Nová štúdia preukázala, že správanie kolónií baktérií ústnej dutiny sa príliš nelíši od toho, ako sa my ľudia usadzujeme v mestách.
Existuje dôvod, prečo baktérie žijú v „kolóniách“, a čím viac sa dozvedáme o tom, ako títo malí architekti budujú svoje komunity, tým známejšie sa nám ich správanie javí.
Nová štúdia, ktorá sa zameriava na to, ako sa viac jednotlivých osadníkov mení na mikrokolónie, odhalila vzorce a modely rastu, ktoré odrážajú naše vlastné mestské sklony.
„Sledovali sme stovky baktérií šíriacich sa po povrchu od ich počiatočnej kolonizácie po tvorbu biofilmu,“ hovorí Hyun Ku z pennsylvánskej univerzity.
„A vidíme, že priestorové a štrukturálne charakteristiky ich rastu sú podobné tým, ktoré vidíme v urbanizácii.“
Rovnako ako v prírode, baktérie v ústach žijú v zložitých štruktúrach známych ako biofilmy. V skutočnosti 99,9 percent prokaryotov žije v miliónoch ďalších susedov v jednej z týchto osád.
Biofilmy sú všade, ale ak ich máte na zuboch, hovoríme im plak. V tomto hustom a lepkavom sedimente sú baktérie chránené pred vplyvmi prostredia, ako sú zubné pasty, zubné nite alebo dokonca antibiotiká.
Hromadí sa, keď sa niekoľko jednotlivých osadníkov zmení na mikrokolónie, ale ako presne sa to stane, zostáva nepreskúmané.
ature Communications, 2020
Pomocou orálnej baktérie Streptococcus mutans vedci preukázali, že mikrobiálne bunky sa ukladajú náhodne a bez ohľadu na typ povrchu. Iba zlomok kolonizátorov sa však v skutočnosti začína zhlukovať a rozširuje svoju škálu „kombináciou susedných baktérií do husto osídlených mikrokolonií“.
“Mysleli sme si, že väčšina jednotlivých baktérií bude rásť,” hovorí Ku. „Skutočný počet bol ale menej ako 40 percent a zvyšok buď odumiera, alebo je absorbovaný rastom ďalších mikrokolónií.“
Len čo vzniknú zhluky, stane sa niečo skutočne kuriózne: začnú medzi sebou interagovať, rastú a kombinujú sa v husto osídlených mikrónkach v mikrónovom meradle, ktoré sa ďalej rozširujú a spájajú a vytvárajú nadstavbu biofilmu.
Táto spolupráca je zaujímavá, pretože predchádzajúce štúdie hlásili bakteriálnu konkurenciu u iných druhov, najmä ak sú prítomné nedostatky živín.
V tomto prípade živiny ovplyvnili iba skutočnú tvorbu kolónií. Potom „jednotlivé mikrokolónie (vzdialené alebo v tesnej blízkosti) pokračovali v raste bez prerušenia, až kým sa navzájom nespájali, a kombinované štruktúry sa správali a rástli ako jedna nová nová harmonizovaná komunita,“ píšu vedci.
Táto zdanlivo mierumilovná jednotka bola zasiahnutá až po zavedení antagonistickejších mimozemských druhov a spomalil sa rast mikrokolónií.
„Tieto spoločenstvá (mikrokolónie) sa môžu rozširovať a spájať medzi sebou v duchu spolupráce bez konkurencie medzi susednými komunitami,“ uzatvárajú autori.
Toto je typ rastu, ktorý naznačuje „komunálne správanie medzi mikroorganizmami“ a je podobný ľudskej urbanizácii, kde niektorí osadníci zostávajú stáť, zatiaľ čo iní sa menia na dediny, ktoré sa ďalej rozširujú na husto osídlené mikrokolónie alebo mestá, a potom sa spájajú do megacities .
„Toto je užitočné prirovnanie,“ hovorí Ku. “Nehovoríme, že baktérie sú antropomorfné.” Ale táto vyhliadka na rast biofilmu nám dáva viacúrovňový, mnohorozmerný obraz o tom, ako rastú, aký sme ešte nevideli. “
Výskum bol publikovaný v časopise Nature Communications.
Zdroje: Foto: Knižnica obrázkov CDC / Public Health
