Bacteriën werken juist samen om te overleven, wat in tegenspraak is met Darwins evolutietheorie.

In de 19e eeuw presenteerde Darwin zijn evolutietheorie. Hierin beschreef hij het principe ‘survival of the fittest’ wat kan worden vertaald als het overleven van de best aangepasten binnen een populatie. “In de klassieke gedachtegang van Darwin gaat het in de natuur allemaal om concurrentie,” legt onderzoeker Søren Johannes Sørensen uit. “De meest geschikte individuen overleven en winnen het van de minder geschikte.” Maar opvallend genoeg gaat dit principe bij bacteriën niet op. “Onze studie onthult dat juist de meest coöperatieve bacteriën overleven,” stelt Sørensen.

Maïskolf
De onderzoekers bestudeerden voor een aantal jaar hoe combinaties bacteriën zich samen gedragen in een afgesloten ruimte. Zo plaatsten ze bijvoorbeeld verschillende bacteriën op een maïskolf. Hier werden ze gedwongen om te ‘vechten’ voor ruimte. Op deze manier konden de onderzoekers bestuderen in welke mate de bacteriën concurreren of juist samenwerken om te overleven. En na het analyseren van vele duizenden combinaties, kwamen de onderzoekers tot een opvallende ontdekking.


Sterk vs zwak
Keer op keer zagen de onderzoekers hetzelfde resultaat: in plaats van dat de sterkste de meeste ruimte opeisen, werd de ruimte juist afgestaan aan de zwakste. Hierdoor konden de kwetsbaarste bacteriën veel beter groeien. Bovendien werden onnodige mechanismen opgeofferd en gedeeld met de buren. En dit had een mooi resultaat. De bacteriën werden namelijk veel beter in het produceren van biofilm; een slijmerige beschermlaag die bacteriën beschermt tegen externe bedreigingen, zoals bijvoorbeeld antibiotica.

Deze infographic legt de belangrijkste bevindingen uit de studie uit. Afbeelding: University of Copenhagen

Samenwerken
Het betekent dat bij bacteriën de groep als geheel belangrijker is dan het individu en dat ze liever samenwerken tegen externe bedreigingen dan dat ze tegen elkaar vechten. Een interessante bevinding. Want deze resultaten zijn in tegenspraak met wat Darwin beschreef in zijn evolutietheorie. “Onze studie toont aan dat bacteriën zich op een gestructureerde manier organiseren, werk verdelen en elkaar zelfs helpen,” concludeert Sørensen. “Dit betekent dat we kunnen achterhalen welke bacteriën precies samenwerken en welke mogelijk van elkaar afhankelijk zijn door te bestuderen wie er vast zit aan wie.”

Elektriciteit
We komen dankzij intensief onderzoek ondertussen steeds meer over bacteriën te weten. Nog niet zo lang gelden ontdekten onderzoekers bijvoorbeeld dat sommige kabelbacteriën net uitzonderlijk goede elektriciteitkabels zijn. Zo zijn ze in staat om stroom over lange afstanden door sterk geleidende kabels te sturen, net zoals wij onze tv en koelkast van stroom voorzien. De ontdekking van de sterk geleidende vezels in de kabelbacteriën is erg opmerkelijk. Zeker als je je bedenkt dat alle bekende biologische materialen (zoals eiwitten, koolhydraten, lipiden of nucleïnezuren) juist zeer slecht geleiden. De nieuw ontdekte vezels openen dan ook de deur naar een tal van mogelijkheden voor nieuwe materialen en technologieën.

Nieuwe functies
Maar dit is nog niet alles. De onderzoekers bekeken ook over welke eigenschappen een bacterie beschikte en welke hij had als hij samen was met andere. En ze ontdekten dat bacteriën als het ware belangrijke eigenschappen in elkaar ‘aanwakkeren’. “Als ze samen zijn, kunnen er plots hele nieuwe functies ontstaan,” zegt Sørensen.


De studie is erg interessant. De ontdekking is namelijke een belangrijke stap in het begrijpen van complexe interacties tussen bacteriën en de ontwikkeling van nieuwe behandelmodellen voor een breed scala aan menselijke ziekten en nieuwe groene technologieën. Op dit moment is de meerderheid in de biotechnologie gebaseerd op afzonderlijke organismen. Maar dit staat in schril contrast met wat er daadwerkelijk in de natuur gebeurt en waar organismen juist samenwerken. “We moeten leren van de natuur en oplossingen introduceren om de enorme potentie van de biotechnologie in de toekomst te benutten,” besluit Sørensen.