Кооператоры могут сосуществовать с обманщиками, если есть пространство для роста
Новая модель исследователей из Принстонского университета (США) и Университета Бен-Гуриона (Израиль) показывает, что микробы-"кооператоры", делящиеся ресурсами, и "обманщики", эгоистично их потребляющие, могут выживать вместе, несмотря на постоянную конкуренцию. Ключевое условие — возможность популяции периодически расширяться и расти. Результаты представлены на 57-й ежегодной встрече Биофизического общества (BPS) в феврале 2013 года.
Модель "кооператоров" и "обманщиков"
- Кооператоры производят ресурс, ускоряющий рост всех клеток, но тратят на это часть своей энергии, замедляя собственное размножение.
- Обманщики не производят ресурс, экономя энергию, но могут потреблять его, если находятся рядом с кооператором.
- Ресурс распространяется от клетки-производителя путем диффузии, создавая градиент концентрации.
Ключевые выводы модели
- В фиксированной, неизменной популяции один тип всегда вытесняет другой, и сосуществование невозможно.
- При наличии свободного пространства для роста
возникает парадоксальная динамика:
- Обманщики локально выигрывают у кооператоров, эксплуатируя их.
- Кооператоры, стремясь быть ближе к ресурсу, образуют кластеры, изолируя обманщиков и получая преимущество в доступе к ресурсу.
- В результате кооператоры в целом растут лучше, и оба типа могут сохраняться в популяции бесконечно долго в состоянии "перманентной гонки" без явного победителя.
Значение
Этот механизм может объяснять поддержание высокого разнообразия в плотных микробных сообществах, например, среди тысяч видов бактерий в полости рта. Исследователи также предполагают, что аналогичная конкуренция может происходить между раковыми клетками и нормальной тканью.