissasi, kutsumme niitä plakkiksi. Tässä tiheässä ja tahmeassa sedimentissä bakteerit on suojattu ympäristövaikutuksilta, kuten hammastahnalta, hammaslanjalta tai jopa antibiooteilta.
Se kerääntyy, kun useat yksittäiset uudisasukkaat muuttuvat mikrokolonioiksi, mutta miten tämä tapahtuu, jää tutkimatta.
ature Communications, 2020
Streptococcus mutans -bakteerin avulla tutkijat osoittivat, että mikrobisolut kerääntyivät satunnaisesti ja pintatyypistä riippumatta. Kuitenkin vain murto-osa kolonisaattoreista alkaa todella rypistyä, laajentaen mittakaavaansa '' yhdistämällä naapuribakteereita tiheästi asutuiksi mikrokoloneiksi ''.
“Luulimme, että suurin osa yksittäisistä bakteereista kasvaa”, Ku sanoo. “Mutta todellinen määrä oli alle 40 prosenttia, ja loput joko kuolevat tai imeytyvät muiden mikrokolonien kasvuun.”
Heti klustereiden syntyessä tapahtuu jotain todella utelias: ne alkavat olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, kasvavat ja yhdistyvät tiheästi asutuiksi mikromittakaavan mikrokoloneiksi, jotka laajenevat ja sulautuvat edelleen muodostaen biofilmin päällirakenteen.
Tämä yhteistyö on mielenkiintoista, koska aiemmat tutkimukset ovat raportoineet bakteerikilpailusta muissa lajeissa, varsinkin kun ravinteiden puutteita esiintyy.
Tässä tapauksessa ravintoaineet vaikuttivat vain pesäkkeiden todelliseen muodostumiseen. Sen jälkeen “yksittäiset mikrokolonit (kaukana tai välittömässä läheisyydessä) jatkoivat kasvuaan häiriöinä, kunnes ne sulautuivat toisiinsa, ja yhdistetyt rakenteet käyttäytyivät ja kasvoivat yhtenä yhtenäisenä yhtenäisenä yhteisönä”, tutkijat kirjoittavat.
Vasta kun enemmän antagonistisia vieraita lajeja otettiin käyttöön, tämä näennäisesti rauhallinen yksikkö vaikutti ja mikrokolonien kasvu hidastui.
“Nämä yhteisöt (mikrokolonit) voivat laajentua ja sulautua keskenään yhteistyön hengessä ilman kilpailua naapurialueiden välillä”, kirjoittajat päättelevät.
Tämä on eräänlainen kasvu, joka osoittaa 'mikro-organismien välistä yhteisöllistä käyttäytymistä', ja se on samanlainen kuin ihmisten kaupungistuminen, jossa jotkut uudisasukkaat pysyvät paikallaan, kun taas toiset muuttuvat kyliksi, jotka laajenevat edelleen tiheästi asutuiksi mikropesäkkeiksi tai kaupungeiksi ja sulautuvat sitten megakaupungeiksi. .
“Tämä on hyödyllinen analogia”, Ku sanoo. “Emme sano, että bakteerit ovat antropomorfisia. Mutta tämä biofilmin kasvunäkymä antaa meille moniulotteisen, moniulotteisen kuvan niiden kasvusta, jota emme ole ennen nähneet. '
Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä.
Lähteet: Kuva: CDC / Public Health Image Library
