Les comunitats de bacteris s'alimenten per torns quan es troben en situacions d'escassetat

Ho demostra una investigació publicada a Science i que han dut a terme conjuntament la UPF i la UC San Diego

Científics de la Universitat de Califòrnia a San Diego (UC San Diego) i de la Universitat Pompeu Fabra (UPF) a Barcelona han descobert que les comunitats de bacteris han emprat durant milions d'anys, en situacions d'escassetat, una estratègia similar a la que els humans fem servir per tal de constituir una multipropietat, per exemple, per a un apartament. Els investigadors es van preguntar què fan comunitats bacterianes veïnes quan els nutrients escassegen i van trobar que, en aquest escenari, els bacteris adopten una elegant estratègia de temps compartit en la qual alternen els períodes d'alimentació per a maximitzar l'eficàcia del consum. L'estudi ha estat publicat el passat 6 d'abril a la revista Science. Mitjançant models matemàtics i experiments utilitzant tècniques de microfluídica i microscòpia 'time-lapse', els investigadors han descobert que comunitats de biofilms veïnes participen en comportaments sincronitzats a través de senyals elèctrics.

Els coautors de l'article són: Jintao Liu, Arthur Prindle, Dong-yeon D. Lee, Joseph Larkin i Gürol M. Süel, de la de la UC Sant Diego; i Rosa Martínez-Corral, Marçal Gabalda-Sagarra i Jordi Garcia-Ojalvo, de la UPF. L'any 2015, Süel, Garcia-Ojalvo i els seus col·legues van descobrir que les comunitats estructurades de bacteris, conegudes com a biofilms, utilitzen senyals elèctrics per tal comunicar-se de forma molt semblant a com ho fan les neurones. Ara, aquest nou estudi investiga com interactuen dues comunitats de biofilms. Els experiments revelen que quan els biofilms es troben en una situació de quantitat limitada de nutrients, alternen els seus períodes d'alimentació per tal de reduir la competència i evitar col·lapses en el consum. "És comú que els sistemes vius operin a l'uníson, però aquí vam demostrar que funcionar per torns també pot proporcionar un benefici biològic", comenta Jordi Garcia-Ojalvo, catedràtic de Biologia de Sistemes de la UPF. Per la seva banda, Gürol Süel, vinculat a diverses unitats de l'àmbit biològic de la UC San Diego, comenta: "El que és interessant aquí és que aquests bacteris simples i unicel·lulars semblen criatures solitàries, però quan formen part d'una comunitat mostren comportaments molt dinàmics i complexos normalment atribuïts a organismes més sofisticats o fins i tot a xarxes socials" i afegeix: "És el mateix concepte de temps compartit utilitzat en els apartaments de vacances, la informàtica i altres aplicacions socials". Així mateix, Süel detalla: "Aquests bacteris es troben gairebé a tot arreu: des les dents fins als desguassos" i remarca que és curiós com aquests organismes tan simples van desenvolupar fa dos mil milions d'anys aquesta estratègia de temps compartit que els éssers humans també fem servir en tot tipus d'àmbits.

Oscil·lacions alternades entre dos biofilms de Bacillus subtilis creixent en la mateixa càmera de microfluídica en una situació d’escassetat de nutrients. El color cian representa la fluorescència emesa pel colorant de potencial de membrana Thioflavin T. / UPF-UCSD

+info: https://www.upf.edu