Cum bacteriile creează arta florilor

Atunci când bacteriile lipicioase se întâlnesc cu bacteriile care se întâlnesc într-o cutie Petri, frecarea dintre cele două poate determina înflorirea modelelor de flori.

Escherichia coli bacteriile care cresc pe o substanță similară cu Jell-O numită agar tind să se lipească de suprafață, iar coloniile de microbi nu se răspândesc foarte departe. Dar colonii de Acinetobacter baylyi se extind în cercuri cu creștere rapidă pe măsură ce bacteriile se târăsc pe pili asemănătoare părului pe suprafața agarului. Niciunul dintre tipurile de microbi nu este foarte interesant de privit singur, spune Lev Tsimring, un fizician teoretician la Universitatea din California, San Diego. Dar „când le-am amestecat, am văzut aceste structuri absolut uimitoare crescând.”

Interacțiunile fizice dintre cele două tipuri de bacterii creează modele florale, au descoperit el și colegii. Mobil A. baylyi „împinge E coli în fața lui, un fel de plug de zăpadă”, spune Tsimring. Dar lipicios E coli sapă în călcâiele lor, reținând un val de A. baylyi ca o bandă elastică înfășurată în jurul unui balon, spune el. În unele locuri unde sunt mai puține E coli formând o barieră, cu atât bacteriile mai agile pătrund, pictând petalele în timp ce își împing vecinii reticenți înainte. Aceste descoperiri tind să aibă loc la intervale destul de regulate, creând flori relativ simetrice.

Forma petale care se formează depinde de cât de repede A. baylyi bacteriile se mișcă, cât de bine E coli se lipește la suprafață și proporțiile fiecărui tip de bacterii la marginile coloniilor. (E coli trebuie să depășească numeric A. baylyi sau bacteriile rapide vor trece direct pe lângă partenerii lor mai sedentari.) Echipa lui Tsimring a descris matematica din spatele înfloririi pe 14 ianuarie în eLife.

Când E coli bacteriile cresc împreună cu câteva Acinetobacter baylyi, microbii pot forma modele florale în vasele de laborator. Iată cum a crescut o „floare” bacteriană.

Astfel de ecuații au fost folosite pentru a explica modul în care reacțiile dintre substanțele chimice ar putea produce modele Turing – modele regulate, repetate, găsite în natură, cum ar fi pete sau dungi pe blana animalelor (SN: 21/12/15). Noua cercetare arată că, pe lângă substanțele chimice, oamenii de știință ar trebui să ia în considerare modul în care forțele mecanice ajută și la modelarea modelelor, spune Tsimring.

Înțelegerea modului în care bacteriile cresc într-o companie mixtă poate face lumină asupra modului în care se formează biofilmele, permițând cercetătorilor să elaboreze modalități mai bune de a perturba aceste comunități compuse din diferite tipuri de microbi. Unele biofilme au fost legate de infecții încăpățânate (SN: 20/05/16).