В кишечнике может существовать сложный рынок
Экономические теории, используемые на протяжении последних 150 лет для объяснения торговли в обществе, могут помочь раскрыть тайны поведения микробной жизни на Земле. К такому выводу пришли учёные из Claremont Graduate University, Boston University и Columbia University.
Исследование, опубликованное 29 июля в открытом журнале PLOS ONE, даёт новое представление о поведении древнейших и мельчайших форм жизни и создаёт основу для изучения более широких вопросов биологической эволюции и продуктивности.
Авторы работы — профессор экономики Джошуа Тасофф, Майкл Ми из Бостонского университета и Харрис Ван из Колумбийского университета.
«Как экономист, я обычно не экспериментирую с ДНК живых организмов, — сказал Тасофф. — Разработав экономическую модель микробной торговли, мы можем использовать готовые экономические концепции и теории, чтобы лучше понять, как работают эти микробные сообщества».
Микробы — крошечные организмы, невидимые невооружённым глазом, — находятся повсюду: в воздухе, почве и даже внутри человеческого тела. В организме человека бактериальных клеток в 10 раз больше, чем человеческих. Хотя некоторые микробы вызывают болезни, другие необходимы для жизни растений и животных, и человечество не могло бы существовать без них.
Микробы взаимодействуют друг с другом сложными, плохо изученными способами. Значительная часть микробной жизни существует в сложных сообществах, где обмен молекулами и белками жизненно важен для их выживания. Они торгуют этими ресурсами для стимулирования собственного роста, подобно тому как страны обмениваются товарами на современных экономических рынках.
Вдохновившись этим сходством, исследователи применили общую теорию экономического равновесия, объясняющую обмен ресурсами в сложных экономиках, для понимания торговли ресурсами в микробных сообществах.
Учёные экспериментировали с синтетическим консорциумом клеток Escherichia coli. Они манипулировали ДНК клеток, чтобы искусственно изменить скорость производства и экспорта, а затем проверили предсказания теории на рост популяции.
Результаты подтвердили прогнозы команды:
- С увеличением торговли бактериальные сообщества росли быстрее.
- Хотя все микробы выигрывали от торговли, чем больше штамм бактерий экспортировал, тем медленнее он рос по сравнению с штаммом-импортёром.
«Это означает, что виды сталкиваются с компромиссом между более быстрым ростом своего сообщества и увеличением собственной популяции относительно торгового партнёра», — пояснил Тасофф.
Полученные результаты открывают путь для применения других экономических концепций, которые могут улучшить наше понимание микробных и других биологических сообществ.