hvorfor kjøkkensvamp er et dårlig valg 2 19

En svamp er en veldig enkel måte å implementere porsjonering på flere nivåer for å forbedre det generelle mikrobielle samfunnet," sier Lingchong You. "Kanskje det er derfor det er en veldig skitten ting - strukturen til en svamp gjør bare et perfekt hjem for mikrober.

Kjøkkensvampen din er en bedre inkubator for ulike bakteriesamfunn enn en laboratorie-petriskål, rapporterer forskere.

Det er ikke bare de innestengte restene som gjør overflødighetshornet av mikrober som svermer rundt så glade og produktive, det er strukturen til selve svampen.

"Strukturen til en svamp gjør bare et perfekt hjem for mikrober."

I en serie eksperimenter viser forskere hvor forskjellige mikrobielle arter kan påvirke hverandres populasjonsdynamikk avhengig av faktorer i deres strukturelle miljø som kompleksitet og størrelse.


innerself abonnere grafikk


Noen bakterier trives i et mangfoldig samfunn mens andre foretrekker en ensom tilværelse. Og et fysisk miljø som lar begge slag leve sine beste liv, fører til de sterkeste nivåene av biologisk mangfold. Jord gir denne typen optimalt blandet boligmiljø, og det samme gjør kjøkkensvampen din.

hvorfor kjøkkensvamp er et dårlig valg2 2 19
Disse forskjellige bakterieartene - hver konstruert for å gløde i en annen farge slik at forskere kan spore veksten deres - trives i harmoni med hverandre takket være deres strukturerte miljø. (Kreditt: Andrea Weiss, Zach Holmes og Yuanchi Ha)

Overlevende av mikrobielle samfunn

Funnene i den nye studien tyder på at strukturelle miljøer bør tas i betraktning av industrier som bruker bakterier for å utføre oppgaver som å rydde opp forurensning eller produsere kommersielle produkter, sier forskere.

"Bakterier er akkurat som mennesker som lever gjennom pandemien - noen synes det er vanskelig å være isolert mens andre trives," sier Lingchong You, professor i biomedisinsk ingeniørvitenskap ved Duke University.

"Vi har vist at i et komplekst samfunn som har både positive og negative interaksjoner mellom arter, er det en mellomliggende mengde integrasjon som vil maksimere dens samlede sameksistens."

Mikrobielle samfunn blandes i ulik grad gjennom naturen. Jord gir mange kriker og kroker for forskjellige populasjoner å vokse uten mye interaksjon fra naboene. Det samme kan sies for individuelle dråper vann på toppen av bladene.

Men når mennesker kaster mange bakteriearter sammen til en strukturløs klut for å produsere varer som alkohol, biobrensel, og medisiner, er det vanligvis på en tallerken eller til og med et stort kar. I sine eksperimenter viser du og kollegene hvorfor disse industrielle innsatsene kan være lurt å begynne å ta en strukturell tilnærming til produksjonsinnsatsen.

Forskerne strekkodet rundt 80 forskjellige stammer av E. coli slik at de kunne spore befolkningsveksten. Deretter blandet de bakteriene i forskjellige kombinasjoner på laboratorievekstplater med et bredt utvalg av potensielle leverom, alt fra seks store brønner til 1,536 bittesmå brønner.

De store brønnene tilnærmet miljøer der mikrobielle arter kan blande seg fritt, mens de små brønnene etterlignet rom der arter kunne holde seg for seg selv.

"Den lille porsjoneringen skadet virkelig artene som er avhengige av interaksjoner med andre arter for å overleve, mens den store porsjonen eliminerte medlemmene som lider av disse interaksjonene (ensommene)," sier du. "Men den mellomliggende porsjonen tillot et maksimalt mangfold av overlevende i det mikrobielle samfunnet."

Kjøkkensvamper: Et koselig hjem for mikrober

Resultatene skaper et rammeverk for forskere som jobber med forskjellige bakteriesamfunn for å begynne å teste hvilke strukturelle miljøer som kan fungere best for deres sysler, sier You. De peker også på hvorfor en kjøkkensvamp er så nyttig habitat for mikrober. Den etterligner de forskjellige gradene av separasjon som finnes i sunn jord, og gir forskjellige lag med separasjon kombinert med forskjellige størrelser på fellesrom.

For å bevise dette punktet, kjørte forskerne også eksperimentet med en stripe vanlig husholdningssvamp. Resultatene viste at det er en enda bedre inkubator for mikrobiell mangfold enn noe av laboratorieutstyret de testet.

"Som det viser seg, er en svamp en veldig enkel måte å implementere porsjonering på flere nivåer for å forbedre det generelle mikrobielle samfunnet," sier du. "Kanskje det er derfor det er en veldig skitten ting - strukturen til en svamp gjør bare et perfekt hjem for mikrober."

Resultatene vises i Natur Kjemisk Biologi.

Om forfatterne

National Institutes of Health, National Science Foundation, Office of Naval Research og Army Research Office finansierte arbeidet.

kilde: Duke University