Dette er kolonier med Bacillus subtilis. Denne bakterietypen kan dele på ressursene om den må. Dette er den samme bakterien som brukes i eksperimentet, men bildet er ikke fra eksperimentet. Den finnes blant annet i menneskers fordøyelsessystem. Den brukes ofte i forskningsprosjekter. (Foto: Debivort/CC BY-SA 3.0)
Dette er kolonier med Bacillus subtilis. Denne bakterietypen kan dele på ressursene om den må. Dette er den samme bakterien som brukes i eksperimentet, men bildet er ikke fra eksperimentet. Den finnes blant annet i menneskers fordøyelsessystem. Den brukes ofte i forskningsprosjekter. (Foto: Debivort/CC BY-SA 3.0)

Slik kan bakterier samarbeide

Det er ikke alltid det lønner seg å konkurrere.

Published

Bakterier er over alt. Det er så mange av dem at vi ikke har evnen til å se dem for oss. I et lite gram med jord er det rundt 40 millioner bakterieceller.

Vi går rundt med enorme mengder bakterier inne i og på kroppene våre. Det blir anslått at vi har omtrent like mange bakterier som menneskeceller i kroppen, så bakteriene er en diger del av våre liv.

De fordøyer maten vår, holder oss friske og gjør massevis av andre små og store oppgaver i kroppen.

Men hvor sofistikerte er egentlig bakterier? Det er ingenting i våre dagligliv som forteller oss så mye om hva som faktisk skjer nede i bakterienes verden.

Et amerikansk forskningsprosjekt har avdekket en imponerende egenskap hos bakteriekolonier.

To kolonier som vokser separat fra hverandre kan nemlig samarbeide om å dele på maten. De lærer rett og slett å vente på tur før de spiser.

To bakteriekolonier

Forskerne satte opp et eksperiment hvor to bakteriekolonier vokste med to millimeters avstand. Dette er et lite stykke i bakteriesammenheng. Begge koloniene var samme type bakterie.

Bakteriene lå i en næringssuppe, men forskerne var såpass kjipe at de ga dem litt for lite mat til at begge koloniene kunne vokse fritt.

Forskerne overvåket også hvordan kommunikasjonen mellom bakteriecellene inne i kolonien så ut. Cellene kan kommunisere med elektriske signaler, og forskerne tilsatte et selvlysende fargestoff som reagerte når cellene kommuniserte med hverandre.

Disse elektriske signalene fortsetter også utenfor bakteriekolonien, så de kan plukkes opp av andre bakterier, også utenfor kolonien.

De to koloniene med bakterier fra eksperimentet. (Foto: Jintao Liu, Suel lab, University of California, San Diego)
De to koloniene med bakterier fra eksperimentet. (Foto: Jintao Liu, Suel lab, University of California, San Diego)

Synkronisering

Forskerne kunne se at kommunikasjonen mellom cellene gikk i regelmessige svingninger. Koloniene varierte mellom å vokse raskt og vokse sakte.  Når de vokste raskt, trengte de mer mat.

I begynnelsen ble de to koloniene sykroniserte, så de vokste raskt og sakte på samme tid. Dette i seg selv betyr at de sannsynligvis kommuniserte med hverandre, men det gjorde at de sloss om de samme ressursene i samme takt.

Men bakteriene tilpasset seg situasjonen. Etter hvert endret de hvordan de vokste, og tilpasset seg hverandre. Når den ene kolonien vokste raskt, så vokste den andre sakte.

Begge de to koloniene lærte seg å bruke ressursene på en måte som gjorde at begge kunne vokse, uten å være i direkte konflikt med hverandre.

Nesten en litt vakker historie om samarbeid mellom mikroorganismer.

Under kan du se en video av hvordan det så ut når bakteriene var sykronisert. Det elektriske potensialet blir større når cellene ikke vokser, og da lyser fargen opp. Da de samarbeidet om ressursene skjedde det motsatte av hva du ser i videoen.

Referanser:

Liu mfl: Coupling between distant biofilms and emergence of nutrient time-sharing. Science, 2017. DOI: 10.1126/science.aah4204.