Вчені випадково отримали " бактеріальні квіти»
Посадивши бактерії різних видів в одну чашку Петрі, дослідники дізналися, як мікроорганізми взаємодіють в природі, — і несподівано отримали дуже красиве видовище.
Біофізики з Університету Каліфорнії, Сан-Дієго, вивчали бактерії Escherichia coli і Acinetobacter baylyi. Під час експериментів ці мікроорганізми опинилися в одній ємності з живильним середовищем — і тут з'ясувалося, що ці істоти мимоволі створюють приголомшливі «твори мікромистецтва».
Статтю про своє відкриття автори опублікували в eLife.
"Насправді, ми змішували ці два види бактерій для іншого проекту, але одного ранку я виявив таємничий візерунок у вигляді квітки в чашці Петрі, де днем раніше помістив крапельку суміші», — захоплюється фахівець в області обчислювальної біофізики Ліян Сюн.
Звичайно, це не свідома творчість крихітних істот. Дослідники з'ясували, як виходять подібні візерунки і як управляти такою художньою самодіяльністю.
Якщо помістити будь-які з цих мікробів в поживну суміш, вони починають рости, поширюючись по субстрату з приблизно однаковою швидкістю від центру, тобто від місця початкової дислокації. Однак, в залежності від виду, роблять вони це з різною швидкістю і різним чином. Наприклад, перебуваючи в ємності окремо, E. coli росте досить повільно, збираючись в згустки, тоді як A. baylyi швидко рухається, поширюючись у всіх напрямках.
Вчені визначили властивості бактерій, які дозволяють їм створювати свої малюнки. За допомогою матмоделювання вони зіставили фізичні властивості цих двох видів, такі як швидкість росту, морфологія та ефективне тертя.
A. baylyi може рухатися так швидко, тому володіє так званої рухливістю мікроорганізму. У неї є маленькі волоскоподібні щетинки, звані пили, які несуть її немов крихітні ніжки. Ця здатність рухатися називається моторикою. У E. coli таких ворсинок немає, тому вони не можуть пересуватися в потрібну їм сторону, як можемо ми (і A. baylyi ).
Коли обидві культури потрапили в середовище з агаром, кишкова паличка, можна сказати, осідлала розширюється зовнішню хвилю A. baylyi . Саме це створює лінію візерунка. Його нерівномірні межі-наслідок опору напору A. baylyi.
Чим менше E. coli виявляється на шляху руху A. baylyi, тим далі просувається Колонія останніх, і, навпаки, великі згустки E. coli уповільнюють їх експансію. Саме це створює кольороподібні форми об'єднаної колонії. Схожий ефект зможуть створювати будь-які бактерії, якщо одна з культур буде мати рухливість, а друга виявиться нею обділена.
Крім кумедних візуальних ефектів, які можуть взяти на озброєння любителі незвичайних форм мистецтва, дослідження має практичну цінність з медичної та біологічної точок зору. Чим краще вчені навчаться розуміти складні закономірності, що спостерігаються в бактеріальних колоніях в дикій природі, тим більше шансів буде на створення нових ефективних препаратів і технік лікування викликаних ними інфекцій.
Незважаючи на активне вивчення проблематики структури бактеріальних спільнот, більшість робіт розглядають теорію і практику поширення колоній одного виду. Але в реальності бактерії не можуть відгородитися від світу і бути ксенофобами і, як правило, змушені співіснувати групами, в яких стикаються Найрізноманітніші види і штами. Дослідження, які зможуть з'ясовувати особливості таких складних структур, просто необхідні.
Також читайте: