البكتيريا مقابل المضادات الحيوية: تجربة بصرية

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

ما هو "التطور"؟ بادئ ذي بدء ، هذا تطور طبيعي ، مصحوبًا بتغيير في التركيب الجيني والتكيف مع البيئة. بمعنى آخر ، تتطور الكائنات الحية تدريجيًا من أجل البقاء على قيد الحياة في البيئات الصعبة.

والآن نتحدث ليس فقط عن الحيوانات ، ولكن أيضًا عن البكتيريا التي تحيط بنا. صور علماء من كلية الطب بجامعة هارفارد مقطع فيديو رائعًا يظهر لنا تطور بكتيريا الإشريكية القولونية. ندعوك لمشاهدته.

كان جوهر التجربة كما يلي: توضيح كيفية تكيف البكتيريا مع الظروف البيئية الصعبة من أجل بقائها على قيد الحياة. لهذا الغرض ، تم إنشاء طبق بتري عملاق مستطيل بقياس 60 × 120 سم. لم يكن محلول المغذيات متجانسًا. تم تقسيم الوعاء إلى 9 أقسام مستطيلة. يحتوي القسمان الخارجيان على محلول مغذي طبيعي يمكن للبكتيريا أن تتكاثر فيه بحرية. ولكن في كل قسم لاحق ، تمت إضافة المضادات الحيوية ، وكلما اقترب القسم من منتصف الوعاء ، كان تركيز المضادات الحيوية أعلى.

وهكذا ، بمجرد أن وصلت البكتيريا إلى الحدود مع القسم التالي ، لم يكن أمامها خيار سوى التطور من أجل تحمل الخطر الذي يهدد حياتها. استمرت سلالات جديدة من البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية في التكاثر أكثر ، وهكذا ماتت مستعمرات قديمة قسمًا تلو الآخر ، واستمرت سلالات جديدة في التحرك ببطء ولكن بثبات نحو المركز المنتصر لطبق بتري. بالطبع ، سترى في الفيديو تسجيلًا سريعًا مضاعفًا لهذه العملية ، لأن التجربة بأكملها استغرقت علماء هارفارد 11 يومًا.

التجربة ليس لها قيمة علمية فحسب ، بل قيمة تعليمية أيضًا. تسمح المساحة الكبيرة لساحة MEGA بالملاحظة المرئية للطفرات والانتقاء الطبيعي أثناء انتشار الجزء الأمامي من السكان البكتيريين.

مع استمرار مقاومة المضادات الحيوية في الزيادة ، تظهر العديد من الخطوط التطورية المتوازية في التجمعات البكتيرية ، والتي تختلف في النمط الظاهري والنمط الجيني.

من خلال دراسة البكتيريا في مقدمة وخلف الجزء الأمامي من البكتيريا ، اكتشف العلماء العديد من الأشياء المثيرة للاهتمام. اتضح أن التطور لا تحركه دائمًا البكتيريا الأكثر مقاومة للمضادات الحيوية. ومن الغريب أن السلالات الأكثر مقاومة تحاصر في بعض الأحيان خلف البكتيريا الأكثر حساسية. يبدو أن هذا يرجع إلى الطفرات "المبكرة" ، عندما تكون بعض البكتيريا جاهزة للبقاء على قيد الحياة بتركيز أعلى من المضادات الحيوية ، والتي ستظهر في المستقبل ، لكنها لم تظهر بعد. في مثل هذه الحالة ، تفسح البكتيريا التي يحتمل أن تكون أكثر تكيفًا الطريق أمام متجانساتها ، والتي تتكيف بدقة مع التركيز الفعلي الموجود في الوقت الحالي.

لاختبار هذه النظرية ، أخذ العلماء عينات من مستعمرات معزولة من البكتيريا ذات الطفرات "المبكرة" ووضعوها قسراً أمام الجبهة. كما هو متوقع ، فقد نجوا في ظروف لم تتمكن فيها الجبهة البكتيرية الرئيسية من البقاء.

وجد العلماء أيضًا أن التكيف الأفضل مع تأثير مضاد حيوي ضعيف يؤدي لاحقًا إلى تسريع التكيف مع التركيزات الأعلى (في الصورة أدناه). كل شيء يشبه الأشخاص الأكثر قدرة على التكيف مع الظروف المعيشية المتدهورة إذا حدثت التغييرات بشكل تدريجي وغير محسوس.