Bakteria berbanding antibiotik: eksperimen visual

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Apakah "evolusi"? Pertama sekali, ini adalah perkembangan semula jadi, disertai dengan perubahan dalam komposisi genetik dan penyesuaian kepada alam sekitar. Dalam erti kata lain, organisma secara beransur-ansur bermutasi untuk terus hidup dalam persekitaran yang sukar.

Dan sekarang kita bercakap bukan sahaja tentang haiwan, tetapi juga tentang bakteria yang mengelilingi kita. Para saintis dari Sekolah Perubatan Harvard telah merakamkan video menakjubkan yang menunjukkan kepada kita evolusi bakteria E. coli. Kami menjemput anda untuk menontonnya.

Intipati eksperimen adalah seperti berikut: untuk menunjukkan bagaimana bakteria menyesuaikan diri dengan keadaan persekitaran yang sukar untuk kelangsungan hidup mereka. Untuk ini, piring Petri segi empat tepat gergasi berukuran 60 x 120 sentimeter telah dicipta. Larutan nutrien tidak seragam. Mangkuk itu dibahagikan kepada 9 bahagian segi empat tepat. Dua bahagian luar mengandungi larutan nutrien biasa di mana bakteria boleh membiak secara bebas. Tetapi dalam setiap bahagian berikutnya, antibiotik telah ditambah, dan semakin dekat bahagian itu ke tengah mangkuk, semakin tinggi kepekatan antibiotik.

Oleh itu, sebaik sahaja bakteria mencapai sempadan dengan bahagian seterusnya, mereka tidak mempunyai pilihan selain untuk berkembang untuk menahan ancaman terhadap nyawa mereka. Strain baharu bakteria tahan antibiotik terus membiak lebih jauh, dan seterusnya bahagian demi bahagian, koloni lama mati, dan koloni baharu terus perlahan tetapi pasti bergerak ke arah pusat kemenangan hidangan Petri. Sudah tentu, dalam video anda akan melihat rakaman dipercepatkan berganda bagi proses ini, kerana keseluruhan eksperimen mengambil saintis Harvard selama 11 hari.

Eksperimen itu bukan sahaja mempunyai nilai saintifik tetapi juga nilai pendidikan. Ruang besar arena MEGA membolehkan pemerhatian visual mutasi dan pemilihan semula jadi semasa penyebaran bahagian hadapan populasi bakteria.

Apabila rintangan antibiotik terus meningkat, banyak garis evolusi selari muncul dalam populasi bakteria, yang berbeza dalam fenotip dan genotip.

Dengan mengkaji bakteria di hadapan dan di belakang bahagian hadapan populasi bakteria, saintis telah menemui beberapa perkara menarik. Ternyata evolusi tidak selalu didorong ke hadapan oleh bakteria yang paling tahan terhadap antibiotik. Anehnya, kadangkala keturunan yang paling tahan terperangkap di belakang bakteria yang lebih sensitif. Nampaknya, ini disebabkan oleh mutasi "pramatang", apabila beberapa bakteria bersedia untuk bertahan dalam kepekatan antibiotik yang lebih tinggi, yang akan muncul pada masa akan datang, tetapi belum muncul. Dalam keadaan sedemikian, bakteria yang berpotensi lebih disesuaikan memberi laluan di hadapan kepada congeners mereka, yang disesuaikan dengan tepat kepada kepekatan sebenar yang wujud pada masa ini.

Untuk menguji teori ini, saintis mengambil sampel koloni terpencil bakteria dengan mutasi "pramatang" dan meletakkannya secara paksa di hadapan hadapan. Seperti yang dijangkakan, mereka bertahan dalam keadaan di mana bahagian hadapan bakteria utama tidak dapat bertahan.

Para saintis juga mendapati bahawa penyesuaian yang lebih baik kepada kesan antibiotik yang lemah kemudiannya mempercepatkan penyesuaian kepada kepekatan yang lebih tinggi (gambar di bawah). Segala-galanya adalah seperti orang yang lebih mampu menyesuaikan diri dengan keadaan hidup yang semakin merosot jika perubahan berlaku secara beransur-ansur dan tidak dapat dilihat.