Coloque uma bactéria em uma placa de Petri em um meio nutriente de ágar e ele continuará a viver, crescendo de uma maneira especial.
A Escherichia coli cresce muito lentamente, mas de forma constante em aglomerados. O Acinetobacter baylyi, por outro lado, se move rapidamente, espalhando-se em todas as direções até cobrir toda a placa de Petri em 24 horas.
Mas o que acontece quando você os coloca em uma placa de Petri misturada? Bem, algo maravilhoso acontece. Eles se combinam para se espalhar para fora em um padrão de pétalas a partir de uma aglomeração central.
A descoberta disso foi feita por acidente e levou os pesquisadores a examinar a dinâmica do crescimento bacteriano para descobrir como o padrão é feito.
“Na verdade, estávamos misturando essas duas espécies bacterianas para outro projeto, mas uma manhã encontrei um misterioso padrão de flor em uma placa de Petri, onde um dia antes coloquei uma gota da mistura”, disse o biofísico computacional Liyang Xiong, da Universidade de Califórnia, San Diego.
“A beleza do padrão me impressionou e comecei a me perguntar como as células bacterianas poderiam interagir umas com as outras para se tornarem artistas”.
Para descobrir, a equipe se voltou para a modelagem matemática. Eles entraram nas propriedades físicas das duas bactérias – taxa de crescimento, morfologia e atrito efetivo.
A. baylyi pode se mover tão rapidamente porque possui poucas cerdas chamadas pili, que agem como pernas, impulsionando-a para onde precisa. Essa capacidade de se mover é chamada de mobilidade. Por outro lado, E. coli não tem pili. Não é móvel.
Quando as duas bactérias são colocadas na placa de ágar, a E. coli monta a onda externa em expansão do A. baylyi, e é isso que produz o padrão, segundo a equipe. O arrasto produzido pela E. coli desestabiliza esse limite.
Onde há menos E. coli, a colônia de A. baylyi empurra para fora mais rapidamente; mas concentrações maiores de E. coli se movem mais lentamente. É isso que cria as formas semelhantes a flores na forma da colônia combinada.
O mesmo efeito deve ser observado quando duas bactérias se misturam, se uma é móvel e a outra não móvel.
Essa descoberta pode ser um efeito divertido para os artistas microbianos brincarem (veja esse link, é realmente divertido), mas a pesquisa também traz um benefício prático. Por um lado, pode ajudar os cientistas a entender os padrões complexos observados nas colônias de bactérias na natureza.
Existem benefícios potenciais à saúde também. As bactérias podem ser um grande problema quando se trata de dispositivos e implantes médicos de longo prazo, como marca-passos e cateteres. Mas, estudando os padrões de várias bactérias se espalhando juntas, isso poderia ajudar os cientistas a descobrir maneiras de mitigar o problema.
“A formação de padrões bacterianos tem sido uma área ativa de pesquisa nas últimas décadas”, disse o biólogo computacional Lev Tsimring, da UC San Diego.
“No entanto, a maioria dos estudos de laboratório e modelos teóricos estavam focados na dinâmica de colônias de linhagem única. A maioria das bactérias em habitats naturais vive em comunidades de linhagens múltiplas, e os pesquisadores estão finalmente começando a procurar mecanismos para controlar sua coabitação”.
“Embora vários mecanismos bioquímicos de comunicação e cooperação entre espécies tenham sido identificados”, disse Tsimring, “descobrimos que uma complexidade surpreendente pode resultar de mecanismos de interação puramente físicos”.
Publicado em 16/01/2020
Artigo original:
- https://www.sciencealert.com/scientists-discover-stunning-flower-like-patterns-when-bacteria-combine
Estudo original:
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