Bakterie mogą tworzyć wzory przypominające kwiaty

Bakterie nie rosną przypadkowo. Wzrost Escherichia coli jest powolny, ale stały. Z kolei bakterie Acinetobacter baylyi rozrastają się równomiernie we wszystkich kierunkach, aż pokryją całą szalkę Petriego w ciągu 24 godzin. A co stanie się, gdy dwa gatunki bakterii umieści się w jednym naczyniu? Okazuje się, że rozprzestrzeniają się one równomiernie i tworzą wzór podobny do kwiatu.

- Pomieszaliśmy dwa gatunki bakterii, a pewnego dnia znalazłem niezwykły wzór podobny do kwiatu na szalce Petriego. Uderzyło mnie piękno tego wzoru i zacząłem się zastanawiać, w jaki sposób bakterie mogą oddziaływać ze sobą - powiedział biofizyk Liyang Xiong z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego.

Aby zrozumieć zachodzące mechanizmy, naukowcy wykorzystali modelowanie matematyczne. Zmierzyli właściwości fizyczne dwóch gatunków bakterii, ich tempo wzrostu, morfologię i wzajemne tarcie. Acinetobacter baylyi może poruszać się szybko, ponieważ ma maleńkie struktury zwane pilami, które działają jak nogi. Z kolei bakterie Escherichia coli są tej właściwości pozbawione i poruszają się wraz z rozszerzającą się falą zewnętrzną Acinetobacter baylyi. Właśnie w ten sposób powstaje niezwykły wzór.

Tam, gdzie jest mniej E.coli, grupa A.baylyi przepycha się na zewnątrz szybciej; ale większe stężenia E.coli zwalnia całą strukturę. To właśnie tworzy kształty przypominające kwiaty. Ten efekt można zaobserwować, gdy dowolne dwie bakterie zmieszają się ze sobą - jedna ruchliwa, a druga nieruchliwa.

Odkrycie to może pomóc naukowcom zrozumieć złożone wzorce obserwowane w dzikich koloniach bakteryjnych.