A kutatók egy kísérletsorozatban megmutatták, hogy a különböző mikrobafajok hogyan befolyásolják egymás populációdinamikáját a szerkezeti környezetük olyan tényezőitől függően, mint a komplexitás és a méret.
Egyes baktériumok sokszínű közösségben boldogulnak, míg mások a magányos létet részesítik előnyben. És egy olyan fizikai környezet, amely mindkét faj számára lehetővé teszi a legjobb életet, a legerősebb biodiverzitáshoz vezet. A talaj optimális, vegyes lakókörnyezetet biztosít, de a konyhai szivacs is ilyen.
Az új tanulmány megállapításai azt sugallják, hogy a strukturális környezetet figyelembe kellene venniük azoknak az iparágaknak, amelyek baktériumokat használnak olyan feladatok elvégzésére, mint a szennyeződés megtisztítása vagy kereskedelmi termékek előállítása.
Kimutattuk, hogy egy olyan összetett közösségben, amelyben a fajok között pozitív és negatív kölcsönhatások is vannak, van egy köztes integrációs szint, amely maximalizálja az általános együttélést
– mondja Lingchong You, a Duke Egyetem biomérnök-professzora.
A mikrobiális közösségek a természetben különböző mértékben keverednek. A talaj számos zugot és rést biztosít a különböző populációk számára, hogy a szomszédaiktól való különösebb kölcsönhatás nélkül fejlődhessenek. Ugyanez elmondható a levelek tetején lévő egyes vízcseppekről is.
De amikor az emberek sok baktériumfajt dobnak össze egy szerkezet nélküli ragacsba, hogy olyan árucikkeket állítsanak elő, mint az alkohol, a bioüzemanyag és a gyógyszerek, akkor az általában egy tányérban vagy akár egy nagy üstben történik. Kísérleteikben You és kollégái megmutatják, hogy miért lehet bölcs dolog, ha az ipari vállalatok a gyártási erőfeszítéseik során a strukturális megközelítéssel is elkezdenek foglalkozni.
A kutatók mintegy 80 különböző E. coli törzset vonalkódoltak, hogy nyomon követhessék a populációjuk növekedését. Ezután a baktériumokat különböző kombinációkban laboratóriumi tenyésztőlemezeken keverték össze, amelyekben a hat nagy lyuktól kezdve egészen 1536 apró lyukig sokféle potenciális életteret alakítottak ki.
A nagy kutak olyan környezetet eredményeztek, amelyben a mikrobafajok szabadon keveredhetnek, míg a kis kutak olyan tereket utánoztak, ahol a fajok magukban maradhatnak.
A kis adagolás igazán azoknak a fajoknak ártott, amelyek túlélése a más fajokkal való interakcióktól függ, míg a nagy adagolás segítette azokat, amelyek szenvednek ezektől az interakcióktól (a magányosokat). A köztes porciózás azonban lehetővé tette a túlélők maximális változatosságát a mikrobiális közösségben
– tette hozzá You.
Az eredmények keretet teremtenek a változatos baktériumközösségekkel dolgozó kutatók számára, hogy elkezdjék tesztelni, milyen szerkezeti környezetek működhetnek a legjobban a törekvéseikhez. Arra is rámutatnak, hogy a konyhai szivacs miért olyan hasznos élőhely a mikrobák számára.
A „sponyga” ugyanis utánozza az egészséges talajban található különböző mértékű elkülönülést, különböző elkülönítési rétegeket biztosít eltérő méretű közösségi terekkel kombinálva.
Ennek bizonyítására a kutatók egy csík közönséges háztartási szivaccsal is lefuttatták kísérletüket. Az eredmények azt mutatták, hogy ez még jobb inkubátor a mikrobiális sokféleségnek, mint bármelyik általuk tesztelt laboratóriumi berendezés.
Mint kiderült, a szivacs egy nagyon egyszerű módja annak, hogy többszintű porciózást valósítsunk meg a teljes mikrobiális közösség javítására. A szivacs szerkezete egyszerűen tökéletes otthont nyújt a mikrobáknak
– mondja You.
Forrás: Futurity
