Come le comunità batteriche cooperano per sopravvivere
Grandi comunità di batteri si organizzano per alternarsi nell'accesso ai nutrienti. Questo garantisce loro una maggior probabilità di sopravvivere
RICERCA – Una sorta di altruismo tra batteri, quando organizzati in grandi comunità. Questo è quanto emerso da uno studio pubblicato sulla rivista Nature da un team di ricercatori dell’Università della California a San Diego.
I batteri sono organizzati in comunità, un po’ come gli esseri umani. Una comunità deve riuscire a trovare un compromesso tra le necessità dei singoli individui e la prosperità del gruppo che deve essere garantita nel tempo. Esistono in natura quindi i biofilm di batteri, grandi comunità che si organizzano e formano dei veri e propri “strati”, con una parte interna e una esterna.
Un gruppo di ricercatori ha cercato di indagare meglio il fenomeno, partendo dal presupposto che alcuni processi non possono essere studiati su singole cellule. In grosse comunità, infatti, avvengono processi “emergenti” che diventano attivi solo con gruppi numerosi. Ve ne sono tanti, come l’attivazione di una tossina contro l’organismo ospite (inutile se i batteri sono pochi) o la resistenza a un antibiotico. Uno di questi è la cooperazione metabolica, grazie alla quale la comunità riesce a controllare l’accesso ai nutrienti dei singoli batteri.
Com’è stato scoperto? Gli autori dello studio si erano accorti che oltre una certa dimensione, la grandezza del biofilm oscillava. Grazie a un modello matematico si è capito che queste oscillazioni servivano a risolvere il “conflitto sociale” tra singole cellule che devono ottenere i nutrienti, ma al tempo stesso “collaborare” per sopravvivere.
Dal momento che i batteri più esterni sono più vulnerabili e proteggono quelli più interni, ma al tempo stesso sono più vicini ai nutrienti, il biofilm ha ideato una strategia che fa produrre alle cellule più interne metaboliti che favoriscono o inibiscono la crescita di quelli più esterni. Questo avviene ciclicamente, consentendo a cellule batteriche, uguali tra loro, di avere una sorta di gerarchia e una suddivisione di compiti che rende la comunità più stabile nel tempo.
Questa scoperta è di enorme interesse perché la comprensione dei meccanismi delle comunità batteriche è la base della produzione di tossine e sostanze pericolose per l’essere umano da parte di tantissimi microrganismi. Comprenderli è la prima tappa per poter sviluppare farmaci e strategie per contrastarli.
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Crediti immagine: NIAID, Flickr
