Mokslas ir IT

2020.03.24 23:10

Mokslininkai atrado panašumą tarp žmonių ir bakterijų

LRT.lt2020.03.24 23:10

Naujausi tyrimai atskleidė, kad bakterijos mūsų burnoje kaupiasi ir išsidėsto labai panašiu principu, kaip mes – žmonės – kuriamės miestuose, informuoja „Science Alert“.

Ne veltui sakoma, kad bakterijos gyvena „kolonijomis“, nes kuo daugiau sužinome apie tai, kaip šie miniatiūriniai architektai kuria savo bendruomenes, tuo labiau mums jų elgesys atrodo pažįstamas.

Išanalizavus, kaip daugybė pavienių individų susijungia į mikrokolonijas, buvo nustatyti jų augimo modeliai ir dinamika, neretai atkartojanti mūsų pačių miestų planavimo tendencijas.

„Mes iš viršaus stebėjome paviršiuje pasiskirsčiusius kelis šimtus bakterijų nuo jų pradinės kolonizacijos iki pat bioplėvelės susiformavimo, – sako Pensilvanijos universitete dirbantis Hyun Koo. – Ir savo nuostabai pastebėjome, kad erdviniai ir struktūriniai jų augimo modeliai atitinka tai, ką matome mūsų pačių vykdomoje urbanizacijoje.“

Kaip ir gamtoje, burnoje bakterijos sudaro sudėtingas struktūras, vadinamas bioplėvelėmis. Tiesą pasakius, 99,9 proc. prokariotų gyvena tokiose struktūrose, susispietę kartu su milijonais kitų kaimynų.

Bioplėvelių galima rasti visur, o tas, kurios padengia dantis, vadiname apnašomis. Šį storą ir lipnų sluoksnį sunku pašalinti, nes jis saugo jame įsikūrusius mikrobus nuo grėsmių iš išorės – dantų pastos, tarpdančių siūlo ar net antibiotikų.

Statybos prasideda nuo to, kad keletas individualiai įsikūrusių bakterijų ima formuoti mikrokolonijas, tačiau kaip konkrečiai viskas vyksta kol kas nėra iki galo aišku.

Pasitelkę burnoje gyvenančias bakterijas Streptococcus mutans, mokslininkai įrodė, kad mikrobų ląstelės įsikuria atsitiktinai, nepriklausomai nuo paviršiaus tipo. Nepaisant to, tik dalis „kolonizatorių“ ima burtis į grupes ir plečiasi, „prijungdami aplinkui esančias bakterijas, kol suformuoja tankiai apgyvendintas kolonijas.“

„Mes manėme, kad augti pradės didesnė dalis individualių bakterijų, – sako Hyun Koo. – Tačiau iš tiesų šis skaičius nesiekia ir 40 proc., tuo tarpu likusios arba miršta arba yra „praryjamos“ kitų augančių mikrokolonijų.“

Vos tik susidaro bakterijų grupės, nutinka labai įdomus dalykas: jos pradeda sąveikauti, auga ir buriasi į tankiai apgyvendintas „mikrono dydžio mikrokolonijas, kurios toliau plečiasi ir tarpusavyje jungiasi“, kol suformuoja bioplėvelę.

Toks bakterijų bendradarbiavimas labai įdomus, pirmiausia dėl to, kad ankstesniais tyrimais buvo įrodyta, jog kitų rūšių bakterijos tarpusavyje konkuruoja, ypač tuomet, kai trūksta maisto.

Šiuo atveju maistas turėjo įtakos tik konkrečiam kolonijų formavimuisi. Vėliau „mikrokolonijos (tiek esančios viena šalia kitos, tiek ir atokios) augo netrukdomos tol, kol susiliedavo, o susiliejusios elgdavosi taip, tarsi būtų viena, nauja, harmoningai veikianti bendruomenė,“ – rašo tyrimą atlikę mokslininkai.

Tyrimo autoriai daro išvadą, kad šios bendruomenės (mikrokolonijos) gali plėstis ir jungtis viena su kita bendradarbiaudamos, be jokios konkurencijos tarp gretimai įsikūrusių kolonijų.

Tokio pobūdžio augimas rodo „mikroorganizmų bendruomeniškumą“ ir primena žmonių vykdomą urbanizaciją, kurios metu kai kurie gyventojai lieka statiški, o kiti jungiasi į kaimus, kurie vėliau plečiasi į tankiai apgyvendintas mikrokolonijas, dar vadinamas miestais, kurie savo ruožtu susijungia į megapolius.