Bactérias versus antibióticos: um experimento visual

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

O que é "evolução"? Em primeiro lugar, este é um desenvolvimento natural, acompanhado por uma mudança na composição genética e adaptação ao meio ambiente. Em outras palavras, os organismos sofrem mutações graduais para sobreviver em ambientes difíceis.

E agora não estamos falando apenas de animais, mas também das bactérias que nos cercam. Cientistas da Harvard Medical School filmaram um vídeo incrível mostrando a evolução da bactéria E. coli. Nós convidamos você a assistir.

A essência do experimento foi a seguinte: demonstrar como as bactérias se adaptam às difíceis condições ambientais para sua sobrevivência. Para isso, foi criada uma gigantesca placa de Petri retangular medindo 60 x 120 centímetros. A solução nutritiva não era uniforme. A tigela foi dividida em 9 seções retangulares. As duas seções externas continham uma solução nutritiva normal na qual as bactérias podem se multiplicar livremente. Mas em cada seção subsequente, antibióticos foram adicionados, e quanto mais perto a seção estava do meio da tigela, maior era a concentração de antibióticos.

Assim, assim que as bactérias alcançaram a fronteira com a próxima seção, elas não tiveram escolha a não ser evoluir para resistir à ameaça às suas vidas. Novas cepas de bactérias resistentes a antibióticos continuaram a se multiplicar ainda mais, e seção por seção, antigas colônias morreram e novas continuaram a se mover lenta mas seguramente em direção ao centro vitorioso da placa de Petri. Claro, no vídeo você verá uma gravação multiplamente acelerada desse processo, porque todo o experimento levou 11 dias para os cientistas de Harvard.

O experimento tem valor não apenas científico, mas também educacional. O grande espaço da arena MEGA permite a observação visual de mutações e seleção natural durante a propagação da frente da população bacteriana.

À medida que a resistência aos antibióticos continua a aumentar, numerosas linhas evolutivas paralelas emergem na população bacteriana, que diferem no fenótipo e genótipo.

Ao estudar as bactérias na vanguarda e atrás da frente da população bacteriana, os cientistas descobriram várias coisas interessantes. Descobriu-se que a evolução nem sempre é impulsionada por bactérias que são mais resistentes aos antibióticos. Curiosamente, às vezes as linhagens mais resistentes ficam presas atrás das bactérias mais sensíveis. Aparentemente, isso se deve a mutações "prematuras", quando algumas bactérias estão prontas para sobreviver em uma concentração maior de antibiótico, que aparecerá no futuro, mas ainda não apareceu. Em tal situação, bactérias potencialmente mais adaptadas cedem na frente às suas congêneres, que são adaptadas precisamente à concentração real que existe no momento.

Para testar essa teoria, os cientistas pegaram amostras de colônias isoladas de bactérias com mutações "prematuras" e as colocaram à força na frente. Como esperado, eles sobreviveram em condições nas quais a principal frente bacteriana não poderia sobreviver.

Os cientistas também descobriram que uma melhor adaptação a um efeito antibiótico fraco mais tarde acelera a adaptação a concentrações mais altas (foto abaixo). Tudo é como as pessoas que são mais capazes de se adaptar às condições de vida em deterioração se as mudanças ocorrerem de forma gradual e imperceptível.