Wetenschappers weten al lang dat veel soorten bacteriën verschillende gemeenschappen vormen, bestaande uit een groot aantal individuen, en deze "collectieven" van micro-organismen vertonen nogal merkwaardige en moeilijk te verklaren gedragskenmerken. Koloniale myxobacteriën zijn het meest opvallende voorbeeld van dergelijke "originelen".
Deze micro-organismen voelen zich het meest op hun gemak in de bodem, in de mest en ook op rottende plantenresten. Hun korte staafvormige cellen, duizendsten van een millimeter groot, kunnen echter afzonderlijk bestaan.
Maar toch zijn ze meestal georganiseerd in clusters van duizenden, die, op zoek naar voedsel met hun hele massa, van de ene plaats naar de andere gaan. Tegelijkertijd scheidt elk teamlid overvloedig slijm af, dat dient als een soort "smeermiddel", met behulp waarvan een armada van micro-organismen over het bodemoppervlak glijdt.
Het is verrassend dat alle cellen van de kolonie verrassend gecoördineerd werken, alsof ze worden bestuurd door een onzichtbare geleider. En als plotseling een bacterie voorbij de rand van de kolonie komt, snelt hij onmiddellijk terug, alsof een onzichtbare draad hem daartoe dwingt.
Zodra een prooi op het pad van deze massa micro-organismen verschijnt, bijvoorbeeld een opeenhoping van bacteriën van een andere soort, draait de voorhoede van de kolonie zich scherp naar het slachtoffer en kruipt erop, het bedekt met vele kleine lichaampjes. Daarna begint de tijd van een echt feest voor myxobacteriën, waarin het, met behulp van speciale enzymen, de prooi verteert tot een licht verteerbare toestand.
Als dezelfde soort myxobacteriën in het water terechtkomen, veranderen ze onmiddellijk in bolvormige kolonies die uit honderdduizenden of zelfs miljoenen individuen bestaan. En wanneer andere micro-organismen of hun kolonies op weg naar deze miniatuurbal tegenkomen, trekken de actieve bewegingen van de cellen het slachtoffer in speciale uitsparingen op het oppervlak van de roofbal, de zogenaamde spijsverteringsholtes, waar het wordt verteerd.
Maar vooral interessante verschijnselen in het gedrag van myxobacteriën worden waargenomen bij een tekort aan voedselbronnen.
Promotie video:
En als daarvoor de cellen van myxobacteriën gelijkmatig verdeeld waren over de totale slijmmassa, beginnen ze zich nu te verzamelen in het centrum van de kolonie, waar steeds meer nieuwe orden van cellen arriveren. Als gevolg van dergelijke actieve bewegingen van celmassa's, wordt de kolonie aan de randen dunner, maar in het centrale deel stijgt als met sprongen omhoog.
Bovendien geen vormloze massa, maar een volledig gestructureerde formatie: een verticale kolom groeit uit een nauwelijks merkbare tuberkel, in het bovenste deel waarvan veel takken verschijnen. Uiteindelijk wordt er zoiets als een kleine boom gevormd uit de slijmkoek, waarin de toppen van de takken zijn versierd met vreemde grote "bloemen" met veel dikke "bloembladen".
Deze boomachtige formaties bereiken een hoogte van enkele millimeters, waardoor ze duidelijk zichtbaar zijn zonder microscoop. Bij verschillende soorten myxobacteriën kunnen ze verschillen in vorm, maar ook in kleur, die groen, geel of oranje kan zijn. Deze "bloemen" zijn vruchtlichamen en bestaan in wezen uit twee categorieën cellen.
Hun massa tijdens de groei van de "boom" dient als bouwmateriaal. Ze vormen de "stam" en "takken" van het vruchtlichaam. Maar de "bloembladen" zijn een paar groepen van die cellen die, na een moeilijke tijd te hebben doorstaan, weer zullen terugkeren naar een actieve levensstijl.
Tijdens de vorming van vruchtlichamen veranderen bacteriën hun staafvormige vorm in een ronde vorm, worden ze bedekt met dichte membranen en veranderen ze in slapende cellen. Als de ongunstige periode voorbij is, vallen ze van de takken van het vruchtlichaam, verliezen ze hun beschermende schaal en veranderen ze weer in mobiele stokken. Ze zullen weer gaan delen en zo de basis leggen voor nieuwe generaties myxobacteriën …
Vruchtlichamen van myxobacteriën
Om bijvoorbeeld in een "formatie" te bewegen of het slachtoffer in koor aan te vallen, om nog maar te zwijgen van complexere gedragingen, moeten bacteriën natuurlijk op de een of andere manier. En voor communicatie hebben ze een speciale - chemische - taal, die het meest actief wordt gebruikt als er veel bacteriën zijn.
In dit geval produceert elke bacteriële cel bepaalde signaalmoleculen. En wanneer hun aantal een bepaald kritiek punt bereikt, worden ze de "stem van het volk", waaraan de meeste deelnemers aan de "vergadering" gehoorzamen.
Dit chemische "gesprek" is dus noodzakelijk voor bacteriën om collectieve beslissingen te nemen. In het bijzonder kunnen micro-organismen door dergelijke moleculaire communicatie elkaar "tellen", zich verzamelen in kolonies of de synthese en afgifte van toxine in de externe omgeving synchroniseren.
Het "universele woord" in bacteriën is een speciale signaalstof AI-2, waarvan de synthese in verschillende micro-organismen wordt uitgevoerd onder de controle van hetzelfde gen. Bovendien reageren verschillende bacteriën, ondanks zijn veelzijdigheid, op verschillende manieren op dit signaal. Hij kan bijvoorbeeld de gloed van mariene micro-organismen "aanzetten" en een "communicatiesessie" openen in de E. coli-kolonie.
Er moet ook worden gezegd dat als gevolg van de ongelijke interpretatie van de "taal" door verschillende soorten bacteriën, interspecifieke conflicten kunnen ontstaan. Bovendien kunnen sommige soorten met behulp van deze taal andere soorten beheersen: door bijvoorbeeld een "dialoog" van concurrenten aan te gaan, kan men het zo leiden dat men een winnaar kan worden in de strijd om een of andere hulpbron.
Bacteriën zijn in de meeste gevallen "roofdieren" die niet alleen mensen, dieren of planten aanvallen. Ze zijn niet vies van een slechte daad jegens hun eencellige familieleden.
Dus lactobacillen, eenmaal in zo'n omgeving van andere bacteriën, worden onmiddellijk getransformeerd. Ze beginnen krachtig afgeronde korrels af te geven in de externe omgeving met stoffen die destructief zijn voor buren: melkzuur, lysozym en enkele specifieke eiwitten.
Maar de strijd gaat niet zonder een spoor voor de lactobacillen zelf: hun cellen zijn beschadigd en de inhoud van het cytoplasma stroomt naar buiten.
En hoe actiever lactobacillen zijn, hoe meer beschadigde cellen in hun rijen verschijnen, die vervolgens afsterven. En in de meest actieve stammen sterft meer dan een derde van de deelnemers aan minigevechten. Maar de bacteriegemeenschap staat de dood van al haar leden niet toe - in een kritieke situatie bedekken sommige microbiële cellen hun wand met extra beschermende lagen en gaan ze in een slapende toestand.
Wat betreft de gewonde kant, het gedraagt zich als een leger dat zich zou moeten gedragen. Sommige cellen van verslagen bacteriën stoppen gewoon met reproduceren, andere vallen geleidelijk in elkaar, en weer andere maken geen contact meer met elkaar en er verschijnt een lege ruimte tussen hen in.
