Nová studie ukázala, že chování kolonií orálních bakterií se příliš neliší od toho, jak se my lidé usazujeme ve městech.
Existuje důvod, proč bakterie žijí v „koloniích“, a čím více se dozvídáme o tom, jak tito malí architekti budují své komunity, tím známější je jejich chování.
Nová studie zaměřená na to, jak se několik jednotlivých osadníků proměnilo v mikrokolonie, odhalila vzorce a vzorce růstu, které odrážejí naše vlastní městské sklony.
„Sledovali jsme stovky bakterií šířících se po povrchu od jejich počáteční kolonizace až po tvorbu biofilmu,“ říká Hyun Ku z Pennsylvánské univerzity.
„A vidíme, že prostorové a strukturální charakteristiky jejich růstu jsou podobné těm, které vidíme v urbanizaci.“
Stejně jako v přírodě, bakterie v ústech žijí ve složitých strukturách známých jako biofilmy. Ve skutečnosti žije v jedné z těchto osad 99,9 procent prokaryot s miliony dalších sousedů.
Biofilmy jsou všude, ale pokud je máte na zubech, říkáme jim plak. V tomto hustém a lepkavém sedimentu jsou bakterie chráněny před vlivy prostředí, jako je zubní pasta, zubní nit nebo dokonce antibiotika.
Hromadí se, když se několik jednotlivých osadníků změní na mikrokolonie, ale přesně to, jak se to stane, zůstává neprozkoumané.
ature Communications, 2020
Pomocí orální bakterie Streptococcus mutans vědci prokázali, že mikrobiální buňky se ukládají náhodně a bez ohledu na typ povrchu. Pouze zlomek kolonizátorů se však ve skutečnosti začíná shlukovat a rozšiřovat svůj rozsah „spojením sousedních bakterií do hustě osídlených mikrokolonií“.
“Mysleli jsme si, že většina jednotlivých bakterií bude růst,” říká Ku. „Skutečný počet byl ale méně než 40 procent a zbytek buď odumřel, nebo byl pohlcen růstem jiných mikrokolonií.“
Jakmile klastry vzniknou, stane se něco opravdu zvědavého: začnou na sebe vzájemně působit, rostou a spojují se do hustě osídlených mikrokolonií v mikronovém měřítku, které se dále rozšiřují a spojují a vytvářejí nadstavbu biofilmu.
Tato spolupráce je zajímavá, protože předchozí studie uváděly bakteriální konkurenci u jiných druhů, zejména pokud jsou přítomny nedostatky živin.
V tomto případě živiny ovlivnily pouze skutečnou tvorbu kolonií. Poté „jednotlivé mikrokolonie (vzdálené nebo v těsné blízkosti) pokračovaly v růstu bez narušení, dokud se navzájem nespojily, a kombinované struktury se chovaly a rostly jako jediná nová harmonizovaná komunita,“ píší vědci.
Teprve když byly zavedeny antagonističtější mimozemské druhy, byla ovlivněna tato zdánlivě mírumilovná jednotka a růst mikrokolonií byl zpomalen.
„Tyto komunity (mikrokolonie) se mohou rozšiřovat a spojovat se navzájem v duchu spolupráce, bez konkurence mezi sousedními komunitami,“ uzavírají autoři.
Jedná se o typ růstu, který naznačuje „komunální chování mezi mikroorganismy“ a je podobný lidské urbanizaci, kde někteří osadníci zůstávají nehybní, zatímco jiní se mění na vesnice, které se dále rozšiřují na hustě osídlené mikrokolonie nebo města, a poté se spojí v megacities .
„Toto je užitečná analogie,“ říká Ku. “Neříkáme, že bakterie jsou antropomorfní.” Ale tato vyhlídka na růst biofilmu nám dává víceúrovňový, vícerozměrný obraz toho, jak rostou, což jsme dosud neviděli. “
Studie byla publikována v Nature Communications.
Zdroje: Foto: CDC / Public Health Image Library
