Форма бактерий не влияет на то, насколько хорошо они могут двигаться - это неожиданный вывод нового исследования, который может иметь серьезные последствия для будущего научной и медицинской промышленности.
Результаты, опубликованные в новом журнале Nature Ecology & Evolution, опровергают давние теории о том, что должна существовать прочная связь между эволюцией формы бактерий и их способностью двигаться.
Отличая их от более крупных живых организмов, таких как рыбы, тюлени и киты, для которых форма очень важна для их способности эффективно плавать, это новое открытие подчеркивает необычный характер среды, в которой живут бактерии.
Обширное исследование было проведено доктором Фуадом Эль Байдури и профессором Стюартом Хамфрисом из Школы естественных наук Университета Линкольна, Великобритания, вместе с доктором Крисом Вендитти из Университета Рединга и финансировалось Leverhulme Trust. Награда за научное лидерство. Команда собрала информацию о 325 различных видах бактерий Firmicutes, чтобы восполнить пробел в глобальных научных знаниях о том, как форма одноклеточных организмов, таких как бактерии, влияет на их подвижность, образ жизни и патогенность (способность вызывать заболевания).
Профессор Хамфрис объяснил: «Многие биологи-эволюционисты задавались вопросом, почему животные имеют такую форму, но до сих пор научное сообщество полагалось на математические модели, чтобы предсказать взаимосвязь между формой и движением у бактерий. Мы ожидали, что плавающие бактерии иметь стержнеобразную форму, чтобы снизить свои энергетические затраты, но экспериментальные испытания проводятся редко, и, что удивительно, анализ этой взаимосвязи в эволюционном контексте полностью отсутствует.
"Наше исследование показало, что эти теоретические предсказания не соответствуют действительности, по крайней мере, для этой группы бактерий, и поэтому оно вносит большой вклад в наше понимание эволюции бактерий."
Исследователи использовали новые способы изучения эволюции бактерий, чтобы более точно оценить форму и функцию клеток.
Д-р Эль Байдури сказал: «Основная цель нашего исследования - понять, почему бактерии бывают столь разных форм, но для того, чтобы понять это, нам нужно было выяснить, какие бактерии имеют какую форму. При отсутствии доступных наборов данных, мы увидели явную потребность в сборе морфологических и экологических данных о бактериях - задача, которая заняла несколько месяцев и продолжается до сих пор.
Мы полностью ожидали подтверждения широко распространенного мнения, подкрепленного сильными теоретическими предсказаниями, что палочковидные клетки будут двигаться более эффективно, чем кокковидные (сферические) клетки, и что форма и подвижность эволюционировали одновременно. Мы использовали ряд подходов, чтобы подтвердить наши результаты, и, к нашему большому удивлению, мы не обнаружили никакой связи между этими двумя признаками».
Вопреки недавним данным, исследование также показало, что форма не влияет ни на способность вызывать болезни, ни на образ жизни этих бактерий (будь то свободноживущие или ассоциированные с хозяином). Эти результаты показывают, что, по крайней мере, для этой группы бактерий они обладают еще большей эволюционной гибкостью, чем считалось ранее.