Bakterije protiv antibiotika: vizuelni eksperiment

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Šta je "evolucija"? Prije svega, riječ je o prirodnom razvoju, praćenom promjenom genetskog sastava i prilagođavanjem okolišu. Drugim riječima, organizmi postepeno mutiraju kako bi preživjeli u teškim okruženjima.

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

Suština eksperimenta je bila sljedeća: pokazati kako se bakterije prilagođavaju teškim uvjetima okoline za svoj opstanak. Za to je stvorena ogromna pravougaona Petrijeva posuda dimenzija 60 x 120 centimetara. Rastvor hranljivih sastojaka nije bio ujednačen. Zdjela je bila podijeljena na 9 pravokutnih dijelova. Dva vanjska dijela sadržavala su normalnu hranjivu otopinu u kojoj se bakterije mogu slobodno razmnožavati. Ali u svakom sljedećem dijelu dodavani su antibiotici, a što je dio bliže sredini posude, to je bila veća koncentracija antibiotika.

Stoga, čim su bakterije došle do granice sa sljedećim dijelom, nisu imale izbora nego da evoluiraju kako bi izdržale prijetnju po život. Novi sojevi bakterija otpornih na antibiotike nastavili su dalje da se umnožavaju i tako su deo po deo stare kolonije umirali, a nove su nastavile da se polako ali sigurno kreću prema pobedničkom centru Petrijeve posude. Naravno, u videu ćete vidjeti višestruko ubrzano snimanje ovog procesa, jer je cijeli eksperiment harvardskim naučnicima trajao 11 dana.

Eksperiment ima ne samo naučnu već i edukativnu vrijednost. Veliki prostor MEGA arene omogućava vizuelno posmatranje mutacija i prirodne selekcije tokom širenja fronta bakterijske populacije.

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

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

Da bi testirali ovu teoriju, naučnici su uzeli uzorke izolovanih kolonija bakterija sa "preuranjenim" mutacijama i nasilno ih postavili ispred fronta. Očekivano, preživjeli su u uvjetima u kojima glavni bakterijski front nije mogao preživjeti.

Naučnici su takođe otkrili da bolja adaptacija na slab efekat antibiotika kasnije ubrzava adaptaciju na veće koncentracije (na slici ispod). Sve je kao kod ljudi koji se bolje prilagođavaju pogoršanim životnim uslovima ako se promene dešavaju postepeno i neprimjetno.