Batteri contro antibiotici: un esperimento visivo

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Che cos'è "evoluzione"? Prima di tutto, questo è uno sviluppo naturale, accompagnato da un cambiamento nella composizione genetica e dall'adattamento all'ambiente. In altre parole, gli organismi mutano gradualmente per sopravvivere in ambienti difficili.

E ora stiamo parlando non solo degli animali, ma anche dei batteri che ci circondano. Gli scienziati della Harvard Medical School hanno filmato un video straordinario che ci mostra l'evoluzione del batterio E. coli. Ti invitiamo a guardarlo.

L'essenza dell'esperimento era la seguente: dimostrare come i batteri si adattano a condizioni ambientali difficili per la loro sopravvivenza. Per questo è stata creata una gigantesca capsula di Petri rettangolare di 60 x 120 centimetri. La soluzione nutritiva non era uniforme. La ciotola era divisa in 9 sezioni rettangolari. Le due sezioni esterne contenevano una normale soluzione nutritiva in cui i batteri possono moltiplicarsi liberamente. Ma in ogni sezione successiva sono stati aggiunti antibiotici e più la sezione è vicina al centro della ciotola, maggiore è stata la concentrazione di antibiotici.

Pertanto, non appena i batteri hanno raggiunto il confine con la sezione successiva, non hanno avuto altra scelta che evolversi per resistere alla minaccia alle loro vite. Nuovi ceppi di batteri resistenti agli antibiotici continuarono a moltiplicarsi ulteriormente e così, sezione dopo sezione, le vecchie colonie morirono e quelle nuove continuarono a spostarsi lentamente ma inesorabilmente verso il centro vittorioso della capsula di Petri. Naturalmente, nel video vedrai una registrazione multi-accelerata di questo processo, perché l'intero esperimento ha richiesto agli scienziati di Harvard 11 giorni.

L'esperimento non ha solo valore scientifico ma anche educativo. L'ampio spazio dell'arena MEGA consente l'osservazione visiva delle mutazioni e della selezione naturale durante la diffusione del fronte della popolazione batterica.

Poiché la resistenza agli antibiotici continua ad aumentare, emergono numerose linee evolutive parallele nella popolazione batterica, che differiscono per fenotipo e genotipo.

Studiando i batteri in prima linea e dietro la parte anteriore della popolazione batterica, gli scienziati hanno scoperto diverse cose interessanti. Si è scoperto che l'evoluzione non è sempre guidata dai batteri più resistenti agli antibiotici. Abbastanza stranamente, a volte i lignaggi più resistenti sono intrappolati dietro i batteri più sensibili. Apparentemente, ciò è dovuto a mutazioni "precoci", quando alcuni batteri sono pronti a sopravvivere in una maggiore concentrazione di antibiotico, che apparirà in futuro, ma non è ancora apparso. In una situazione del genere, batteri potenzialmente più adattati lasciano il posto davanti ai loro congeneri, che si adattano proprio alla concentrazione effettiva che esiste al momento.

Per testare questa teoria, gli scienziati hanno prelevato campioni di colonie isolate di batteri con mutazioni "precoci" e li hanno posizionati con la forza davanti alla parte anteriore. Come previsto, sono sopravvissuti in condizioni in cui il principale fronte batterico non poteva sopravvivere.

Gli scienziati hanno anche scoperto che un migliore adattamento a un debole effetto antibiotico in seguito accelera l'adattamento a concentrazioni più elevate (nella foto sotto). Tutto è come le persone che sono in grado di adattarsi meglio a condizioni di vita deteriorate se i cambiamenti avvengono gradualmente e impercettibilmente.