Bakteriler antibiyotiklere karşı: görsel bir deney

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

"Evrim" nedir? Her şeyden önce, bu, genetik bileşimde bir değişiklik ve çevreye uyum ile birlikte doğal bir gelişmedir. Başka bir deyişle, organizmalar zor ortamlarda hayatta kalabilmek için yavaş yavaş mutasyona uğrarlar.

Ve şimdi sadece hayvanlardan değil, aynı zamanda bizi çevreleyen bakterilerden de bahsediyoruz. Harvard Tıp Okulu'ndan bilim adamları, bize E. coli bakterisinin evrimini gösteren harika bir video çektiler. Sizi izlemeye davet ediyoruz.

Deneyin özü şuydu: Bakterilerin hayatta kalabilmek için zorlu çevre koşullarına nasıl uyum sağladığını göstermek. Bunun için 60 x 120 santimetre ölçülerinde dev bir dikdörtgen Petri kabı oluşturuldu. Besin solüsyonu tek tip değildi. Kase 9 dikdörtgen bölüme ayrılmıştır. İki dış kısım, içinde bakterilerin serbestçe çoğalabileceği normal bir besin solüsyonu içeriyordu. Ancak sonraki her bölümde antibiyotikler eklendi ve bölüm kasenin ortasına ne kadar yakınsa, antibiyotik konsantrasyonu o kadar yüksekti.

Böylece bakteriler bir sonraki bölümle sınıra ulaşır ulaşmaz, yaşamlarına yönelik tehdide direnmek için evrimleşmekten başka seçenekleri kalmamıştı. Antibiyotiğe dirençli yeni bakteri türleri daha da çoğalmaya devam etti ve böylece bölüm bölüm eski koloniler öldü ve yenileri yavaş ama emin adımlarla Petri kabının muzaffer merkezine doğru ilerlemeye devam etti. Elbette, videoda bu sürecin katlanarak hızlandırılmış bir kaydını göreceksiniz, çünkü tüm deney Harvard bilim adamlarını 11 gün sürdü.

Deneyin sadece bilimsel değil, aynı zamanda eğitsel değeri de var. MEGA alanının geniş alanı, bakteri popülasyonunun ön kısmının yayılması sırasında mutasyonların ve doğal seçilimin görsel olarak gözlemlenmesine izin verir.

Antibiyotik direnci artmaya devam ettikçe, bakteri popülasyonunda fenotip ve genotip açısından farklılık gösteren çok sayıda paralel evrimsel çizgi ortaya çıkar.

Bilim adamları, bakteri popülasyonunun önündeki ve arkasındaki bakterileri inceleyerek birkaç ilginç şey keşfettiler. Evrimin her zaman antibiyotiklere en dirençli bakteriler tarafından yönlendirilmediği ortaya çıktı. İşin garibi, bazen en dirençli soylar, daha hassas bakterilerin arkasında sıkışıp kalır. Görünüşe göre, bu, bazı bakterilerin gelecekte ortaya çıkacak, ancak henüz ortaya çıkmamış olan daha yüksek bir antibiyotik konsantrasyonunda hayatta kalmaya hazır oldukları "erken" mutasyonlardan kaynaklanmaktadır. Böyle bir durumda, potansiyel olarak daha fazla adapte olmuş bakteriler, önde o anda var olan gerçek konsantrasyona tam olarak adapte olan türdeşlerine yol açar.

Bu teoriyi test etmek için bilim adamları, "erken" mutasyonlara sahip izole edilmiş bakteri kolonilerinden örnekler aldı ve onları zorla cephenin önüne yerleştirdi. Beklendiği gibi, ana bakteri cephesinin yaşayamayacağı koşullarda hayatta kaldılar.

Bilim adamları ayrıca, zayıf bir antibiyotik etkisine daha iyi adaptasyonun daha sonra daha yüksek konsantrasyonlara adaptasyonu hızlandırdığını buldular (aşağıdaki resimde). Her şey, değişiklikler yavaş yavaş ve fark edilmeden gerçekleşirse, kötüleşen yaşam koşullarına daha iyi uyum sağlayabilen insanlar gibidir.