Les populations bactériennes coopérantes ont plus de chances de survivre dans des habitats changeants, de nouvelles recherches montrent.

Docteur Mauro Mobilia, de l'Université de Leeds, et le professeur Erwin Frey et Karl Wienand, de l'Université Ludwig-Maximilians de Munich, ont des colonies bactériennes modélisées mathématiquement en compétition dans un environnement avec des quantités de ressources fluctuant de manière aléatoire.

leurs découvertes, Publié dans Lettres d'examen physique , ont montré qu'un environnement changeant au hasard peut créer des règles du jeu équitables entre les bactéries égoïstes et les bactéries qui travaillent ensemble.

Comme d'autres communautés biologiques, les collectifs bactériens s'engagent dans des interactions sociales qui favorisent leur survie. Par exemple, les bactéries coopérantes qui produisent et sécrètent des composés qui stimulent la croissance des colonies se trouvent dans de nombreuses populations bactériennes malgré le fait que cela utilise une grande quantité de leur énergie.

Dans un environnement stable, une souche bactérienne qui fait ce sacrifice énergétique s'éteint souvent parce qu'elle ne peut pas se reproduire au même rythme que les bactéries qui "se chargent librement". En utilisant des modèles mathématiques, les chercheurs ont pu simuler des environnements où différentes tailles de communautés de bactéries coopératives et libres devaient rivaliser pour changer de manière aléatoire les niveaux de ressources.

L'étude a montré qu'un passage aléatoire de l'abondance des ressources à la rareté réduit la taille d'une communauté bactérienne, donnant aux bactéries coopérantes une chance de se battre contre leurs rivaux libres.

Co-auteur de l'étude Dr Mobilia, de l'École de mathématiques de Leeds, dit :« En général, les environnements où vous trouvez des bactéries changent constamment. Nos corps, par exemple, avec leurs niveaux d'hormones et de nutriments en constante évolution, fournir un environnement très variable à un certain nombre de micro-organismes.

"L'étude a montré qu'un passage aléatoire de l'abondance des ressources à la rareté réduit la taille d'une communauté bactérienne, donnant aux bactéries coopérantes une chance de se battre contre leurs rivaux en libre-service."

Premier auteur Karl Wienand, un biophysicien de LMU Munich, a déclaré:"Certains comportements coopératifs des bactéries peuvent sembler en contradiction avec l'idée bien connue de" la survie du plus fort ". Les bactéries n'ont pas de cerveau ou de conventions sociales pour imposer la coopération, mais en analysant les effets combinés de l'environnement et de la population sur la survie d'une souche bactérienne, nos modèles montrent qu'un environnement variable permet aux bactéries de surmonter le prix de la coopération."

Les bactéries sont généralement considérées comme des organismes peu sophistiqués, mais il existe des preuves qui montrent que les communautés microbiennes sont des systèmes complexes, avec des bactéries ayant des relations complexes avec leur environnement et entre elles.

Le Dr Mobilia a déclaré:"Davantage de travaux de modélisation sont nécessaires, mais notre approche peut être utilisée pour étudier différents types d'interactions bactériennes et de coopération afin de démêler davantage la vie sociale des bactéries.

« Une meilleure compréhension de la façon dont les bactéries interagissent avec leur environnement pourrait même avoir un impact sur la meilleure façon de cultiver des souches bactériennes et sur la façon de traiter les infections bactériennes. »