20 септември 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Бактерии образуват вълнуващи модели, подобни на цветя (видео)

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 21 януари 2020 в 00:21 16140
Снимка: Xiong et al., eLife, 2020

Различните видове бактерии образуват различни по вид и форма колонии, когато бъдат посяти върху хранителна среда в петри. 

Escherichia coli расте бавно, но равномерно на туфи. Acinetobacter baylyi от своя страна се придвижва бързо и се разпространява във всички посоки, докато не покрие цялото петри за 24 часа.

Но какво би се случило ако ги сложим заедно в едно петри? Резултатът е чудесен - бактериите се комбинират и разпространяват с интересни шарки, излизащи от центъра навън.

Това откритие е направено случайно и кара учените да изследват динамиката на бактериалния растеж, за да установят как се получават тези мотиви.

"Всъщност смесихме тези два бактериални вида за друг проект, но една сутрин открих мистериозна шарка, подобна на цвете в петриевата паничка, където един ден по-рано бях посял капка от сместа", разказва компютърният биофизик Лиян Сион (Liyang Xiong) от Университета на Калифорния, Сан Диего. "Красотата на шарката ме порази и започнах да се чудя как бактериалните клетки могат да взаимодействат едни с други, за да станат художници".

За да го разгадаят, учените включват математическо моделиране. Те въвеждат физичните свойства на две бактерии - скоростта им на растеж, морфологията и ефективното им триене.

A. baylyi може да се придвижва толкова бързо, заради власинките, подобни на коса, наречени пили, които служат като крака, насочвайки ги накъдето трябва да отидат. Тази способност за движение се нарича моталитет. За разлика от тях E. coli нямат пили и не могат да се придвижват.

Кредит: UC San Diego

Когато двата вида бактерии се поставят върху агар, E. coli запълва разширяващата се външна вълна от A. baylyi и това създава модела, обясняват учените. Следите, получени от E. coli размиват тази граница. 

Където има по-малко колонии от E. coli, A. baylyi се разпространява навън по-бързо, но по-големите концентрации завземат площ по-бавно. Това създава фигурите, подобни на цветя, в комбинираните колонии. Същият ефект би трябвало да се наблюдава при смесването на всякакви видове бактерии, при които едните са подвижни, а другите не.

Това откритие може да изглежда забавно и красиво, но има и практическа полза. То може да помогне на учените да разберат комплексните модели на разпространение на бактериални колонии в природата. 

Бактериите могат да са голям проблем, когато става дума за медицински устройства и импланти, които се използват дълго време като пейсмейкъри и катетри. Изучаването на моделите, по които многобройни бактерии се разпространяват заедно, може да помогне на учените да открият начини за ограничаване на тези процеси. 

"Моделът на формиране на бактериалните колонии е активна област на изследвания през последните няколко десетилетия", обяснява компютърният биолог Лев Цимринг (Lev Tsimring) от Университета на Калифорния, Сан Диего. "Въпреки това основната част от лабораторните изследвания и теоретичните модели се фокусират върху динамиката на колонии от един вид. Повечето бактерии в природни хабитати живеят в общества от различни видове и учените най-после започват да разглеждат механизмите, контролиращи тяхното съжителство."

"Докато редица биохимични механизми на вътревидовото общуване и коопериране са изучени", допълва Цимринг, "открихме, че изненадваща сложност може да е резултат от чисто физически механизми на взаимодействие".

Изследването е публикувано в списание eLife.

Източник: Science alert - Scientists Discover Stunning Flower-Like Patterns When Bacteria Combine


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.