Vědci již dlouho věděli, že mnoho druhů bakterií tvoří různá společenství, která se skládají z velkého počtu jedinců, a tyto „kolektivy“mikroorganismů vykazují spíše zvědavé a obtížně vysvětlitelné rysy chování. Koloniální myxobakterie jsou nejvýraznějším příkladem takových „originálů“.
Tyto mikroorganismy se cítí nejlépe v půdě, v hnoji a také na rozpadajících se rostlinných zbytcích. Jejich krátké tyčinkovité buňky o velikosti několika tisícin milimetru však mohou existovat samy.
Nejčastěji jsou ale uspořádány do shluků tisíců, které se při hledání potravy s celou svou hmotou pohybují z jednoho místa na druhé. Zároveň každý člen týmu vylučuje hojný hlen, který slouží jako jakési „mazivo“, pomocí kterého se po povrchu půdy klouže skupina mikroorganismů.
Je překvapivé, že všechny buňky kolonie působí překvapivě koordinovaně, jako by byly ovládány neviditelným vodičem. A pokud je najednou nějaká bakterie mimo okraj kolonie, okamžitě spěchá zpět, jako by ji k tomu nutila nějaká neviditelná nit.
Jakmile se na cestě tohoto hostitele mikroorganismů, například hromadění bakterií jiného druhu, objeví kořist, předvoj kolonie se prudce otočí směrem k oběti a plazí se po ní a zakrývá ji mnoha drobnými těly. Poté myxobakterium začíná opravdovou hostinu, během níž pomocí speciálních enzymů tráví kořist ve snadno stravitelném stavu.
Pokud se stejný druh myxobakterií ocitne ve vodě, okamžitě se promění v kulovité kolonie, skládající se ze stovek tisíc nebo dokonce milionů jedinců. A když na cestě této miniaturní kuličky narazí na jiné mikroorganismy nebo jejich kolonie, aktivní pohyby buněk přitáhnou oběť do zvláštních depresí na povrchu dravé koule, nazývaných trávicí kapsy, kde je trávena.
Ale zvláště zajímavé jevy v chování myxobakterií jsou pozorovány, když je nedostatek potravinových zdrojů.
Propagační video:
A pokud byly předtím buňky myxobakterií rovnoměrně rozloženy v celkové slizniční hmotě, nyní se začínají shromažďovat ve středu kolonie, kam přicházejí stále nové a nové řády buněk. V důsledku takových aktivních pohybů buněčných hmot kolonie ztenčuje na okrajích, ale ve střední části, jako by mílovými kroky stoupá nahoru.
Navíc ne beztvará hmota, ale zcela strukturovaný útvar: ze sotva znatelného tuberkulózy vyrůstá vertikální sloup, v jehož horní části se objevuje mnoho větví. Nakonec se z hlenovitého dortu vytvoří něco jako malý strom, ve kterém vrcholy větví zdobí podivné velké „květiny“s mnoha tlustými „okvětními lístky“.
Tyto stromovité útvary dosahují výšky několika milimetrů, proto jsou dobře viditelné i bez mikroskopu. U různých druhů myxobakterií se mohou lišit tvarem i barvou, která může být zelená, žlutá nebo oranžová. Tyto „květiny“jsou plodnice a skládají se v zásadě ze dvou kategorií buněk.
Jejich objem během růstu „stromu“slouží jako stavební materiál. Tvoří „kmen“a „větve“plodnice. Ale „okvětní lístky“jsou několika skupinami těch buněk, které po přežití v drsné době se znovu vrátí k aktivnímu životnímu stylu.
Během tvorby plodnic mění bakterie svůj tyčovitý tvar na kulatý, jsou pokryty hustými membránami a mění se na spící buňky. Když uplyne nepříznivé období, spadnou z větví plodnice, ztratí ochrannou skořápku a znovu se promění v pohyblivé tyčinky. Začnou se znovu dělit a položí tak základ pro nové generace myxobakterií …
Plodnice myxobakterií
Přirozeně, aby se například pohybovaly ve „formaci“nebo společně zaútočily na oběť, nemluvě o složitějších chováních, musí bakterie nějakým způsobem. A pro komunikaci mají speciální - chemický - jazyk, který se nejaktivněji používá, když existuje mnoho bakterií.
V tomto případě každá bakteriální buňka produkuje určité signální molekuly. A jakmile jejich počet dosáhne určitého kritického bodu, stanou se „hlasem lidí“, kterému se většina účastníků „setkání“podřizuje.
Tato chemická „konverzace“je tedy pro bakterie nezbytná pro kolektivní rozhodování. Zejména takovou molekulární komunikací se mikroorganismy mohou navzájem „počítat“, shromažďovat se v koloniích nebo synchronizovat syntézu a uvolňování toxinu do vnějšího prostředí.
„Univerzální slovo“v bakteriích je speciální signální látka AI-2, jejíž syntéza v různých mikroorganismech probíhá pod kontrolou stejného genu. Navzdory své všestrannosti navíc různé bakterie reagují na tento signál různými způsoby. Například může „zapnout“záři mořských mikroorganismů a zahájit „komunikační relaci“v kolonii E. coli.
Rovněž je třeba říci, že v důsledku nerovné interpretace „jazyka“různými druhy bakterií mohou nastat mezidruhové konflikty. Kromě toho mohou některé druhy pomocí tohoto jazyka ovládat ostatní: například po zahájení „dialogu“s konkurenty je možné jej vést takovým způsobem, že se člověk může stát vítězem v boji o jeden či druhý zdroj.
Bakterie jsou ve většině případů „predátoři“, kteří neútočí pouze na lidi, zvířata nebo rostliny. Nelíbí se jim spáchat zlý čin vůči jejich jednobuněčným příbuzným.
Takže laktobacily, jakmile jsou v prostředí jiných bakterií, jsou okamžitě transformovány. Začínají energicky uvolňovat do vnějšího prostředí zaoblené granule s látkami destruktivními pro sousedy: kyselina mléčná, lysozym a některé specifické proteiny.
Boj však nezůstává bez povšimnutí pro samotné laktobacily: jejich buňky jsou poškozené a obsah cytoplazmy vytéká.
A čím aktivnější laktobacily jsou, tím více poškozených buněk se objevuje v jejich řadách, které následně odumírají. A v nejaktivnějších kmenech zemře více než třetina účastníků mini bitev. Bakteriální komunita však neumožňuje smrt všech jejích členů - v kritické situaci některé z mikrobiálních buněk zakrývají svou zeď dalšími ochrannými vrstvami a přecházejí do nečinného stavu.
Pokud jde o zraněnou stranu, chová se tak, jak by se měla chovat armáda, která bitvu prohrála. Některé buňky poražených bakterií se jednoduše přestanou množit, jiné se postupně zhroutí a další se přestanou navzájem kontaktovat a objeví se mezi nimi prázdný prostor.