Ученые давно изучают поведение бактерий. Ранее эксперименты ограничивались наблюдением за отдельными видами в изолированной среде на расстоянии всего нескольких сантиметров. В рамках нового исследования, опубликованного в Nature Communications, команда ученых из университета Флиндерса (Австралия) предложила совершенно новый подход.
Был создан экспериментальный стенд из обычного садового шланга, наполненного питательным гелем и красителем. В него поместили микробное сообщество из сточных вод, и отслеживалась его миграция на расстоянии в несколько метров в течение недели. В рамках эксперимента анализировались как видовой состав, так и генетическая активность бактерий.
Результат превзошел ожидания. Часть исходного сообщества отделилась и самоорганизовалась в живые полосы, видимые невооруженным глазом. Было доказано, что бактерии способны мигрировать на огромные расстояния не в одиночку, а в координированных группах, включающих больше 500 видов. Эти группы также переносят вирусы и микробов, которые не умеют плавать самостоятельно.
По мере продвижения скорость миграции возрастает. Суровое путешествие выступает естественным фильтром: выживают и выходят вперед самые сильные пловцы и те, кто эффективнее всего добывает питательные вещества для всей группы. Интересно, что по пути сообщество постоянно меняется. Доминирующие виды сменяют друг друга, но множество редких видов сохраняются и успешно завершают путешествие.
Ученые выяснили ключевую мотивацию: бактерии путешествуют вместе не для того, чтобы убежать от заражающих их вирусов. Главная цель — охота за пищей, и ради этого они берут в дорогу «попутчиков».
С точки зрения медицины становится понятно, как опасные патогены, не способные двигаться сами, распространяются по организму или в больничной среде и водопроводах — просто присоединяясь к активным сообществам. Также таким образом экосистемы сохраняют биоразнообразие: редкие микробы могут колонизировать новые территории. Понимание этого процесса важно для поддержания здоровья почв и эффективной очистки сточных вод. В обоих случаях успеха можно добиться воздействуя не только на отдельные бактерии, но и взаимодействуя со всей «командой».
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что бактерии способны учиться и формировать воспоминания без мозга.