Un nuovo studio ha dimostrato che il comportamento delle colonie di batteri orali non è molto diverso da come noi umani ci sistemiamo nelle città.
C'è una ragione per cui i batteri vivono nelle “colonie” e più impariamo su come questi piccoli architetti costruiscono le loro comunità, più ci sembra familiare il loro comportamento.
Un nuovo studio che osserva come più coloni individuali si trasformano in microcolonie ha rivelato modelli e dinamiche di crescita che riflettono le nostre inclinazioni urbane.
“Abbiamo osservato centinaia di batteri diffondersi sulla superficie dalla colonizzazione iniziale alla formazione del biofilm”, afferma Hyun Ku dell'Università della Pennsylvania.
“E vediamo che le caratteristiche spaziali e strutturali della loro crescita sono simili a ciò che vediamo nell'urbanizzazione”.
Come in natura, i batteri presenti nella bocca vivono in strutture complesse note come biofilm. In effetti, il 99,9% dei procarioti vive con milioni di altri vicini in uno di questi insediamenti.
I biofilm sono ovunque, ma se li hai sui denti, li chiamiamo placca. In questo sedimento denso e appiccicoso, i batteri sono protetti dalle influenze ambientali come dentifricio, filo interdentale o persino antibiotici.
Si accumula quando diversi singoli coloni si trasformano in microcolonie, ma come esattamente ciò avvenga rimane inesplorato.
ature Communications, 2020
Utilizzando il batterio orale Streptococcus mutans, i ricercatori hanno dimostrato che le cellule microbiche si depositano in modo casuale e indipendentemente dal tipo di superficie. Tuttavia, solo una frazione dei colonizzatori inizia effettivamente a raggrupparsi, espandendo la propria scala “combinando i batteri vicini in microcolonie densamente popolate”.
“Abbiamo pensato che la maggior parte dei singoli batteri sarebbe cresciuta”, dice Ku. “Ma il numero effettivo era inferiore al 40% e il resto muore o viene assorbito nella crescita di altre microcolonie”.
Non appena sorgono i cluster, accade qualcosa di veramente curioso: iniziano a interagire tra loro, crescono e si combinano in microcolonie densamente popolate su scala micron, che si espandono e si fondono ulteriormente, formando una sovrastruttura di biofilm.
Questa collaborazione è interessante, poiché studi precedenti hanno riportato la concorrenza batterica in altre specie, soprattutto quando sono presenti carenze nutritive.
In questo caso, i nutrienti hanno influenzato solo la formazione effettiva della colonia. Dopodiché, “le singole microcolonie (distanti o ravvicinate) hanno continuato a crescere senza interruzioni fino a quando non si sono fuse tra loro e le strutture combinate si sono comportate e sono cresciute come un'unica nuova comunità armonizzata”, scrivono i ricercatori.
Fu solo quando furono introdotte specie aliene più antagoniste che questa unità apparentemente pacifica fu colpita e la crescita delle microcolonie fu rallentata.
“Queste comunità (microcolonie) possono espandersi e fondersi tra loro in uno spirito di cooperazione, senza concorrenza tra le comunità vicine”, concludono gli autori.
Questo è un tipo di crescita che indica un “ comportamento comune tra microrganismi '' ed è simile all'urbanizzazione umana, dove alcuni coloni rimangono fermi mentre altri si trasformano in villaggi, che si espandono ulteriormente in micro-colonie o città densamente popolate, quindi si fondono in megalopoli .
“Questa è un'analogia utile”, dice Ku. “Non stiamo dicendo che i batteri sono antropomorfi. Ma questa prospettiva di crescita del biofilm ci offre un'immagine multiscala e multidimensionale di come crescono, che non abbiamo mai visto prima “.
La ricerca è stata pubblicata su Nature Communications.
Fonti: Foto: CDC / Public Health Image Library
