Video: Bacteriën versus antibiotica: een visueel experiment
2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13
Wat is "evolutie"? Dit is in de eerste plaats een natuurlijke ontwikkeling, die gepaard gaat met een verandering in de genetische samenstelling en aanpassing aan de omgeving. Met andere woorden, organismen muteren geleidelijk om te overleven in moeilijke omgevingen.
En nu hebben we het niet alleen over dieren, maar ook over de bacteriën die ons omringen. Wetenschappers van de Harvard Medical School hebben een geweldige video gefilmd die ons de evolutie van de bacterie E. coli laat zien. We nodigen je uit om het te bekijken.
De essentie van het experiment was als volgt: aantonen hoe bacteriën zich aanpassen aan moeilijke omgevingsomstandigheden om te overleven. Hiervoor is een gigantische rechthoekige petrischaal gemaakt van 60 x 120 centimeter. De voedingsoplossing was niet uniform. De schaal was verdeeld in 9 rechthoekige secties. De twee buitenste secties bevatten een normale voedingsoplossing waarin bacteriën zich vrij kunnen vermenigvuldigen. Maar in elke volgende sectie werden antibiotica toegevoegd, en hoe dichter de sectie zich bij het midden van de schaal bevindt, hoe hoger de concentratie antibiotica was.
Dus zodra de bacteriën de grens met de volgende sectie bereikten, hadden ze geen andere keuze dan te evolueren om de bedreiging voor hun leven te weerstaan. Nieuwe stammen van antibioticaresistente bacteriën bleven zich verder vermenigvuldigen, en zo stierven sectie voor sectie oude kolonies, en nieuwe bleven langzaam maar zeker naar het zegevierende centrum van de petrischaal bewegen. Natuurlijk zie je in de video een meervoudig versnelde opname van dit proces, omdat het hele experiment de wetenschappers van Harvard 11 dagen kostte.
Het experiment heeft niet alleen wetenschappelijke maar ook educatieve waarde. De grote ruimte van de MEGA-arena maakt visuele observatie van mutaties en natuurlijke selectie mogelijk tijdens de verspreiding van de voorkant van de bacteriepopulatie.
Naarmate antibioticaresistentie blijft toenemen, ontstaan er talrijke parallelle evolutionaire lijnen in de bacteriepopulatie, die verschillen in fenotype en genotype.
Door bacteriën in de voor- en achter de voorkant van de bacteriepopulatie te bestuderen, hebben wetenschappers verschillende interessante dingen ontdekt. Het bleek dat de evolutie niet altijd wordt aangedreven door bacteriën die het meest resistent zijn tegen antibiotica. Vreemd genoeg zitten soms de meest resistente geslachten gevangen achter de meer gevoelige bacteriën. Blijkbaar is dit te wijten aan "voortijdige" mutaties, wanneer sommige bacteriën klaar zijn om te overleven in een hogere concentratie antibioticum, die in de toekomst zal verschijnen, maar nog niet is verschenen. In zo'n situatie wijken potentieel meer aangepaste bacteriën vooraan voor hun soortgenoten, die precies zijn aangepast aan de actuele concentratie die op dat moment bestaat.
Om deze theorie te testen, namen wetenschappers monsters van geïsoleerde kolonies bacteriën met "premature" mutaties en plaatsten ze met geweld voor de voorkant. Zoals verwacht, overleefden ze in omstandigheden waarin het belangrijkste bacteriële front niet kon overleven.
De wetenschappers ontdekten ook dat een betere aanpassing aan een zwak antibioticumeffect later de aanpassing aan hogere concentraties versnelt (zie hieronder). Alles is als mensen die zich beter kunnen aanpassen aan verslechterende levensomstandigheden als veranderingen geleidelijk en onmerkbaar plaatsvinden.
Aanbevolen:
Mysterieuze bacteriën die elektrische draden maken
Ontdekkingen dwingen onderzoekers om schoolboeken te herschrijven; heroverweeg de rol van modderbacteriën bij de verwerking van sleutelelementen zoals koolstof, stikstof en fosfor; en bekijken hoe ze aquatische ecosystemen en klimaatverandering beïnvloeden
Kernreacties in gloeilampen en bacteriën
Wetenschap heeft zijn eigen verboden onderwerpen, zijn eigen taboes. Tegenwoordig durven maar weinig wetenschappers biovelden, ultralage doses, de structuur van water te bestuderen … Een van zulke hot topics in letterlijke en figuurlijke zin zijn de zogenaamde energiezuinige kernreacties
Wat is een barbecue voor een Rus, een offer voor een Jood
Weet je waarom de Joden de Holocaust in scène zetten? In hun Thora staat geschreven: "En de priester zal het verbranden op het altaar, op het hout dat in brand staat: dit is een brandoffer, een offer, een geur die de Heer behaagt."
"Biosphere-2": mislukking van een experiment om een gesloten ecosysteem te creëren
We bouwen een grootschalige kolonie op aarde, volledig geïsoleerd van de buitenwereld, planten daar planten om zuurstof op te wekken, importeren vee en vestigen acht kolonisten voor twee jaar! Een geweldig idee voor een wetenschappelijk experiment om gesloten levensondersteunende systemen te creëren voor mogelijke toekomstige kolonies op dezelfde Mars. Toegegeven, er zit een ernstige fout in dit idee - mensen. Ze bleken een van de belangrijkste redenen te zijn voor het mislukken van het ambitieuze wetenschappelijke experiment "Biosphere-2"
Het geheim van het zuiverste water van het Baikalmeer: bacteriën
In het centrale deel van het meer kan water gedronken worden zonder te koken. Wetenschappers van het Irkoetsk Limnologisch Instituut van de Siberische afdeling van de Russische Academie van Wetenschappen hebben het mysterie van de speciale zuiverheid van het water van het Baikalmeer opgelost. Het blijkt dat de natuurlijke reinigingsmiddelen van het reservoir bacteriofaagmicro-organismen zijn - virussen die pathogene bacteriën vernietigen