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        對(duì)于作弊的細(xì)菌食物是最重要的

        如果你手邊有大量的漢堡包和啤酒,而你自己的肚子已經(jīng)滿(mǎn)了,那么你附近燒烤的不速之客也不會(huì)對(duì)你造成很大壓力。但是,如果你感到饑餓,當(dāng)moocher出現(xiàn)時(shí)食物和飲料供應(yīng)不足,這是一個(gè)不同的故事。俄勒岡州立大學(xué)的新研究表明細(xì)菌知道你的感受。

        對(duì)于作弊的細(xì)菌食物是最重要的

        在社區(qū)中產(chǎn)生重要分泌物的微生物會(huì)受到打擊,因?yàn)樗鼈冏陨磉m合供應(yīng)非生產(chǎn)性“騙子”細(xì)菌 - 但只有當(dāng)生產(chǎn)需要相同的營(yíng)養(yǎng)素時(shí)才能生長(zhǎng)和生物量。調(diào)查結(jié)果今天發(fā)表在Nature Communications上。

        細(xì)菌是進(jìn)化生物學(xué)研究的重要生物,因?yàn)樗鼈兊目焖偕L(zhǎng)使科學(xué)家能夠在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)時(shí)研究進(jìn)化。研究中常見(jiàn)的棒狀細(xì)菌銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)可導(dǎo)致人類(lèi)感染,并且常常在引起感染的生物體中發(fā)現(xiàn)作弊菌株。

        “這項(xiàng)研究的大局是更好地了解合作如何運(yùn)作以及合作如何演變,”通訊作者M(jìn)artin Schuster說(shuō)。“我們可以利用微生物來(lái)研究社會(huì)進(jìn)化?;旧厦糠N環(huán)境都是以某種方式限制營(yíng)養(yǎng),我們的研究使我們能夠預(yù)測(cè)哪種環(huán)境有利于合作或作弊。”

        Schuster和2017年博士的研究。畢業(yè)生Joe Sexton參與銅綠假單胞菌和它分泌的肽鐵載體,pyoverdine或PVD。

        銅綠假單胞菌使用PVD清除鐵,這是一種必需且難以獲得的營(yíng)養(yǎng)素;騙子不產(chǎn)生PVD,但有一個(gè)受體來(lái)收集鐵載體與之結(jié)合的鐵。

        俄勒岡州立大學(xué)科學(xué)與農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院微生物學(xué)系副教授舒斯特說(shuō):“這些分泌物對(duì)每個(gè)人都有好處,作弊細(xì)菌也不參與生產(chǎn)。”“總的來(lái)說(shuō),合作被認(rèn)為代價(jià)高昂;因此,作弊者可以通過(guò)節(jié)省合作成本來(lái)利用這一過(guò)程。”

        基于先前的研究表明銅綠假單胞菌的合作行為可以被突變騙子利用,這項(xiàng)研究表明,細(xì)菌合作的成本是有條件的。

        “這完全取決于環(huán)境,可用營(yíng)養(yǎng)素,細(xì)菌飲食,”舒斯特說(shuō)。“有時(shí)合作成本很高,有時(shí)根本不合作。如果合作成本不高,就意味著作弊不會(huì)帶來(lái)優(yōu)勢(shì)。”

        在PVD分泌的情況下,當(dāng)碳或氮供應(yīng)有限時(shí),銅綠假單胞菌會(huì)產(chǎn)生適應(yīng)性成本;這些是PVD的構(gòu)建模塊,也是生產(chǎn)細(xì)胞生物質(zhì)所必需的。

        但是其他營(yíng)養(yǎng)素的缺乏 - 鐵,磷和硫 - 不會(huì)導(dǎo)致健康成本;因此,騙子在那些場(chǎng)景中沒(méi)有獲得優(yōu)勢(shì)。

        塞克斯頓說(shuō):“以前,健身成本被認(rèn)為與制造鐵載體的比例成正比。”“我們發(fā)現(xiàn),在不同的營(yíng)養(yǎng)條件下,細(xì)菌的數(shù)量仍然相同,但健康成本差別很大。”

        研究人員通過(guò)恒化器格式實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了他們的模型預(yù)測(cè),這是一種開(kāi)放系統(tǒng),其中新鮮營(yíng)養(yǎng)素以相同的速率流入生長(zhǎng)培養(yǎng)基中;細(xì)胞密度和生長(zhǎng)速率保持不變。在該系統(tǒng)中,PVD生產(chǎn)的適應(yīng)性成本顯然是混合文化中合作者和作弊者之間的增長(zhǎng)差異。

        “除了關(guān)于合作演變的基本問(wèn)題外,我們的工作也與自然人群有關(guān),”塞克斯頓說(shuō)。“在土壤和海洋以及人類(lèi)感染中存在鐵載體陰性菌株。它們來(lái)自哪里?它們是作為騙子進(jìn)化還是出于其他原因?我們的工作提供了一個(gè)新的難題,需要考慮實(shí)際 -世界背景。“

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