Антибиотиктерге каршы бактериялар: визуалдык эксперимент

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-16 16:10

"Эволюция" деген эмне? Биринчиден, бул генетикалык курамынын өзгөрүшү жана айлана-чөйрөгө көнүү менен коштолгон табигый өнүгүү. Башкача айтканда, организмдер татаал шарттарда жашоо үчүн акырындык менен мутацияга учурайт.

Ал эми азыр биз жаныбарлар жөнүндө гана эмес, бизди курчап турган бактериялар жөнүндө да сөз болуп жатат. Гарвард медициналык мектебинин окумуштуулары бизге E. coli бактериясынын эволюциясын көрсөткөн укмуштуудай видеону тартышты. Аны көрүүгө чакырабыз.

Эксперименттин маңызы төмөнкүдөй болгон: бактериялар жашоо үчүн экологиянын татаал шарттарына кантип ыңгайлашарын көрсөтүү. Бул үчүн 60 х 120 сантиметр өлчөмүндөгү чоң тик бурчтуу Петри табакчасы жасалган. аш болумдуу эритмеси бирдей болгон эмес. Идиш 9 тик бурчтуу бөлүккө бөлүнгөн. Эки сырткы бөлүктө бактериялар эркин көбөйө турган кадимки азык эритмеси бар. Бирок ар бир кийинки бөлүмдө антибиотиктер кошулган жана бөлүм идиштин ортосуна канчалык жакын болсо, антибиотиктердин концентрациясы ошончолук жогору болгон.

Ошентип, бактериялар кийинки бөлүк менен чек арага жеткенде, алардын жашоо коркунучуна туруштук берүү үчүн эволюциядан башка аргасы жок болчу. Антибиотиктерге туруктуу бактериялардын жаңы штаммдары андан ары көбөйө бергендиктен, эски колониялар өлүп, жаңылары акырындык менен, бирок сөзсүз түрдө Петри табактын жеңүүчү борборун көздөй жыла беришкен. Албетте, видеодо сиз бул процесстин эселенген тездетилген жазуусун көрөсүз, анткени бүт эксперимент Гарвард окумуштууларына 11 күнгө созулду.

Эксперименттин илимий гана эмес, тарбиялык мааниси да бар. MEGA аренасынын чоң мейкиндиги бактериялык популяциянын фронтунун жайылышы учурунда мутацияларды жана табигый тандалууну визуалдык байкоого мүмкүндүк берет.

Антибиотиктерге туруктуулук күчөгөн сайын бактериялардын популяциясында фенотип жана генотип боюнча айырмаланган көптөгөн параллелдүү эволюциялык линиялар пайда болот.

Бактериялардын алдыңкы жана артындагы бактерияларды изилдөө менен илимпоздор бир нече кызыктуу нерселерди табышты. Көрсө, эволюция дайыма эле антибиотиктерге эң туруктуу бактериялар тарабынан жылдырыла бербейт. Кызык жери, кээде эң чыдамкай тукумдар сезгич бактериялардын артында камалып калат. Кыязы, бул кээ бир бактериялар келечекте пайда боло турган, бирок али пайда боло элек антибиотиктин жогорку концентрациясында жашоого даяр болгон «мезгилден эрте» мутацияларга байланыштуу. Мындай кырдаалда потенциалдуураак ыңгайлашкан бактериялар алдыңкы орунда азыркы кездеги иш жүзүндөгү концентрацияга ыңгайлашкан өз тубасаларына жол беришет.

Бул теорияны сынап көрүү үчүн илимпоздор «мезгилден эрте» мутациялары бар бактериялардын обочолонгон колонияларынан үлгүлөрдү алып, аларды күч менен фронттун алдына коюшкан. Күтүлгөндөй, алар негизги бактериялык фронт жашай албаган шарттарда аман калышты.

Окумуштуулар ошондой эле алсыз антибиотиктик эффектке жакшыраак көнүү кийинчерээк жогорку концентрацияларга ыңгайлашууну тездетет (төмөндөгү сүрөттө). Бардыгы өзгөрүү акырындык менен байкалбай турган болсо, начарлап бараткан жашоо шарттарына ыңгайлаша алган адамдарга окшош.