Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Biologie

Wat is het evolutionaire voordeel van biofilms?

Biofilms bieden een aanzienlijk evolutionair voordeel voor micro -organismen, wat verschillende belangrijke voordelen biedt:

Bescherming:

* Fysieke barrière: Biofilms fungeren als een beschermend schild tegen omgevingsstressoren zoals uitdroging, antibiotica en immuunreacties van de gastheer. De extracellulaire matrix, samengesteld uit polysachariden, eiwitten en DNA, blokkeert fysiek schadelijke stoffen en beschermt de ingebedde microben.

* Verhoogde resistentie tegen antibiotica: Biofilms kunnen fungeren als een fysieke barrière tegen antibiotica, hun diffusie vertragen en ze minder effectief maken.

* Verminderde gevoeligheid voor desinfectiemiddelen: De extracellulaire matrix kan ook desinfectiemiddelen vangen, waardoor hun effectiviteit tegen de microbiële gemeenschap binnen de biofilm wordt verminderd.

Verbeterde acquisitie van voedingsstoffen:

* Nutriëntenconcentratie: Micro -organismen binnen een biofilm kunnen voedingsstoffen lokaal concentreren, waardoor een gunstige micro -omgeving voor groei en metabolisme ontstaat.

* Nutrient Deling: Verschillende microbiële soorten binnen een biofilm kunnen samenwerken, het uitwisselen van voedingsstoffen en metabolieten, waardoor de algehele overleving wordt verbeterd.

Verhoogde kolonisatie en dispersie:

* Verhoogde kolonisatie: Biofilmvorming stelt microben in staat zich aan oppervlakken te houden, waardoor ze nieuwe omgevingen effectiever kunnen koloniseren.

* verspreiding: Biofilms kunnen individuele cellen vrijgeven, waardoor de verspreiding van microben naar nieuwe locaties wordt vergemakkelijkt en nieuwe gebieden koloniseren.

Verbeterde communicatie en genoverdracht:

* Quorum -detectie: Biofilms stellen microben in staat om te communiceren door quorum -detectie, coördinatie van genexpressie en gedrag, wat de overleving en aanpassing verbetert.

* Horizontale genoverdracht: De nabijheid van microben in een biofilm vergemakkelijkt de uitwisseling van genetisch materiaal, waardoor snelle evolutie en aanpassing aan nieuwe omgevingen mogelijk is.

Andere voordelen:

* Bescherming tegen roofdieren: De biofilmmatrix kan de toegang van roofdieren belemmeren en een veilige haven bieden voor de microbiële gemeenschap.

* Verbeterde bioremediatie: Biofilms kunnen een cruciale rol spelen bij bioremediatie, het afbreken van verontreinigende stoffen en gifstoffen.

Over het algemeen bieden biofilms een opmerkelijk evolutionair voordeel, dat een platform biedt voor verbeterde overleving, aanpassing en kolonisatie, waardoor de fitness van de microbiële gemeenschap uiteindelijk wordt vergroot.