В то время, когда вы идете своим привычным путем вас окружают экзотические существа, которые слишком маленькие чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Обычно мы представляем себе микроорганизмы или микробы как отдельные клетки, вращающиеся вокруг своей оси, но на самом деле микробы собираются миллионами, формируя огромные сообщества, известные как биопленки.

Биопленка.

Естественные биопленки подобны крошечным джунглям, которые населены многими видами микробов всех форм и размеров. Бактерии и археи смешиваются с другими микробами, такими как водоросли, грибы и простейшие, формируя плотные организованные структуры, которые растут почти на всех поверхностях. Когда вы идете по речному дну, пробуете выдержанный сыр с коркой, ухаживайте за почвой в саду или чистите зубы, вы входите в контакт с этими незримыми экосистемами.

Чтобы понять, как появляются биопленки давайте представим, как она развивается на покрытом водой речном камне. Такой тип биопленки может начать образовываться из нескольких бактерий плавающих повсюду водной среде. Клетки используют вращающиеся жгутики, для того чтобы добраться до поверхности камня, которому они прикрепляются с помощью липких отростков.

Затем они начинают вырабатывать внеклеточный матрикс, который удерживает их вместе, в то время как они делятся и размножаются. Вскоре микробная колония вырастает скопление клеток покрываются липкой и похожей на клей оболочкой. Микробные колонии разрастаются, превращаясь в города, а между клетками образуются водные канальцы, что очень напоминает функционирования кровеносной системы, но зачем микробы строят такие сложные сообщества, когда они могут жить в одиночке?

Во-первых, микробы живущих в биопленки закреплены в сравнительно стабильной микросреде, в которой они имеют доступ к ресурсам питательных веществ, кроме того, это более безопасно. В глубокой темной пустыни микробного мира отдельные микробы подвержены серьезному риску. Хищники могут съесть их, иммунная система стремится уничтожить, а также есть физические опасности, такие как выбрасывания на сушу и высыхании. Однако в биопленки внеклеточный матрикс огораживает микроба от внешних опасностей. Биопленка также способствует взаимодействию между отдельными клетками.

Когда микробы находятся в непосредственной близости друг с другом они могут общаться, обмениваться генетической информацией, сотрудничать, а также иметь конкурентные взаимоотношения. Возьмем почву вашем саду - дом для тысяч видов бактерий. Тогда как один вид поселяется на корнях растений его отдельные клетки могут образовывать различные группы, каждый из которых имеет свое предназначение.

Производители матрикса вырабатывают внеклеточную вязкую жидкость, пловцы работают жгутиками и способны передвигаться или мигрировать, а спора образующие превращаются в спящее эндоспоры с толстой оболочкой способный пережить засуху, экстремальные температуры и пагубную радиацию это явление называется разделением труда.

В конечном счете это дает начало сложной системе, сотрудничество, которая сама по себе очень напоминает многоклеточный организм, но так как биопленка часто содержит множество различных микроорганизмов, и они не слишком похожи друг на друга между ними также может возникнуть и конкуренция. Бактерия яростно атакуют своих конкурентов выделяя химические вещества в окружающую среду или применяет жгутики, для того чтобы ввести яд в близлежащие клетки от чего те буквально лопаются. В конце концов, конкуренция всегда возникает из-за ресурсов. Если один вид устраняет другой для него самого остается больше пространства и пищи.

И хотя весь этот драматический жизненный цикл происходит вне поля нашего зрения микробные сообщества приносят человеку и другим живым существам ощутимую, а иногда еще и вкусную пользу. Микробы составляют большую часть биомассы на Земле и играют значительную роль, в рамках глобальной экосистемы поддерживая всех более крупных существ включая нас. Они производят большую часть кислорода, которым мы дышим, очищают загрязнения окружающей среды такие как: разливы нефти, а также они принимают участие в очистке сточных вод, не говоря уже о том, что биопленки — это естественный усилитель аромата многих нам любимых продуктов включая сыр, салями и чайный гриб. И так в следующий раз, когда будете чистить зубы, кусать сыр с коркой, копаться в своем саду или скакать по речным камням всмотритесь так глубоко, как только сможете. Представьте микробный джунгли, окружающие вас, которые только и ждут, чтобы их открыли и исследовали.