Ældres bakterier? Biologer opdager, at svaret følger simpel økonomi

Bakterier gennemgår, som alle levende organismer, en proces, der ligner aldring kendt som cellulær senescens. Men i modsætning til flercellede organismer oplever bakterier "demografisk aldring" svarende til menneskelige populationer snarere end individuelle aldring som celler.

Forskere ved Göteborgs Universitet i Sverige har opdaget, at hastigheden af ​​demografisk aldring i bakterier følger simple økonomiske principper for cost-benefit-afvejninger. Denne opdagelse giver ny indsigt i bakteriepopulationers dynamik og har implikationer for forståelsen af ​​mikroorganismers evolution og økologi.

Undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet "Nature Communications", brugte en computermodel til at simulere væksten og aldring af bakteriepopulationer. Modellen overvejede afvejningen mellem reproduktion og overlevelse, som varierer med de enkelte bakteriers alder.

Unge bakterier har en højere reproduktionshastighed, hvilket gør det muligt for befolkningen at vokse hurtigt. Men efterhånden som bakterier ældes, falder deres reproduktionsevne, og de bliver mere modtagelige for skader og død. Dette fører til et fald i befolkningens samlede vækstrate.

Forskerne fandt ud af, at den demografiske aldring af bakteriepopulationer følger et forudsigeligt mønster, som kan beskrives ved økonomiske modeller for cost-benefit-analyse. Specifikt forudsiger modellen, at den optimale reproduktionsstrategi for bakterier er at investere kraftigt i reproduktion tidligt i livet og derefter reducere reproduktionsindsatsen, når de bliver ældre.

Denne strategi maksimerer befolkningens overordnede fitness, da den balancerer fordelene ved hurtig befolkningstilvækst med omkostningerne forbundet med aldring og død.

Forskerne fandt også ud af, at hastigheden af ​​demografisk aldring i bakteriepopulationer er påvirket af miljøfaktorer såsom tilgængelighed af næringsstoffer og konkurrence fra andre organismer. Når ressourcerne er knappe, ældes bakterier hurtigere på grund af øget stress og konkurrence.

Resultaterne af denne undersøgelse giver en ny ramme til at forstå dynamikken i bakteriepopulationer og deres reaktion på miljøændringer. Det har implikationer for forskellige områder, herunder mikrobiologi, økologi og evolutionær biologi.