Bakteri versus antibiotik: eksperimen visual

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Apa itu "evolusi"? Pertama-tama, ini adalah perkembangan alami, disertai dengan perubahan komposisi genetik dan adaptasi terhadap lingkungan. Dengan kata lain, organisme secara bertahap bermutasi untuk bertahan hidup di lingkungan yang sulit.

Dan sekarang kita tidak hanya berbicara tentang hewan, tetapi juga tentang bakteri yang ada di sekitar kita. Ilmuwan dari Harvard Medical School telah merekam video luar biasa yang menunjukkan kepada kita evolusi bakteri E. coli. Kami mengundang Anda untuk menontonnya.

Inti dari percobaan adalah sebagai berikut: untuk menunjukkan bagaimana bakteri beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang sulit untuk kelangsungan hidup mereka. Untuk ini, cawan Petri persegi panjang raksasa berukuran 60 x 120 sentimeter dibuat. Larutan nutrisi tidak seragam. Mangkuk itu dibagi menjadi 9 bagian persegi panjang. Dua bagian luar berisi larutan nutrisi normal di mana bakteri dapat berkembang biak dengan bebas. Tetapi di setiap bagian berikutnya, antibiotik ditambahkan, dan semakin dekat bagian itu ke tengah mangkuk, semakin tinggi konsentrasi antibiotiknya.

Jadi, begitu bakteri mencapai perbatasan dengan bagian berikutnya, mereka tidak punya pilihan selain berevolusi untuk menahan ancaman terhadap kehidupan mereka. Strain baru bakteri resisten antibiotik terus berkembang biak lebih jauh, sehingga bagian demi bagian, koloni lama mati, dan yang baru terus bergerak perlahan tapi pasti menuju pusat kemenangan cawan Petri. Tentu saja, dalam video Anda akan melihat perekaman yang dipercepat berkali-kali dari proses ini, karena seluruh eksperimen memakan waktu 11 hari bagi para ilmuwan Harvard.

Eksperimen tidak hanya memiliki nilai ilmiah tetapi juga pendidikan. Ruang besar arena MEGA memungkinkan pengamatan visual mutasi dan seleksi alam selama penyebaran populasi bakteri di depan.

Ketika resistensi antibiotik terus meningkat, banyak garis evolusi paralel muncul dalam populasi bakteri, yang berbeda dalam fenotipe dan genotipe.

Dengan mempelajari bakteri di bagian depan dan belakang populasi bakteri, para ilmuwan telah menemukan beberapa hal menarik. Ternyata evolusi tidak selalu didorong oleh bakteri yang paling resisten terhadap antibiotik. Anehnya, terkadang garis keturunan yang paling resisten terjebak di belakang bakteri yang lebih sensitif. Rupanya, ini karena mutasi "prematur", ketika beberapa bakteri siap untuk bertahan hidup dalam konsentrasi antibiotik yang lebih tinggi, yang akan muncul di masa depan, tetapi belum muncul. Dalam situasi seperti itu, bakteri yang berpotensi lebih beradaptasi memberi jalan di depan untuk rekan-rekan mereka, yang disesuaikan secara tepat dengan konsentrasi aktual yang ada saat ini.

Untuk menguji teori ini, para ilmuwan mengambil sampel koloni bakteri yang terisolasi dengan mutasi "prematur" dan secara paksa menempatkannya di depan. Seperti yang diharapkan, mereka bertahan dalam kondisi di mana bagian depan bakteri utama tidak dapat bertahan.

Para ilmuwan juga menemukan bahwa adaptasi yang lebih baik terhadap efek antibiotik yang lemah kemudian mempercepat adaptasi ke konsentrasi yang lebih tinggi (gambar di bawah). Semuanya seperti orang yang lebih mampu beradaptasi dengan kondisi kehidupan yang memburuk jika perubahan terjadi secara bertahap dan tidak terlihat.