Le popolazioni batteriche che cooperano hanno maggiori probabilità di sopravvivere in habitat che cambiano, mostra una nuova ricerca.
Dott. Mauro Mobilia, dell'Università di Leeds, e il professor Erwin Frey e Karl Wienand, dall'Università Ludwig-Maximilians di Monaco di Baviera, hanno modellato matematicamente colonie batteriche che competono in un ambiente con quantità di risorse fluttuanti in modo casuale.
Le loro scoperte, pubblicato in Lettere di revisione fisica , hanno dimostrato che un ambiente che cambia casualmente può creare condizioni di parità tra batteri egoistici e batteri che lavorano insieme.
Come altre comunità biologiche, i collettivi batterici si impegnano in interazioni sociali che promuovono la loro sopravvivenza. Ad esempio, i batteri cooperanti che producono e secernono composti che stimolano la crescita delle colonie si trovano in molte popolazioni batteriche nonostante il fatto che utilizzino una grande quantità della loro energia.
In un ambiente stabile, un ceppo batterico che fa questo sacrificio energetico spesso muore perché non può riprodursi alla stessa velocità dei batteri che si "scaricano". Utilizzando modelli matematici, i ricercatori sono stati in grado di simulare ambienti in cui comunità di varie dimensioni di batteri cooperativi e svincolati dovevano competere per cambiare in modo casuale i livelli di risorse.
Lo studio ha dimostrato che un passaggio casuale dall'abbondanza di risorse alla scarsità riduce le dimensioni di una comunità batterica, dando ai batteri cooperanti una possibilità di combattere contro i loro rivali scrocconi.
Co-autore dello studio Dr Mobilia, dalla School of Mathematics di Leeds, ha detto:"In genere, gli ambienti in cui si trovano i batteri cambiano continuamente. I nostri corpi, Per esempio, con i loro livelli sempre mutevoli di ormoni e sostanze nutritive, fornire un ambiente altamente variabile a un numero di microrganismi.
"Lo studio ha dimostrato che un passaggio casuale dall'abbondanza di risorse alla scarsità riduce le dimensioni di una comunità batterica, dando ai batteri cooperanti una possibilità di combattere contro i loro rivali scrocconi".
Primo autore Karl Wienand, un biofisico della LMU Monaco di Baviera, ha dichiarato:"Alcuni comportamenti cooperativi dei batteri possono apparire in contrasto con l'idea ben nota di 'sopravvivenza del più adatto'. I batteri non hanno cervello o convenzioni sociali per imporre la cooperazione, ma nell'analizzare gli effetti combinati dell'ambiente e della popolazione sulla sopravvivenza di un ceppo batterico, i nostri modelli mostrano che un ambiente variabile consente ai batteri di superare il prezzo della cooperazione".
I batteri sono generalmente considerati organismi non sofisticati, ma ci sono prove che mostrano che le comunità microbiche sono sistemi complessi, con batteri che hanno intricate relazioni con il loro ambiente e tra di loro.
Il dottor Mobilia ha dichiarato:"È necessario più lavoro di modellazione, ma il nostro approccio può essere utilizzato per studiare diversi tipi di interazioni batteriche e la cooperazione per svelare ulteriormente la vita sociale dei batteri.
"Una migliore comprensione del modo in cui i batteri interagiscono con il loro ambiente potrebbe persino avere un impatto sul modo migliore per coltivare i ceppi batterici e su come trattare le infezioni batteriche".
