Исследователи выявили «злобное» поведение у бактерий
Бактериальные колонии могут нанести вред самим себе, просто чтобы избавиться от халявщиков в своей популяции, заявили ученые в новом исследовании, опубликованном 29 июля в журнале PLOS Computational Biology.
«Мы не ожидали увидеть такое поведение, которое вы могли бы даже назвать „злобным“, — сказала доцент Эндрю Экфорд из Йоркского университета. — Но это указывает на то, что определение кворума является удивительно гибким инструментом обеспечения справедливости».
Для исследования ученые изучили, как определение кворума регулирует поступление общих ресурсов, таких как ферменты, которые расщепляют источник пищи на полезные питательные вещества. Когда халявщики забирают питательные вещества, не производя ферментов, мошенники могут быть наказаны, даже если страдает все сообщество. А если другой еды нет, то в этом случее кворум может заморить голодом все сообщество.
«Для бактерии дорого вносить свой вклад в жизнь общества, поэтому для эгоиста лучше просто взять то, что предлагается, ничего не отдавая взамен, — объяснил аспирант Алекс Моффетт из Йоркского университета. — Но очевидно, что это плохо для всех, поэтому сообществу нужен способ препятствовать плохому поведению».
Моффетт и его коллеги обнаружили, что вместо того, чтобы полагаться на систему чести, эти микроорганизмы использовали определение кворума для подавления халявщиков. Чтобы лучше понять, как определение кворума сравнивается с другими стратегиями контроля производства общественных благ, они использовали математическое моделирование.
«Наша модель отражает как вероятность того, что штаммы „мошенников“, которые не производят общественных благ, но извлекают из них выгоду, захватят популяцию, так и то, как долго в среднем продержится популяция, прежде чем исчезнуть», — сказал профессор Питер Джей Томас из Университета Кейса.
Поскольку определение кворума играет важную роль в бактериальных инфекциях, таких как инфекции легких, которые поражают людей, страдающих муковисцидозом, исследовательская группа надеется применить результаты этого исследования для понимания и лечения таких заболеваний. «Это поможет нам понять, как бактерии могут так эффективно колонизировать легкие, что может указать путь к новым методам лечения», — добавил Моффетт.
