Bakteriyalar antibiotiklarga qarshi: vizual tajriba

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 16:19

"Evolyutsiya" nima? Avvalo, bu genetik tarkibning o'zgarishi va atrof-muhitga moslashuvi bilan birga keladigan tabiiy rivojlanishdir. Boshqacha qilib aytganda, organizmlar qiyin muhitda omon qolish uchun asta-sekin mutatsiyaga uchraydi.

Va endi biz nafaqat hayvonlar haqida, balki bizni o'rab turgan bakteriyalar haqida ham gapiramiz. Garvard tibbiyot maktabi olimlari E. coli bakteriyalarining evolyutsiyasini ko'rsatadigan ajoyib videoni suratga olishdi. Sizni tomosha qilishga taklif qilamiz.

Tajribaning mohiyati quyidagicha edi: bakteriyalar o'zlarining yashashlari uchun qiyin atrof-muhit sharoitlariga qanday moslashishini ko'rsatish. Buning uchun 60 x 120 santimetr o'lchamdagi ulkan to'rtburchak Petri idishi yaratilgan. Oziqlantiruvchi eritma bir xil emas edi. Idish 9 ta to'rtburchak bo'laklarga bo'lingan. Ikki tashqi bo'limda bakteriyalar erkin ko'payishi mumkin bo'lgan oddiy ozuqa eritmasi mavjud edi. Ammo har bir keyingi bo'limda antibiotiklar qo'shildi va bo'lim idishning o'rtasiga qanchalik yaqin bo'lsa, antibiotiklar kontsentratsiyasi shunchalik yuqori bo'ladi.

Shunday qilib, bakteriyalar keyingi bo'lim bilan chegaraga etib borishi bilanoq, ularning hayotlari uchun tahdidga dosh berish uchun evolyutsiyadan boshqa iloji qolmadi. Antibiotiklarga chidamli bakteriyalarning yangi shtammlari yanada ko'payishda davom etdi va shu sababli eski koloniyalar bo'limma-bo'lim nobud bo'ldi va yangilari asta-sekin, lekin ishonchli tarzda Petri idishining g'olib markaziga qarab harakat qilishda davom etdi. Albatta, videoda siz ushbu jarayonning ko'paytiriladigan tezlashtirilgan yozuvini ko'rasiz, chunki butun tajriba Garvard olimlariga 11 kun davom etdi.

Tajriba nafaqat ilmiy, balki tarbiyaviy ahamiyatga ega. MEGA arenasining katta maydoni bakterial populyatsiyaning old qismining tarqalishi paytida mutatsiyalarni va tabiiy tanlanishni vizual kuzatish imkonini beradi.

Antibiotiklarga qarshilik kuchayishi bilan bakteriya populyatsiyasida fenotip va genotip jihatidan farq qiluvchi ko'plab parallel evolyutsion chiziqlar paydo bo'ladi.

Bakteriyalar populyatsiyasining oldingi va orqasida joylashgan bakteriyalarni o'rganish orqali olimlar bir nechta qiziqarli narsalarni kashf etdilar. Ma'lum bo'lishicha, evolyutsiya har doim ham antibiotiklarga eng chidamli bakteriyalar tomonidan ilgari surilmaydi. Ajabo, ba'zida eng chidamli nasl-nasablar sezgir bakteriyalar orqasida qoladi. Ko'rinishidan, bu ba'zi bakteriyalar kelajakda paydo bo'ladigan, ammo hali paydo bo'lmagan antibiotikning yuqori konsentratsiyasida yashashga tayyor bo'lgan "erta" mutatsiyalarga bog'liq. Bunday vaziyatda potentsial moslashgan bakteriyalar oldingi o'rinni hozirgi vaqtda mavjud bo'lgan haqiqiy kontsentratsiyaga moslashgan o'z avlodlariga beradi.

Ushbu nazariyani sinab ko'rish uchun olimlar "vaqtdan oldin" mutatsiyaga ega bo'lgan bakteriyalarning ajratilgan koloniyalaridan namunalar oldilar va ularni zo'rlik bilan front oldiga qo'yishdi. Kutilganidek, ular asosiy bakterial front omon qololmaydigan sharoitlarda omon qolishdi.

Olimlar, shuningdek, zaif antibiotik ta'siriga yaxshiroq moslashish keyinchalik yuqori konsentratsiyalarga moslashishni tezlashtirishini aniqladilar (quyida tasvirlangan). Har bir narsa, agar o'zgarishlar asta-sekin va sezilmaydigan bo'lsa, yomonlashib borayotgan turmush sharoitlariga yaxshiroq moslasha oladigan odamlarga o'xshaydi.