盡管幾十年來(lái),不同所有者在異國目的地分割度假公寓在房地產(chǎn)領(lǐng)域一直比較流行,但是,在一項新的研究中,來(lái)自美國加州大學(xué)圣地亞哥分校和西班牙龐培法布拉大學(xué)的研究人員發(fā)現細菌菌群幾百萬(wàn)年以來(lái)一直都在使用類(lèi)似的策略。相關(guān)研究人員于2017年4月6日在線(xiàn)發(fā)表在Science期刊上,論文標題為“Couplingbetweendistantbiofilmsandemergenceofnutrienttime-sharing”。論文通信作者為加州大學(xué)圣地亞哥分校分子生物學(xué)家GürolSüel。
兩個(gè)枯草芽孢桿菌菌群在同一個(gè)微流體腔中生長(cháng)。藍色表明由膜電位染料ThioflavinT發(fā)出的熒光。
在這項研究中,這些研究人員想要知道當食物變得稀缺時(shí),競爭性的細菌菌群可能會(huì )做些什么。他們發(fā)現當面臨著(zhù)有限營(yíng)養物時(shí),細菌將會(huì )采取一種優(yōu)雅的分時(shí)(timesharing)策略:不同的細菌菌群交替獲得進(jìn)食時(shí)間從而使得進(jìn)食效率最大化。
Süel說(shuō),“有趣的是,這些簡(jiǎn)單的單細胞細菌是微小的和看似孤獨的有機體,但是在菌落中,它們開(kāi)始表現出非常動(dòng)態(tài)的和復雜的行為。通常,人們認為這些行為是由更加復雜的有機體或一種社會(huì )網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)生的。這種相同的分時(shí)概念用于計算機科學(xué)、度假公寓和許多社會(huì )應用。”
在今年1月,Süel和他的同事們已發(fā)現細菌菌落利用一種電信號與周?chē)募毦锓N溝通,并且招募它們(Cell,12January2017,doi:10.1016/j.cell.2016.12.014)。這項新的研究探究了兩種枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)菌落如何相互作用。通過(guò)數學(xué)模型和利用微流體技術(shù)和時(shí)差顯微技術(shù)獲得的實(shí)驗室證據,這些研究人員發(fā)現附近的細菌菌落通過(guò)這些電信號保持行為上的同步性。
這些實(shí)驗揭示出當枯草芽孢桿菌菌群面臨著(zhù)有限數量的營(yíng)養物時(shí),它們開(kāi)始交替獲得進(jìn)食時(shí)間,從而降低競爭和避免進(jìn)食“塞車(chē)”。
論文共同作者、龐培法布拉大學(xué)系統生物學(xué)教授JordiGarcia-Ojalvo說(shuō),“對生命系統而言,同步運作是比較常見(jiàn)的,但是這里,我們證實(shí)運作不同步也能夠提供生物學(xué)上的益處。”
Süel說(shuō),“這些細菌到處都存在---從人的牙齒到土壤到排水管。有趣的是,這些簡(jiǎn)單的細菌在20億年前就采取這種分時(shí)策略,如今我們人類(lèi)也因各種不同的目的采用這種同樣的分時(shí)策略。”