Proces mikroewolucji obejmuje wszelkie procesy różnicowania, które w konsekwencji prowadzą do powstania nowych jednostek systematycznych (gatunków, ras). Jest on wynikiem zmian na poziomie genetycznym, jak również selekcji naturalnej. Jaką rolę w kształtowaniu środowiska odgrywają określone cechy bakterii? Jak się okazuje całkiem istotną....

Naukowcy z Trinity College Dublin utworzyli  "bio-społeczność", składającą się z określonych  mikroorganizmów. Do tego celu wykorzystano następujące gatunki bakterii: Bacillus subtilis, Aeromonas sp., Klebsiella sp. i Serratia marcescens, jak również gatunki należące do królestwa Protista: Paramecium caudatum, P. aurelia i Colpidium sp. oraz Didinium nasutum - "szczytowy" gatunek drapieżny badanego łańcucha troficznego (ang. apex predator). Biofilm bakteryjny był modyfikowany poprzez delecje w genach regulatorowych B. subtilis (sinI i sinR), które wpływają na prawidłowe tworzenie hodowli bakteryjnej.

Następnie, naukowcy badali jaki wpływ ma uzyskany w ten sposób fenotyp na strukturę układu mikroorganizmów. Eksperymenty wykazały, że mutacja w pojedynczym genie jednego z gatunków  może mieć ogromne znaczenie w kontekście wzajemnych oddziaływań całej wielogatunkowej populacji mikrobiologicznej. Zaobserwowano, że zmieniony fenotyp powodował utratę gatunku Didinium nasutum w utworzonej "bio-społeczności". Dla dynamiki ekosystemów niezwykle ważne są zatem nie tylko oddziaływania troficzne, ale również wewnątrzgatunkowa zmienność genetyczna. Wyniki eksperymentów opublikowano w pracy "Single gene locus changes perturb complex microbial communities as much as apex predator loss" w czasopiśmie Nature Communications.

– Wiemy, że drapieżniki - poprzez kontrolę liczby i różnorodności innych gatunków w sieci pokarmowej - są niezwykle ważne w kształtowaniu struktury ekosystemu. To niesamowite, że przez małą zmianę genetyczną mutanty mogą doprowadzić do takich zmian w "bio-społeczności", jak wymarcie drapieżnika - mówi dr Ian Donohue z Trinity College Dublin.

Gatunki wykorzystane w doświadczeniach występują zarówno w środowiskach glebowych, jak i wodnych. A zatem, uzyskane rezultaty wskazują, że poprzez zmiany w genach jednego z gatunków można doprowadzić do zmian w obrębie całych ekosystemów, nie tylko na poziomie mikroorganizmów, ale też takich, jak jeziora czy lasy. Mikroewolucja może być  ważnym, choć często pomijanym, czynnikiem kształtującym odpowiedź "bio-społeczności" na zmiany środowiska.

– Biorąc pod uwagę fakt, że również w organizmach zwierzęcych, w tym ludzkim, powstają biofilmy bakteryjne oparte o skomplikowane zależności pomiędzy poszczególnymi gatunkami, nie można wykluczyć, że pojawienie się mutacji genetycznych w obrębienie jednego z nich będzie miało wpływ na rozwój pozostałych - zwraca uwagę dr Marta Kicia z Katedry Biologii i Parazytologii Lekarskiej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu - Być może zatem należy rozważyć wpływ mikroewolucji również na kształtowanie się zależności w niniejszych strukturach.

Czy zatem kreuje się nowy trend w badaniach biomedycznych? Z pewnością wkrótce się okaże...