Bacteriile versus antibiotice: un experiment vizual

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Ce este „evoluția”? În primul rând, aceasta este o dezvoltare naturală, însoțită de o modificare a compoziției genetice și de adaptarea la mediu. Cu alte cuvinte, organismele se mută treptat pentru a supraviețui în medii dificile.

Și acum vorbim nu numai despre animale, ci și despre bacteriile care ne înconjoară. Oamenii de știință de la Harvard Medical School au filmat un videoclip uimitor care ne arată evoluția bacteriei E. coli. Vă invităm să îl urmăriți.

Esența experimentului a fost următoarea: să demonstreze modul în care bacteriile se adaptează la condițiile dificile de mediu pentru supraviețuirea lor. Pentru aceasta, a fost creată un vas Petri dreptunghiular uriaș de 60 x 120 de centimetri. Soluția nutritivă nu a fost uniformă. Vasul a fost împărțit în 9 secțiuni dreptunghiulare. Cele două secțiuni exterioare conțineau o soluție nutritivă normală în care bacteriile se pot înmulți liber. Dar în fiecare secțiune ulterioară s-au adăugat antibiotice, iar cu cât secțiunea este mai aproape de mijlocul vasului, cu atât concentrația de antibiotice era mai mare.

Astfel, de îndată ce bacteriile au ajuns la granița cu următoarea secțiune, nu au avut de ales decât să evolueze pentru a face față amenințării la adresa vieții lor. Noile tulpini de bacterii rezistente la antibiotice au continuat să se înmulțească și astfel, secțiune cu secțiune, vechile colonii au murit, iar altele noi au continuat să se deplaseze încet, dar sigur, spre centrul victorios al plăcii Petri. Desigur, în videoclip veți vedea o înregistrare multiplă accelerată a acestui proces, deoarece întregul experiment le-a luat oamenilor de știință de la Harvard 11 zile.

Experimentul nu are doar valoare științifică, ci și educațională. Spațiul mare al arenei MEGA permite observarea vizuală a mutațiilor și selecția naturală în timpul răspândirii frontului populației bacteriene.

Pe măsură ce rezistența la antibiotice continuă să crească, în populația bacteriană apar numeroase linii evolutive paralele, care diferă ca fenotip și genotip.

Studiind bacteriile în fruntea și în spatele frontului populației bacteriene, oamenii de știință au descoperit câteva lucruri interesante. S-a dovedit că evoluția nu este întotdeauna condusă de bacteriile care sunt cele mai rezistente la antibiotice. Destul de ciudat, uneori, cele mai rezistente filiații sunt prinse în spatele bacteriilor mai sensibile. Aparent, acest lucru se datorează mutațiilor „premature”, când unele bacterii sunt gata să supraviețuiască într-o concentrație mai mare de antibiotic, care va apărea în viitor, dar nu a apărut încă. Într-o astfel de situație, bacteriile potențial mai adaptate cedează în față congenerilor lor, care sunt adaptați tocmai la concentrația reală care există în acest moment.

Pentru a testa această teorie, oamenii de știință au luat mostre de colonii izolate de bacterii cu mutații „premature” și le-au plasat forțat în fața frontului. După cum era de așteptat, au supraviețuit în condiții în care frontul bacterian principal nu a putut supraviețui.

Oamenii de știință au descoperit, de asemenea, că o mai bună adaptare la un efect antibiotic slab accelerează ulterior adaptarea la concentrații mai mari (imaginea de mai jos). Totul este ca niște oameni care se pot adapta mai bine la condițiile de viață deteriorate, dacă schimbările apar treptat și imperceptibil.