Span ialah cara yang sangat mudah untuk melaksanakan pembahagian berbilang peringkat untuk meningkatkan keseluruhan komuniti mikrob," kata Lingchong You. "Mungkin itulah sebabnya ia adalah perkara yang sangat kotor—struktur span hanya menjadikan rumah yang sempurna untuk mikrob.

Span dapur anda ialah inkubator yang lebih baik untuk komuniti bakteria yang pelbagai daripada hidangan Petri makmal, lapor penyelidik.

Bukan hanya sisa terperangkap yang menjadikan banyak mikrob yang berkerumun di sekeliling begitu gembira dan produktif, ia adalah struktur span itu sendiri.

"Struktur span hanya menjadikan rumah yang sempurna untuk mikrob."

Dalam satu siri eksperimen, penyelidik menunjukkan bagaimana pelbagai spesies mikrob boleh mempengaruhi dinamik populasi satu sama lain bergantung pada faktor persekitaran struktur mereka seperti kerumitan dan saiz.

Sesetengah bakteria berkembang maju dalam komuniti yang pelbagai manakala yang lain lebih suka kewujudan yang bersendirian. Dan persekitaran fizikal yang membolehkan kedua-dua jenis menjalani kehidupan terbaik mereka membawa kepada tahap biodiversiti yang paling kukuh. Tanah menyediakan persekitaran perumahan bercampur yang optimum seperti ini, dan begitu juga dengan span dapur anda.

Spesies bakteria yang berbeza ini—masing-masing direka bentuk untuk memancarkan warna yang berbeza supaya penyelidik dapat menjejaki pertumbuhan mereka—berkembang maju secara harmoni antara satu sama lain berkat persekitaran berstruktur mereka. (Kredit: Andrea Weiss, Zach Holmes, dan Yuanchi Ha)

Penyelamat komuniti mikrob

Penemuan kajian baru mencadangkan bahawa persekitaran struktur harus diambil kira oleh industri yang menggunakan bakteria untuk menyelesaikan tugas seperti membersihkan pencemaran atau menghasilkan produk komersial, kata penyelidik.

"Bakteria sama seperti orang yang hidup melalui wabak itu-sesetengahnya sukar untuk diasingkan manakala yang lain berkembang maju," kata Lingchong You, profesor kejuruteraan bioperubatan di Universiti Duke.

"Kami telah menunjukkan bahawa dalam komuniti kompleks yang mempunyai interaksi positif dan negatif antara spesies, terdapat jumlah integrasi pertengahan yang akan memaksimumkan kewujudan bersama keseluruhannya."

Komuniti mikrob bercampur dalam pelbagai peringkat di seluruh alam. Tanah menyediakan banyak sudut dan celah untuk populasi yang berbeza berkembang tanpa banyak interaksi daripada jiran mereka. Perkara yang sama boleh dikatakan untuk titisan air individu di bahagian atas daun.

Tetapi apabila manusia membuang banyak spesies bakteria bersama-sama ke dalam goop tanpa struktur untuk menghasilkan komoditi seperti alkohol, biofuel, dan ubat-ubatan, ia biasanya di atas pinggan atau tong besar. Dalam eksperimen mereka, Anda dan rakan sekerja menunjukkan sebab usaha perindustrian ini mungkin bijak untuk mula mengambil pendekatan struktur kepada usaha pembuatan mereka.

Para penyelidik mengkod bar kira-kira 80 jenis yang berbeza E. coli supaya mereka dapat menjejaki pertumbuhan penduduk mereka. Kemudian mereka mencampurkan bakteria dalam pelbagai kombinasi pada plat pertumbuhan makmal dengan pelbagai jenis ruang hidup yang berpotensi antara enam telaga besar hingga 1,536 telaga kecil.

Telaga besar menghampiri persekitaran di mana spesies mikrob boleh bercampur dengan bebas, manakala telaga kecil meniru ruang di mana spesies boleh menyimpan sendiri.

"Pembahagian yang kecil benar-benar menyakiti spesies yang bergantung pada interaksi dengan spesies lain untuk terus hidup, manakala bahagian yang besar menghapuskan ahli yang mengalami interaksi ini (penyendiri)," kata You. "Tetapi pembahagian perantaraan membenarkan kepelbagaian maksimum yang terselamat dalam komuniti mikrob."

Span Dapur: Rumah Yang Selesa Untuk Mikrob

Hasilnya mewujudkan rangka kerja untuk penyelidik yang bekerja dengan komuniti bakteria yang pelbagai untuk mula menguji persekitaran struktur yang paling sesuai untuk usaha mereka, kata Anda. Mereka juga menunjukkan mengapa span dapur sangat berguna habitat untuk mikrob. Ia meniru darjah pemisahan berbeza yang terdapat dalam tanah yang sihat, memberikan lapisan pemisahan yang berbeza digabungkan dengan saiz ruang komunal yang berbeza.

Untuk membuktikan perkara ini, para penyelidik juga menjalankan eksperimen mereka dengan jalur span isi rumah biasa. Keputusan menunjukkan bahawa ia adalah inkubator kepelbagaian mikrob yang lebih baik daripada mana-mana peralatan makmal yang mereka uji.

"Nampaknya, span ialah cara yang sangat mudah untuk melaksanakan pembahagian berbilang peringkat untuk meningkatkan keseluruhan komuniti mikrob," kata You. "Mungkin itulah sebabnya ia adalah perkara yang sangat kotor-struktur span hanya menjadikan rumah yang sempurna untuk mikrob."

Hasilnya muncul dalam Biologi Kimia Alam.

Mengenai Pengarang

Institut Kesihatan Nasional, Yayasan Sains Kebangsaan, Pejabat Penyelidikan Tentera Laut dan Pejabat Penyelidikan Tentera Darat membiayai kerja itu.

sumber: Universiti Duke