Хоча люди й досі вважають себе найрозумнішими істотами у Всесвіті, нещодавно опубліковане дослідження журналу Nature робить внесок у спростування цієї тези. У ньому йдеться про схожий зв’язок, а, точніше, шаблонну поведінку бактерій, що притаманна людям, і навпаки. Схожість знайшли у принципах будівництва колоній.
Брати наші менші🦠
Бактерії — основна група живих організмів, що є мікроскопічними (зазвичай) одноклітинними та вважається найпоширенішим типом життя на Землі. Ми познайомилися із ними майже 400 років тому, коли голландці винайшли мікроскоп і дали чудернацькому створінню назву βακτηριον, себто «маленька паличка».
І хоча більшість бактерій існує у вигляді окремих клітин, деякі з них зв’язуються у певні структури зі складним аранжуванням і формують колонії. Колонії часто стають своєрідним каналом для постачання поживних речовин. Від ґрунту і до бактеріальних інфекцій — мікроколонії бактерій стали невіддільною частиною нашого побуту.
Вищезгадане дослідження провели науковці з університету Пенсильванії за провідництва Хена Ку. У своїй роботі команда розповідає про певні шаблони, механізми та принципи, згідно з якими бактерії будують свої колонії. Розгорнутіше дослідження дозволило науковцям виявити певну динаміку в зростанні та інші закономірності, які накладаються на поведінку людей в урбаністичному, себто міському середовищі.
Динаміка популяції бактерій під час утворення біоплівки.
Вчені спостерігали за сотнями бактерій від моменту їхнього розселення, коли усі ще були розпорошені поверхнею і не утворили єдиної плівкової структури. Згодом науковці помітили разючу схожість їхніх структур та принципів опанування власної території із тими, що мають homo sapiens.
Win-win замість win-lose🏰
Ключовий фактор у розумінні колоній бактерій — біоплівкова структура, або щільний липкий осад, який є муром для поселення бактерій.
Головним об’єктом вивчення стала пероральна бактерія Streptococcus mutans, мікробні клітини якої осідають на поверхні випадково і незалежно від типу самої поверхні. Згодом частина бактерій починає утворювати певні територіальні кластери та розширювати їхні кордони, об’єднуючи сусідні бактерії у мікроколонії.
Таке собі divide et impera.
«Ми очікували на зростання окремих бактерій, але в підсумку кожна друга або вмирала, або ставала частиною мікроколонії».
Хен Ку, університет Пенсильванії
Утворюючи територіальні кластери, бактерії починають «дружити» ними між собою. Згодом мікроколонії ростуть, об’єднуються одна з одною та утворюють надструнку біоплівку, або суперструктуру. Цікаво, що у попередніх дослідженнях структури антибіотиків, про які ми теж писали, наголошується на іншій поведінці.
Бактерії звикли конкурувати між собою та іншими видами мікроорганізмів, особливо маючи обмежену кількість поживних речовин. Це дослідження демонструє якщо не інший вектор, то принаймні іншу імплементацію цієї конкуренції.
Поживні речовини впливали тут лише на формування самих колоній, але структури (кластери) продовжували об’єднуватися і поводили себе радше як спільнота. Згодом з’ясувалося, що така об’єднувальна поведінка підвищує шанси на виживання, хоча й висуває конкуренцію на новий рівень.
На думку дослідників, ця поведінка нагадує урбаністичний мотив homo sapiens, коли невеликі кочівні групи замість бійки за ресурс утворюють колонію, що згодом стає містом. Якщо все йде окей і люди не додумуються обрати чергового 🤡 головою держави або скинути на сусідів ядерну бомбу, утворюються мегаполіси.
«Ми не декларуємо, що поведінка бактерій ідентична людській. Утім, розуміння їхнього існування дозволить нам ефективніше боротися з інфекціями».
Хен Ку, університет Пенсильванії
