I microbi possono produrre molte delle risorse metaboliche di cui hanno bisogno per sopravvivere. Ma poiché hanno pareti cellulari permeabili, tali risorse possono fuoriuscire nell'ambiente circostante. Poiché i microbi spesso vivono in comunità con molti altri tipi di microbi, possono anche assorbire le risorse metaboliche che altri microbi hanno perso. E, possono rispondere ai loro ambienti, spostando cosa e quanto di qualche bene producono loro stessi. In un modo, questo scambio di beni è il suo tipo di economia, ma è uno che noi umani non capiamo bene.

In un nuovo giornale in Comunicazioni sulla natura , tre ricercatori del Santa Fe Institute descrivono un trio di dinamiche paradossali che possono sorgere in semplici economie microbiche. Il documento esamina solo un tipo di scenario:un modello di autosufficienza in cui due tipi di microbi stanno producendo beni preziosi sia per se stessi che per gli altri.

Il primo paradosso è "la maledizione dell'aumento dell'efficienza". Ciò si verifica quando l'organismo A è molto più efficiente nel produrre un determinato metabolita rispetto all'organismo B. L'organismo B non ha incentivi, poi, per produrre quel metabolita, quindi si ferma. Di conseguenza, L'organismo B può riprodursi più velocemente, intendendo il produttore più efficiente, organismo A, alla fine costituisce una dimensione più piccola della popolazione.

Il secondo paradosso è "la maledizione della diminuzione dell'inefficienza". Gli organismi possono migliorare nel fare un bene e l'intera popolazione cresce più lentamente.

"Ciò si verifica perché porta a una mancanza di specializzazione per cui un organismo produce entrambi i beni, "dice Eric Libby, Santa Fe Institute Omidyar Fellow e coautore dello studio. "La comunità nel suo insieme diventa quindi meno efficiente e cresce più lentamente".

I primi due paradossi presuppongono che i due tipi cellulari prendano le proprie decisioni metaboliche in modo indipendente. La terza, la "maledizione del controllo" in gran parte teorica, presuppone che un microbo possa manipolare l'altro affinché segua una particolare strategia. Il manipolatore può inizialmente aumentare la sua percentuale della popolazione complessiva, ma alla fine subisce perdite a lungo termine. "A seconda della durata di un'associazione, può essere più vantaggioso competere con un altro microbo che sfruttarlo, " scrivono gli autori.

Comprendere i paradossi nelle economie microbiche potrebbe essere importante per avvicinarsi alle comunità microbiche ingegnerizzate e comprendere meglio i microbiomi. Da una prima occhiata a questi sistemi, può sembrare ovvio quali microbi trarrebbero maggior beneficio da determinate strategie di vita in queste economie metaboliche. ma sembra, si scopre, può ingannare.