"最友好的生存 "大于 "适者生存"

2020-11-02 108细菌

哥本哈根大学新的微生物研究表明,对于细菌群体来说,"最友好的生存 "大于 "适者生存"。细菌会互相让出空间,如果有利于整个细菌群体,则会牺牲特性。这一发现是朝着理解复杂的细菌相互作用,以及为多种人类疾病开发新的治疗模式和新的绿色技术迈出的重要一步。

"最友好的生存 "大于 "适者生存"

生物系新的微生物研究显示,细菌宁愿联合起来对抗外部威胁,如抗生素,而不是相互斗争。该报告刚刚发表在科学刊物《ISME杂志》上。多年来,研究人员一直在研究细菌的组合在密闭区域内时如何共同行为。在调查了数千种组合后,很明显,细菌为了生存而合作,这些结果与达尔文在进化论中所说的相矛盾。

"在经典的达尔文思想中,竞争是游戏的名称。最适合的人生存下来,并战胜那些不太适合的人。然而,当涉及到像细菌这样的微生物时,我们的发现揭示了最合作的细菌生存下来,"最友好的生存 "大于 "适者生存","生物系微生物学家Søren Johannes Sørensen教授解释说。

社会细菌肩并肩工作

通过从一个小玉米壳中分离出细菌(在那里它们被迫 "争夺 "空间),科学家们能够调查细菌为生存而竞争或合作的程度。细菌菌株是根据它们共同生长的能力来选择的。研究人员测量了细菌生物膜,这是一种粘稠的保护层,可以使细菌免受抗生素或捕食者等外部威胁。当细菌健康时,它们会产生更多的生物膜,并变得更加强大和有弹性。

一次又一次,研究人员观察到了同样的结果。在生物膜的生产上,最强的细菌并没有战胜其他细菌,而是让最弱的细菌有了生存空间,让弱小的细菌比它们自己生长得更好。同时研究人员可以看到,细菌通过关闭不必要的机制,并与邻居分享,来分担繁重的任务。

"当亨利-福特引入流水线和工人专业化时,他很可能认为自己发现了什么绝妙的东西,但细菌已经利用这一策略10亿年了。"索伦-约翰内斯-索伦森提到了已知的最古老的细菌化石与生物膜。他补充道

"我们的新研究表明,细菌以一种结构化的方式组织起来,分配工作,甚至互相帮助。这意味着,我们可以通过观察谁坐在谁的旁边,找出哪些细菌合作,也可能是哪些细菌相互依赖。"

了解看不见的细菌协同作用

研究人员还调查了细菌在单独行动时与与其他细菌在一起时有什么特性。人类经常讨论工作场所或群体协同作用,以及人们如何相互激励。当细菌在小社区中生存时,它们在这一点上更进一步。

"细菌将我们对群体协同和灵感的理解提升到了一个完全不同的层次。它们在邻居身上诱发出一些属性,否则这些属性就会一直处于休眠状态。通过这种方式,细菌群体可以表达出它们单独存在时不可能的特性。

当它们在一起时,全新的特性会突然出现,"Søren Johannes Sørensen解释道。

了解细菌如何在群体中相互作用,有可能在生物技术中创造一个全新的领域,传统上,生物技术致力于利用单一的、孤立的菌株,一次一个。

"基于生物的社会目前被吹捧为解决我们社会所面临的许多挑战的典范。然而,当今绝大多数生物技术都是基于单一生物体的。这与自然界中发生的情况形成了鲜明的对比,在自然界中,所有的过程都是由生物体的合作联合体管理的。索伦-约翰内斯-索伦森认为:"我们必须向自然界学习,并引入解决方案,以挖掘未来生物技术的巨大潜力。"。

引用

University of Copenhagen. "Bacteria contradict Darwin: Survival of the friendliest." ScienceDaily. ScienceDaily, 11 October 2019. www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191011095910.htm.

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