Экспериментальное картирование роста бактерий выявляет эволюционные и экологические закономерности

Исследователи из Университета Цукубы предложили новый подход для выявления экологических ниш и эволюционных взаимосвязей в природе с помощью крупномасштабного анализа роста бактерий в строго контролируемых лабораторных условиях.

Шесть видов бактерий культивировали в 195 различных питательных средах, оценивая их рост. Было получено 4680 количественных показателей на основе двух параметров: скорости роста и размера популяции (максимальной численности). Это экспериментальное картирование дало широкий обзор адаптации бактерий к разнообразным трофическим условиям.

Результаты, опубликованные в Scientific Reports, показали, что хотя каждый вид демонстрировал уникальную картину роста, бактерии в пределах одной филогенетической линии имели сходные тенденции. Также были выявлены устойчивые связи с экологическими признаками, такими как среда обитания и распространение.

Иерархическая кластеризация на основе паттернов роста бактерий тесно коррелирует с классификациями, полученными из геномной информации и экологических данных о географическом распространении. Эта сильная корреляция демонстрирует, что профили роста являются консервативными признаками как в эволюционном, так и в экологическом контексте.

Кроме того, исследование выявило два заметных способа влияния питательных веществ в среде на рост: эффекты могут быть либо «универсальными», либо «видо-специфичными».

Результаты указывают на возможность воспроизведения природных экосистем и выявления законов эволюции и экологии через контролируемые эксперименты, используя рост бактерий в качестве индикатора. Это исследование предлагает альтернативную стратегию для раскрытия механизмов экологической и эволюционной адаптации у микроорганизмов, а также усиливает способность прогнозировать адаптацию микробов и уточнять методы классификации с большей точностью.