それらは単純な顕微鏡的な食事機械であると考えられていますが、近年の研究により、バクテリアにも高度な機能が備わっていることがますます明確に示されています。 2017年1月、カリフォルニア大学サンディエゴ校のギュロル・シュエルス率いる研究者らは、コミュニティ内の細菌（いわゆるバイオフィルム）が通信し、行動を調整するために相互に電気信号を交換するという発見を報告した。研究者らは現在、異なる細菌群集がどの程度相互につながり、相互に影響を与えることができるかを調査した。
「合意された」非同期成長のスパート
彼らは、栄養培地上で細菌枯草菌のコロニーを用いて実験室実験を実施しました。数個のスターター微生物を豊富な基質上に置くと、それらは分裂を開始し、最終的には多くの細胞のコロニーを形成します。成長のスパートでは、栄養培地上でさらに遠くまで広がります。実験では、研究者らは 2 つのコロニーを 2 ミリメートルの距離で隣り合って成長させました。 2 つのコミュニティの成長の勢いは当初は同期していたことが判明しました。
これらの分裂の爆発中に、細菌は培地から特に大量の栄養素を吸収するため、時間の経過とともに栄養素が不足する可能性があります。いくつかの実験では、研究者らは、並行して増殖する2つの細菌コロニーの栄養培地中の栄養素グルタミン酸の濃度を特に減少させた。増殖が加速するたびに、この栄養素の利用可能性が大幅に減少し、細菌の能力が制限されました。
彼らは交代で食事をします
今回、2つの微生物群集がこの問題に「賢く」反応できることが示された。つまり、2つの微生物群集は成長のスパートを非同期にし、一方のコロニーが成長すると、もう一方のコロニーは休止し、その逆も同様である。研究者らによると、この「共謀」は電気信号の交換によっても行われるという。競合を排除することで、2 つのコロニーは培地の過剰利用を制限し、培地中のグルタミン酸の補充に関する問題を回避しました。 「システムが調和するのはよくあることですが、今回は非同期が生物学的利益ももたらす可能性があることを示しました」と、共著者であるバルセロナのポンペウ・ファブラ大学のジョルディ・ガルシア・オハルボ氏は言う。
彼の同僚のギュロル・シュエルス氏は次のように要約しています。「バクテリアは小さくて一見単純な生き物ですが、集団の中でバクテリアは非常にダイナミックで複雑な行動を示し始め、これは高度に発達した生物やソーシャルネットワークによるものと思われます。」 「これは興味深いことです。彼らは基本的に、私たち人間がコンピューターや別荘を使用するときなど、さまざまな目的で使用するのと同じタイムシェアリング戦略を開発しました」と科学者は言います。
2 つの枯草菌コロニーの逆位相振動のタイムラプス ムービー。画像は、同じ栄養培地で生育した 2 つのコロニーの端を示しています。時間の追跡は、成長スパートの非同期性を示しています。 (クレジット: J Liu et al.、Science、2017)
