不光人类,细菌也在玩资源“分时共享”?
科普小知识2021-08-23 02:38:54
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共享经济现在着火了。科学家最近发现,不仅人类,而且细菌菌群也在分享时间。《科学》杂志6日称,相邻的植物群不仅可以相互交流,还可以协调它们的活动,实现有限资源的分时共享。
该论文的第一作者、加州大学圣地亚哥分校生物科学系的博士后研究员刘锦桃告诉《每日科学》说,菌群中的细菌可以通过发送电信号进行交流,但这种交流方式是否能延伸到遥远的菌群还不清楚。
他们在微流体室中建立了两个相距2 mm的枯草杆菌蛋白酶生物膜菌落。结果表明,这两个群体不仅可以相互交流,而且可以同步生长。这提高了植物对外界的抵抗力,但也导致了植物之间对有限资源的竞争。当“食物”中的谷氨酸浓度降低时,两个菌群的生长不再同步,但当组分切换时,共享模式发生改变,从而减少了对资源的竞争,使菌群在低谷氨酸浓度下生长更快。
“假设谷氨酸浓度为1,当同步生长时,每个菌群将得到0.5的营养;谷氨酸浓度降至0.7,但菌群以分时方式异步生长,各菌群获得的营养仍为0.7,因此菌群的生长速度自然更快。”他解释道。
研究人员还发现,当两个细菌群体之间的信号交流被阻断时,细菌会发生变异,而变异后的细菌需要更高浓度的谷氨酸才能实现同步生长。同样,那些竞争力差的突变菌株也需要更高的谷氨酸浓度来实现对照菌群中的同步生长。
刘锦桃说,合理分配有限的资源是一个非常普遍的问题。这些结果揭示了细菌群体之间的交流和合作如何促进它们的生长,并有望应用于生物学和医学领域,以更好地控制细胞群体。
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