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Bild der Woche

Eine Blüte aus Bakterien

Bakterienblume
(Bild: Liyang Xiong und Lev Tsimring, BioCircuits Institute/UCSD)

Dieses Foto ähnelt einer bunten Blüte. Doch zu sehen sind Kolonien von zwei verschiedenen Bakterienspezies, die sich in dem Nährmedium zu dieser verblüffend blumenähnlichen Form angeordnet haben.

In einem Nährmedium entsteht aus einem mikroskopisch kleinen Bakterium aufgrund seiner schnellen Teilung in kurzer Zeit eine für uns sichtbare Kolonie. Die Bakterien bleiben nach der Zellspaltung miteinander verbunden und bilden so Zellhaufen und verzweigte Zellketten. Je nachdem, ob ein Bakterium sehr beweglich ist oder nicht, entstehen dabei unterschiedlich geformte Bakterienkolonien.

Das belegt auch unser Bild, das Forscher um Liyang Xiong von der University of California in San Diego aufgenommen haben. Dafür kultivierten sie für 48 Stunden zwei verschieden Bakterienarten in der Mitte eines halbfesten Nährmediums, das zu einem Prozent aus Agargel bestand. Die Spezies färbten sie dabei in verschiedenen Farben ein, um ihre Bewegungen und Verteilung nachzuvollziehen.

Eine der Bakterienarten war das im Boden und Wasser vorkommende Acinetobacter baylyi, das sich auf Agarplatten typischerweise mit seinen „Beinen“, den Pili, schnell fortbewegt. Zudem kultivierten die Wissenschaftler das Darmbakterium Escherichia coli, das sich zwar in Flüssigkeiten mit seinen Geißeln schnell bewegen kann, aber nur schwer auf festen Oberflächen.

Das Ergebnis: Die Zellverbände der Spezies ordneten sich von der Mitte der Petrischale aus unterschiedlich an, sodass dieses künstlerische, florale Muster auf unserer Aufnahme entstand. Interessant war jedoch, dass sich die rot gefärbte, bewegliche Acinetobacter-Spezies vorrangig in der Mitte der Petrischale anordnete. Die grün gefärbten Kolibakterien, die in dem halbfesten Nährmedium nur schwer beweglich sind, verteilten sich hingegen verstreut in der Randzone.

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Laut der Forscher könnte diese Verteilung unter anderem damit zusammenhängen, dass die Kolibakterien von den hochbeweglichen Acinetobacter-Zellen „per Anhalter“ mitgenommen wurden und sich so verbreiten konnten. Durch diese Interaktion und auch durch Reibungen zwischen den Bakterien konnten die Kolibakterien scheinbar an den Rand der Petrischale ausweichen, um dort Nährstoffe zu bekommen, spekulieren Xiong und ihre Kollegen.

„Diese Erkenntnisse können uns helfen, die Ursprünge der komplexen Strukturen zu verstehen, die in vielen natürlich vorkommenden Bakteriengemeinschaften beobachtet werden“, resümiert das Forscherteam.

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