Diversifiering hjälper till att minska den totala risken genom att sätta dina ägg i mer än en korg och är en strategi som stärker grupper av alla slag - från skog utmanas med miljöfrågor stress portföljer aktiemarknaden i osäkra tider. Resultaten från University of Iowa visar forskarna att även bakterier har lärt sig denna viktiga läxa.
När sjukdomsalstrande bakterier montera in samhällen som kallas biofilm, den enskilda bakterier diversifiera snabbt. Denna mångfald ökar kapaciteten i gruppen och ger en form av "biologisk försäkring", som skyddar organismer från svåra förhållanden. Resultaten kommer att visas under veckan i november 15 i Proceedings of National Academy of Sciences.
Under de senaste åren har forskare funnit att bakterier som lever i biofilmer är ansvariga för många kroniska infektioner hos människor som cystisk fibros infektioner lunga, hjärta infektioner ventil och sårinfektioner hos personer med diabetes. I biofilmer, levande organismer grupperade tillsammans, innesluten i ett egenproducerade slem.
"Biofilm infektioner är ett stort medicinskt problem, och ett fokus i vår laboration är att förstå varför biofilmen livsstil gör att bakterierna så svårt att utrota", säger Pradeep Singh, MD, biträdande professor i invärtesmedicin och mikrobiologi i användargränssnittet Roy J. och Lucille A. Carver College of Medicine och studiens huvudprövare.
Tidigare arbete har visat att lever i grupper ger bakterierna egenskaper de inte har som individer, inklusive ökad tolerans mot antibiotika. De nya rönen tyder på biofilmen tillväxt kan ge en annan viktig fördel.
Med hjälp av en laboratoriemodell fann UI laget att när biofilmen gemenskaperna upprättades med hjälp av ett litet antal identiska bakterier, en anmärkningsvärd grad av mångfald utvecklades snabbt i populationen.
"Efter bara några dagar av biofilm tillväxt, bakterier diversifierade i sina näringsbehov, förmåga att simma, kapacitet för spridning, produktion av skyddande ämnen, liksom i andra egenskaper", sade Matt Thoendel, ett UI medicinska och doktorand som bidragit till arbetet.
"Detta var mycket överraskande", säger Blaise Boles, UI doktorand och en av studiens författare. "Ännu mer fascinerande var att diversifiering bara genererades när bakterierna samman till samhällen."
Detta fynd ledde forskarna att dra paralleller till andra biologiska samhällen där mångfald har studerats.