本質的に、細菌集団の発生プロセスは、人間を含む他の生物の発生プロセスとほとんど変わりません。環境条件と資源によって、細菌がどのように繁殖し拡散するかが決まります。これらの外部要因は変化する可能性があるため、生物は問題のある展開に対処するための戦略を進化させてきました。これは細菌にも当てはまります。ブレーメンのマックス・プランク海洋微生物研究所、イーワグ、チューリッヒ大学、EPFLローザンヌの研究グループは今回、個人主義がこれにどのような役割を果たしているかをより詳細に調査した。
単細胞の「個性」がひと目で分かる
「微生物学では、数百万、さらには数十億の細胞集団の集合的な特性のみが一緒に測定されます」とチューリッヒ大学のフランク・シュライバー氏は言う。 「これほど詳細に調査することは、関係する研究グループの緊密な協力、多様な知識、技術的設備によってのみ可能でした。」最新の方法を使用して、彼らは微生物を個別に検査しました。彼らは、サイズわずか 2 μm の微生物の個々の食物摂取量を記録しました。
彼らの「実験動物」は、クレブシエラ・オキシトカというタイプの細菌でした。研究者らは、これらの細菌の集団が栄養の乏しい培地で生息すると個性を発達させることを示すことができた。一部の細菌は環境中の栄養素を異常な方法で処理した。 「グループ内のすべての個体は遺伝的に同一であり、同じ環境条件にさらされていますが、個々の細胞は異なります」とシュライバー氏は言います。
具体的には、 K. oxytocaバクテリアは、比較的少ないエネルギーで済むため、実際にはアンモニウムの形で窒素を吸収することを好みます。しかし、アンモニア「リーン」培地では、グループ内の一部の細胞が窒素固定を通じて元素窒素から窒素を取得しました。このバージョンの窒素吸収は、初期条件下では実際にはかなり複雑だったため、これは驚くべきことのように思われる、と研究者らは報告している。
欠乏は多様性を促進します – 多様性が柔軟性をもたらします
しかし、その欠点はすぐに利点に変わる可能性があります。アンモニウムが突然完全に枯渇しても、窒素固定細胞は欠乏に対して十分に備えています。これらのバクテリアがそのグループの生存を可能にする、と研究者らは説明する。これは、これらの細菌集団が、通常考えられているように、変化する環境条件に適応するだけではないことを意味します。個別化を通じて、グループは問題のある変化に事前に備えることができます。
研究者らによると、この研究結果は、細菌においても一般的にも、変化する環境において個性がいかに重要であるかを浮き彫りにしているという。つまり、個体間の違いが集団全体に新たな特徴を与え、問題に対処する際の個性を強化することになる。 「生物学的多様性は、動植物の多様性という意味だけでなく、個々の個体のレベルでも重要であるようです」とシュライバー氏は言う。彼と彼の同僚は今後も細菌の個体主義に焦点を当てていく予定だ。彼らは、個々の細菌細胞の個々の行動が自然の生息地でどのような役割を果たしているのかを調べたいと考えています。
