باکتری ها چگونه نقاشی می نمایند؟! - شهر وبلاگ

هنگامی که باکتری های چسبنده را در یک ظرف کشت میکروب، در کنار باکتری های متحرک قرار دهیم، اصطکاک بین این دو می تواند باعث ایجاد شدن الگو های خیره نماینده ای شبیه به گل گردد. باکتری های Escherichia coli که روی ماده ای مشابه ژل به نام آگار رشد می نمایند، تمایل به چسبیدن بر روی سطح دارند به همین علت کلونی های این میکروب در سطح وسیع توسعه نمی یابد. در مقابل کلونی باکتری های Acinetobacter baylyi در چرخه هایی که به سرعت رشد می نمایند، می توانند توسعه می یابند، زیرا این باکتری ها می توانند بر روی زائده های مو شکل روی سطح آگار حرکت نمایند. لو تیسمرینگ، فیزیکدان نظری دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، در این خصوص می گوید: ما وقتی این دو باکتری را با هم ترکیب کردیم، متوجه شدیم که این باکتری ها در حال ایجاد ساختار هایی هستند که از لحاظ ذهنی کاملاً هنری به نظر می رسند.

لو و همکارانش دریافتند که برهم کنش های فیزیکی بین این دو نوع باکتری، الگو هایی شبیه به گل را ایجاد می نماید. لو می گوید که باکتری متحرک A. baylyi با حرکت خود، باکتری E. coli را همانند یک گلوله برف، به جلو هل می دهد. اما باکتری های E. coli با چسبندگی خود مقاومت نموده و موجی از باکتری های A. baylyi را مانند یک باند لاستیکی پیچیده شده در اطراف یک بادکنک، نگه می دارند. با این حال در بعضی از جا ها باکتری های E. coli مقاومت کمتری از خود نشان داده و مانع محکمی ایجاد نمی نمایند. در این فضا ها باکتری های چابکتر از بین می فرایند و بدین شکل، طرح هایی شبیه به گلبرگ هایی یک گل را رنگ آمیزی می نمایند و راستا را برای پیشروی دیگر باکتری ها ایجاد می نمایند. این پیشروی باکتری ها در فواصل نسبتاً منظم اتفاق می افتند و شکوفه هایی نسبتاً متقارن را ایجاد می نمایند.

ایجاد شکل گلبرگ، بستگی به عواملی همانند سرعت حرکت باکتری A. baylyi، اندازه چسبندگی باکتری E. coli به سطح و نسبت اندازه هر یک از باکتری ها در لبه های کلونی، دارد. بعلاوه باکتری های E. coli باید از باکتری های A. baylyi تعداد بیشتری داشته باشند یا اینکه باکتری های متحرک، سرعتی بالاتری در برابر باکتری های ایستا به کار ببرند. تیسمرینگ و تیمش، نتایج این تحقیق را 14 ژانویه در نشریه eLife منتشر کردند.

چنین پژوهش هایی برای شرح چگونگی واکنش بین مواد شیمیایی ممکن است الگو های تورینگ فراوری کند - الگو های منظم و تکراری مانند لکه ها یا نوار ها روی پوست حیوانات که در طبیعت وجود دارد. تیسمرینگ می گوید، تحقیقات نو نشان می دهد که علاوه بر مواد شیمیایی، دانشمندان باید به چگونگی یاری نیرو های مکانیکی به شکل گیری الگو های منظم هم توجه نمایند.

درک چگونگی رشد باکتری ها در محیط های مختلط (وجود چند نوع باکتری در یک محیط) ممکن است نحوه شکل گیری زیست لایه ها (اجتماعی از سلول های میکروارگانیسمی) را تحت تأثیر قرار دهد و محققان را قادر سازد روش های بهتری برای ایجاد اختلال در این اجتماعات متشکل از انواع مختلف میکروب ها، ابداع نمایند. امروزه ثابت شده است که بعضی از زیست لایه ها با عفونت های بسیار کشنده و بدون درمان مرتبط هستند، بنابراین در صورت تحقق این امر می توان امیدوار بود که درمان چنین بیماری های عفونی هم، در آینده سخت نخواهد بود.

در ادامه تصاویر ایجاد شده به وسیله باکتری ها را مشاهده خواهید کرد