Исследователи из Университета Тафтса показали, что поведение сложных микробных сообществ можно достаточно точно предсказывать, опираясь всего на взаимодействия между парами видов. В качестве модели они использовали обычную хлебную закваску — естественную среду, где вместе живут дикие дрожжи и молочнокислые бактерии. Работа опубликована в научном журнале Ecology.
Ученые выделили микроорганизмы из реальных заквасок и измерили, как быстро они растут поодиночке и в парах. На основе этих данных была построена простая модель, которую затем проверили на сообществах из девяти видов, выращенных одновременно. В большинстве случаев модель точно предсказала, какие микробы смогут сосуществовать и в каких пропорциях. Лишь два вида повели себя не так, как ожидалось.
Решающим оказался учет реального «режима жизни» закваски. При регулярных подкормках популяции микробов постоянно переживают резкие сокращения и новый рост. Когда этот фактор добавили в расчеты, прогнозы стали точнее. Некоторые виды действительно способны вытеснять конкурентов, но из-за регулярных спадов численности просто не успевают разрастись.
По словам профессора Лоуренса Уриккио, похожие циклы происходят и в других средах, например, в кишечнике после приема антибиотиков, на пищевых производствах после дезинфекции или в почве после обработки пестицидами. Простые модели, основанные на таких данных, могут помочь заранее оценивать риск вспышек инфекций, появления устойчивых бактерий и нарушений в микробных экосистемах.
При этом сами закваски оказались удивительно стабильными — они годами сохраняют свой состав и плохо «принимают» новых микробов. Однако эта устойчивость не абсолютна. Ученые исследуют, как со временем эволюция может изменить баланс видов, а вместе с ним вкус хлеба или состав микробиоты человека.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые воскресили фермент возрастом 3,2 млрд лет: что получилось.
