Учените отдавна знаят, че много видове бактерии формират различни общности, състоящи се от огромен брой индивиди, и тези "колективи" от микроорганизми демонстрират доста любопитни и трудни за обяснение поведенчески характеристики. Колониалните миксобактерии са най-ярките примери за такива „оригинали“.
Тези микроорганизми се чувстват най-спокойно в почвата, в оборския тор, а също и върху разлагащите се растителни остатъци. Въпреки това, техните къси пръчковидни клетки, с размер на хилядни от милиметър, могат да съществуват поотделно.
Но все пак най-често те са организирани в хиляди клъстери, които в търсене на храна с цялата си маса се преместват от едно място на друго. В същото време всеки член на екипа отделя обилна слуз, която служи като вид „смазка“, с помощта на която армада от микроорганизми се плъзга по повърхността на почвата.
Изненадващо е, че всички клетки на колонията действат по изненадващо координиран начин, сякаш се управляват от невидим проводник. И ако изведнъж някаква бактерия е извън ръба на колонията, тя веднага се втурва обратно, сякаш някаква невидима нишка я принуждава да го направи.
Веднага щом плячката се появи по пътя на този приемник на микроорганизми, например натрупване на бактерии от друг вид, авангардът на колонията се обръща рязко към жертвата и пълзи върху нея, покривайки я с много малки тела. След това миксобактериумът започва истински празник, по време на който с помощта на специални ензими усвоява плячката до лесно смилаемо състояние.
Ако същите видове миксобактерии се окажат във водата, те незабавно се трансформират в кълбовидни колонии, състоящи се от стотици хиляди или дори милиони индивиди. И когато други микроорганизми или техните колонии попаднат по пътя на тази миниатюрна топка, активните клетъчни движения привличат жертвата в специални депресии на повърхността на хищната топка, наречени храносмилателни джобове, където тя се усвоява.
Но особено интересни явления в поведението на миксобактериите се наблюдават, когато има недостиг на хранителни ресурси.
Промоционално видео:
И ако преди това клетките на миксобактериите в общата лигавична маса бяха равномерно разпределени, сега те започват да се събират в центъра на колонията, където пристигат все повече и повече нови порядъци от клетки. В резултат на такива активни движения на клетъчните маси, колонията изтънява по краищата, но в централната част, сякаш скокообразно, се издига нагоре.
Нещо повече, не безформена маса, а напълно структурирана формация: вертикална колона расте от едва забележима туберкула, в горната част на която се появяват множество клони. В крайна сметка от лигавицата се оформя нещо като малко дърво, в което върховете на клоните са украсени със странни големи „цветя“с много дебели „листенца“.
Тези дървоподобни образувания достигат височина от няколко милиметра, следователно те са ясно видими дори без микроскоп. При различните видове миксобактерии те могат да се различават по форма, както и по цвят, който може да бъде зелен, жълт или оранжев. Тези "цветя" са плодни тела и се състоят по същество от две категории клетки.
По-голямата част от тях по време на растежа на "дървото" служи като строителен материал. Те образуват "ствола" и "клоните" на плодното тяло. Но „цветните листенца“са няколко групи от тези клетки, които, преживявайки тежко време, отново ще се върнат към активен начин на живот.
По време на формирането на плодните тела бактериите сменят формата си на пръчка до кръгла, покриват се с плътни мембрани и се превръщат в покойни клетки. Когато неблагоприятният период отмине, те ще паднат от клоните на плодното тяло, ще загубят защитната си обвивка и отново ще се превърнат в подвижни пръчки. Те ще започнат да се разделят отново и по този начин ще положат основите на новите поколения миксобактерии …
Плодови тела на миксобактерии
Естествено, за да се движи например във „формация“или да атакува жертвата заедно, да не говорим за по-сложни поведенчески действия, бактериите трябва някак си. А за комуникация имат специален - химичен - език, който се използва най-активно, когато има много бактерии.
В този случай всяка бактериална клетка произвежда определени сигнални молекули. И когато броят им достигне определена критична точка, те стават „гласът на хората“, на който повечето от участниците в „срещата“се подчиняват.
По този начин този химичен "разговор" е необходим на бактериите да вземат колективни решения. По-специално, чрез такава молекулярна комуникация микроорганизмите могат да се „броят“помежду си, да се събират в колонии или да синхронизират синтеза и освобождаването на токсина във външната среда.
„Универсалната дума“при бактериите е специално сигнално вещество AI-2, чийто синтез в различни микроорганизми се извършва под контрола на един и същ ген. Освен това, въпреки своята гъвкавост, различните бактерии реагират на този сигнал по различни начини. Например, той може да „включи“сиянието на морски микроорганизми и да отвори „сесия за комуникация“в колонията на Е. coli.
Трябва също да се каже, че поради неравномерното тълкуване на „езика“от различни видове бактерии могат да възникнат междувидови конфликти. В допълнение, някои видове с помощта на този език могат да контролират други: например, след като са влезли в „диалог” на конкуренти, човек може да го проведе по такъв начин, че да стане победител в борбата за един или друг ресурс.
Бактериите в повечето случаи са „хищници“, които атакуват не само хора, животни или растения. Те не са против да извършат зъл акт спрямо своите едноклетъчни роднини.
И така, лактобацилите, попаднали в такава среда на други бактерии, веднага се трансформират. Те започват енергично да освобождават във външната среда заоблени гранули с разрушителни за съседите вещества: млечна киселина, лизозим и някои специфични протеини.
Но борбата не остава незабелязана за самите лактобацили: клетките им са повредени и съдържанието на цитоплазмата изтича навън.
И колкото по-активни са лактобацилите, толкова по-увредени клетки се появяват в редовете им, които впоследствие умират. А при най-активните щамове повече от една трета от участниците в мини-битки умират. Но бактериалната общност не позволява смъртта на всички свои членове - в критична ситуация някои от микробните клетки покриват стената си с допълнителни защитни слоеве и преминават в латентно състояние.
Що се отнася до ранената страна, тя се държи така, както трябва да се държи армия, загубила битката. Някои клетки на победени бактерии просто спират да се възпроизвеждат, други постепенно се сриват, а трети спират да контактуват помежду си и между тях се появява празно пространство.