Приватизация общественных благ может привести к сокращению популяции

Ученые получили новое представление о том, как микробы используют «кооперативный» подход для получения питательных веществ.

Исследователи из Университета Эксетера изучили, почему микроорганизмы отказываются от менталитета «выживания сильнейшего» в пользу рискованной общей стратегии добычи пищи.

Распространенная стратегия питания включает секрецию метаболитов в окружающую среду для расщепления сложных питательных веществ. На первый взгляд, эта стратегия кажется неэффективной: часть питательных веществ теряется, а соседние микробы могут ими воспользоваться, не разделяя затрат.

Ученые обнаружили причину, по которой микробы используют этот подход «общественных благ», вместо того чтобы расщеплять питательные вещества внутри клетки. Оказалось, что микробы, расщепляющие питательные вещества внутриклеточно, вытесняли стабильную популяцию, что приводило к её дестабилизации и сокращению.

Исследование опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution.

Команда изучила метаболизм Saccharomyces cerevisiae (пекарских дрожжей), используя математические модели и синтетические экологические эксперименты.

Было установлено, что стратегии внутреннего и внешнего расщепления питательных веществ имеют свои преимущества по отдельности. В смешанных сообществах микробы с внутренним расщеплением вытесняли соседей. Однако эта эгоистичная стратегия становилась неустойчивой после исчезновения микробов, использующих «общественные блага».

Более кооперативный подход, при котором некоторые микробы получают незаработанные питательные вещества, может укреплять всю популяцию, а не отдельных особей.

Вывод: Переваривание ресурсов внешним способом благоприятно в нестабильных, быстро меняющихся средах или в неразнообразных сообществах, где ими нельзя воспользоваться.