Выживаемость бактерий в тяжелых условиях

Согласно последним исследованиям, живучесть определенных видов бактерий объясняется отсутствием воды в белках микроорганизмов, что и помогает им выдержать практически любые условия. Ранее такую способность ученые объясняли изменениями физических характеристик воды в спорах бактерий.

Такая особенность позволяет бактериям обходиться без питательных веществ - «засыпать» на нужный срок. Таким образом, для некоторых видов бактерий вполне преодолимыми условиями становятся засуха и пониженная температура, токсическая среда и даже ядерное загрязнение в течение не только сотен, но, вполне возможно, и миллионов лет.

Как только окружающая среда меняется на более благоприятную, споры бактерий просыпаются и продолжают свое развитие. Эта тема давно интриговала специалистов, ведь обозначенные микроорганизмы настолько заполонили Землю, что найти «необжитую» ими среду практически невозможно.

Механизм принятия бактериями решений

Ученые обнаружили общий механизм принятия решений у человека и у бактерий. В своем исследовании специалисты из Калифорнийского университета (США) рассматривали "социальную" динамику бактерий сенной палочки Bacillus subtilis через призму эволюционной теории игр.

Когда бактерии образуют споры, клетка умирает, но не раньше, чем сохранит копию своей ДНК в споре. В случае наступления неблагоприятных условий бактерии могут выбрать существование в "промежуточном" состоянии, преобразовав свои мембраны для поедания ДНК умирающих клеток.

Бактерия стоит перед дилеммой, стать ли ей спорой, то есть сотрудничать, или бежать в "промежуточное состояние" и воспользоваться другими. Каждая клетка обладает внутренним таймером, темп которого изменяется, возрастая для разрешения стрессовой ситуации, как адреналиновый эффект "замедления времени" у людей.

В результате каждая бактерия регулирует свой таймер в соответствии с показателями других бактерий, инстинктивно следуя наилучшему для большинства варианту. По мнению специалистов, построенная модель применима и к обществу людей, описывая  языком математики механизм принятия человеком стратегически важных решений.

Процесс выработки бактериями электрического тока

Группа ученых из Орхусского университета (Дания) доказала, что бактерии, обитающие в слое отложений на дне морей и океанов, образуют "суперорганизм", благодаря чему оказываются способны передавать друг другу электроэнергию на большие расстояния. При этом, необходимую энергию для жизни получают все микроорганизмы, даже в отсутствии непосредственного доступа к сероводороду или кислороду.

Сам процесс "электросимбиоза" заключается в том, что половину процесса по переработке сероводорода в энергию выполняют находящиеся в глубине грунта бактерии, эффективно расщепляющие сероводород с выделением свободных электронов, которые затем передаются по цепочке от бактерии к бактерии на поверхность, где с помощью бактерий, с сероводородом и не контактировавших, оказываются связаны свободным кислородом.

Обнаруженный процесс выработки бактериями электрического тока в грунте донных отложений может быть использован для питания морских буев или для переработки вредных морских выбросов, например, нефтепродуктов.

Применение "бактериальных" отпечатков в криминалистике

Ученые доказали, что надежным источником информации о личности человека могут служить не только оставленные им отпечатки пальцев, но и уникальные для данного человека бактерии, населяющие поверхность его кожи.

Авторы исследования, группа ученых из Университета Колорадо (США), установили, что ДНК бактерий, обитающих на теле человека, в большинстве случаев уникально для данного конкретного человека и может безошибочно указать на него.

Из 150 видов бактерий, живущих на коже рук человека, только 13% являются распространенными среди разных людей, тогда как оставшаяся 87% - бактерии с уникальными ДНК.

Данное обстоятельство может быть использовано для идентификации людей по оставляемым их руками следам на предметах. Бактерии, оставляемые человеком на поверхности при прикосновении к ней, успешно выживают в течение, как минимум, двух недель, что и позволяет использовать их в качестве дополнительного источника информации в криминалистике.

Новая технология позволит использовать бактерии вместо ДНК самого человека, для получения которой необходимы специфические источники - слюна или кровь. Кроме того, бактерии могут использоваться в тех случаях, когда снять отпечатки пальцев не представляется возможным.

 

Ученые выяснили, что постоянное использование дезинфицирующих средств приводит к появлению супербактерий, устойчивых к антибиотикам.

Манипулируя магнитным полем, научным исследователям удалось :

• сформировать из бактерий рой,
• собрать бактерии в пирамидку,
• направить бактерии в кровоток крысы.

Европейские исследователи обнаружили новый вид бактерий Methylomirabilis oxyfera, способный использовать метан в качестве источника энергии и получать кислород из окиси азота.

Ученые обнаружили, что геном тли лишен многих фрагментов, отвечающих за важные функции организма, которые насекомые перекладывают на живущих в их организме бактерий, компенсируя недостаток друг у друга определенных генов перераспределением продуктов метаболизма между собой . Этот недостаток настолько велик, что эти два организма не могут жить друг без друга.

Пчелиные волки - хищный вид осы, питающийся пчелами, умеют использовать несколько видов бактерий, с которыми живут в симбиозе, для производства комбинации из девяти антибиотиков в целях защиты собственных личинок от болезней, - что может быть использовано для производства новых лекарственных препаратов.

Технологическое применение результатов научных открытий:

• "Био-батареи" - топливные элементы на основе деятельности бактерий, - питание от отходов;

 

• Бактериалогическая очистка сред, загрязненных нефтью или радиоактивными металлами - например, ураном;

• Бактериальная двигательная система нанороботов для доставки лекарств, ремонта органов, сборки наноструктур;

• Бактерицидный препарат, высвобождающийся именно при той температуре, при которой ативизируется определенная культура бактерий;

• Микроакустическая система для изучения воздействия на бактерии лекарств, поиска средств блокировки жгутиков, препятствия распространению микробов по организму;

• Антибактериальный препарат для лечения туберкулеза, в корне отличный от ранее известных, - за счет подавления производства бактериями необходимого фермента.