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    Paradoxes dans les économies microbiennes

    Crédit :CC0 Domaine Public

    Les microbes peuvent produire de nombreuses ressources métaboliques dont ils ont besoin pour survivre. Mais parce qu'ils ont des parois cellulaires perméables, ces ressources peuvent s'infiltrer dans le milieu environnant. Étant donné que les microbes vivent souvent dans des communautés avec de nombreux autres types de microbes, ils peuvent également absorber les ressources métaboliques que d'autres microbes ont divulguées. Et, ils peuvent répondre à leur environnement, en déplaçant quoi et combien de bien ils produisent eux-mêmes. Dans un sens, cet échange de biens est son propre type d'économie, mais c'est une économie que nous, les humains, ne comprenons pas bien.

    Dans un nouveau papier en Communication Nature , trois chercheurs du Santa Fe Institute décrivent un trio de dynamiques paradoxales qui peuvent survenir dans des économies microbiennes simples. Le document examine un seul type de scénario :un modèle d'autosuffisance dans lequel deux types de microbes produisent des biens qui ont de la valeur à la fois pour eux-mêmes et pour les autres.

    Le premier paradoxe est « la malédiction d'une efficacité accrue ». Cela se produit lorsque l'organisme A est beaucoup plus efficace pour fabriquer un certain métabolite que l'organisme B. L'organisme B n'a aucune incitation, alors, produire ce métabolite, donc ça s'arrête. Par conséquent, L'organisme B peut se reproduire plus rapidement, c'est-à-dire le producteur le plus efficace, Organisme A, constitue finalement une plus petite taille de la population.

    Le deuxième paradoxe est « la malédiction de l'inefficacité diminuée ». Les organismes peuvent devenir meilleurs dans la fabrication d'un bien et la population entière croît alors plus lentement.

    "Cela se produit parce que cela conduit à un manque de spécialisation par lequel un organisme produit à la fois des biens, " dit Eric Libby, Boursier Omidyar du Santa Fe Institute et co-auteur de l'étude. "La communauté dans son ensemble devient alors moins efficace et grandit plus lentement."

    Les deux premiers paradoxes supposent que les deux types cellulaires prennent leurs propres décisions métaboliques indépendamment. La troisième – la « malédiction du contrôle » largement théorique – suppose qu'un microbe peut manipuler l'autre pour qu'il suive une stratégie particulière. Le manipulateur peut dans un premier temps augmenter son pourcentage de la population globale, mais finit par subir des pertes à long terme. « En fonction de la durée d'une association, il peut être plus avantageux de rivaliser avec un autre microbe que de l'exploiter, " écrivent les auteurs.

    Comprendre les paradoxes des économies microbiennes pourrait être important pour approcher les communautés microbiennes modifiées et mieux comprendre les microbiomes. D'un premier coup d'œil à ces systèmes, il peut sembler évident quels microbes bénéficieraient le plus de certaines stratégies de vie dans ces économies métaboliques. Mais regarde, il s'avère, peut tromper.


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