Bakterije protiv antibiotika: vizualni eksperiment

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Što je "evolucija"? Prije svega, to je prirodni razvoj, popraćen promjenom genetskog sastava i prilagodbom na okoliš. Drugim riječima, organizmi postupno mutiraju kako bi preživjeli u teškim okruženjima.

A sada ne govorimo samo o životinjama, već i o bakterijama koje nas okružuju. Znanstvenici s Harvardske medicinske škole snimili su nevjerojatan video koji nam pokazuje evoluciju bakterije E. coli. Pozivamo vas da ga pogledate.

Bit eksperimenta bila je sljedeća: pokazati kako se bakterije prilagođavaju teškim uvjetima okoliša za svoj opstanak. Za to je stvorena divovska pravokutna Petrijeva zdjela dimenzija 60 x 120 centimetara. Hranljiva otopina nije bila jednolična. Zdjela je bila podijeljena na 9 pravokutnih dijelova. Dva vanjska dijela sadržavala su normalnu hranjivu otopinu u kojoj se bakterije mogu slobodno razmnožavati. No, u svakom sljedećem dijelu dodavani su antibiotici, a što je odjeljak bliži sredini posude, to je bila veća koncentracija antibiotika.

Stoga, čim su bakterije došle do granice sa sljedećim dijelom, nisu imale izbora nego evoluirati kako bi izdržale prijetnju svojim životima. Novi sojevi bakterija otpornih na antibiotike nastavili su se dalje razmnožavati, pa su tako dio po dio umirale stare kolonije, a nove su se nastavile polako, ali sigurno kretati prema pobjedničkom središtu Petrijeve zdjelice. Naravno, u videu ćete vidjeti višestruko ubrzano snimanje ovog procesa, jer je cijeli eksperiment znanstvenicima s Harvarda trajao 11 dana.

Eksperiment ima ne samo znanstvenu nego i edukativnu vrijednost. Veliki prostor MEGA arene omogućuje vizualno promatranje mutacija i prirodne selekcije tijekom širenja fronta bakterijske populacije.

Kako otpornost na antibiotike nastavlja rasti, pojavljuju se brojne paralelne evolucijske linije u bakterijskoj populaciji, koje se razlikuju po fenotipu i genotipu.

Proučavajući bakterije na čelu i iza fronta bakterijske populacije, znanstvenici su otkrili nekoliko zanimljivih stvari. Pokazalo se da evoluciju ne pokreću uvijek bakterije koje su najotpornije na antibiotike. Začudo, ponekad su najotpornije loze zarobljene iza osjetljivijih bakterija. Navodno je to zbog "preuranjenih" mutacija, kada su neke bakterije spremne preživjeti u većoj koncentraciji antibiotika, koji će se pojaviti u budućnosti, ali se još nije pojavio. U takvoj situaciji potencijalno prilagođenije bakterije sprijeda ustupaju mjesto svojim srodnicima, koji su prilagođeni upravo stvarnoj koncentraciji koja postoji u ovom trenutku.

Kako bi provjerili ovu teoriju, znanstvenici su uzeli uzorke izoliranih kolonija bakterija s "preuranjenim" mutacijama i nasilno ih smjestili ispred prednje strane. Očekivano, preživjeli su u uvjetima u kojima glavni bakterijski front nije mogao preživjeti.

Znanstvenici su također otkrili da bolja prilagodba na slab učinak antibiotika kasnije ubrzava prilagodbu na veće koncentracije (slika dolje). Sve je kao ljudi koji se bolje prilagođavaju pogoršanim životnim uvjetima ako se promjene događaju postupno i neprimjetno.