🈳 🌊 ➡️ Introversion: Zufälligkeit innerhalb der Fehlergrenze oder evolutionärer Mechanismus des Artenschutzes? 😹 👨🏾‍🏫 👩🏽‍🔬

„Ein kleines und wehrloses Kalb, das gegen die Herde kämpft, läuft Gefahr, Opfer eines hungrigen Raubtiers zu werden“ - ein ähnlicher Satz ist häufig in Dokumentarfilmen über wild lebende Tiere zu hören. Seine Essenz ist klar - für einige Arten ist es viel einfacher, in einem Team zu überleben als allein. Es ist schwierig, mit einer so einfachen Logik der Natur zu argumentieren, weil soziale Arten sozial sind und in Gruppen leben und überleben. In jeder Gesellschaft, ob Menschen oder einfache Organismen, gibt es jedoch Individuen, die gegen allgemeine soziale Ziele verstoßen und auf ihre eigene Weise handeln. Für uns sind dies Introvertierte - Einzelpersonen, die Menschenmassen nicht besonders mögen, versuchen, sich von Partys, Konzerten und anderen Dingen fernzuhalten. Ein solches Verhalten wird meistens mit Psychologie und Persönlichkeitsmerkmalen einer Person in Verbindung gebracht, aber in freier Wildbahn ist ein solches Verhalten auf etwas mehr zurückzuführen.Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Princeton University (USA) führte eine Studie mit Amöben D. discoideum durch, die normalerweise alleine leben, aber in einigen Situationen Gruppen bilden, die es uns ermöglichen, Aspekte der Introversion und Sozialisation zu untersuchen. Was ist so ungewöhnlich am Verhalten von Amöben, wie wirkt es sich auf die Entwicklung und Erhaltung einer Art aus und wie wichtig sind Einzelgänger für soziale Arten? Die Antworten auf diese Fragen erwarten uns im Bericht der Wissenschaftler. Gehen.

Studienbasis

Angesichts der jüngsten alarmierenden (gelinde gesagt) Ereignisse auf der Welt sind viele von uns bis zu dem einen oder anderen Grad introvertiert geworden, wenn auch erzwungen. Aber selbst in ruhigen Zeiten und selbst in der idealsten Gesellschaft, in der sich alle lieben und respektieren, gab und wird es immer Einzelpersonen geben, die den Abend lieber unter einer Decke mit einem Buch verbringen, als zu einem gesellschaftlichen Ereignis zu gehen. Wir betrachten dieses Verhalten in Bezug auf Psychologie und Psychiatrie. Introversion kann sowohl durch den Charakter einer Person als auch durch ein Ereignis der Vergangenheit verursacht werden, das zur Selbstisolation führte.

Angesichts der Entwicklung nicht nur des Menschen, sondern auch der Technologie braucht unsere Spezies keine Sozialisation mehr auf der Ebene des Überlebens. Mit anderen Worten, eine einzelne Person kann sehr gut überleben, ohne mit anderen Menschen zu kommunizieren, obwohl eine solche Existenz aus psychologischer Sicht wieder in gewissem Maße schwierig sein wird. Viele soziale Arten wie Gnus oder Heringe nutzen jedoch ihre volle Sozialisation aus. Eine große Ansammlung von Individuen verwirrt Raubtiere, ermöglicht es Ihnen, Gefahren oder Nahrung (mehr Individuen - mehr Augen, wie sie sagen) usw. schnell zu erkennen usw.

Es gibt jedoch nichts Perfektes. Selbst unter einer riesigen Herde Gnus, die während der Migration einem einzigen Geist zu unterliegen scheinen, gibt es Individuen, die es vorziehen, unabhängig zu handeln.

Die Forscher selbst führen die Heuschrecken als Beispiel an. Diese Insekten haben zwei Phasen des Sozialverhaltens - Single und Herde. Zu Beginn ihres Lebens überleben Heuschrecken nacheinander und ab einem bestimmten Alter versammeln sie sich in zahlreichen Gruppen (bis zu Millionen und sogar Milliarden von Menschen).

Derzeit findet eine der größten Heuschreckeninvasionen statt, von der mehrere Länder in Afrika und im Nahen Osten betroffen sind.

Studien haben gezeigt, dass sich einige Personen beim Übergang zu reifen Personen keinem Schwarm anschließen. Selbst während der Experimente, als diese Einzelgänger absichtlich mit Gruppen von Verwandten bepflanzt wurden, erwarben sie nicht das Bedürfnis nach Schwärmen.

Auch bei Pflanzen ist ein ähnlicher Trend zu beobachten. Zum Beispiel ist Bambus, der normalerweise massiv blüht und sehr synchron ist, nicht ohne Einzelgänger, die sozusagen nach ihrem Zeitplan blühen.

All diese Beobachtungen lassen die Frage aufkommen, ob die Introversion zufällig ist oder ob es eine versteckte Bedeutung gibt. Vielleicht sind Einzelgänger der unvermeidliche statistische Fehler von Aggregationen von Individuen in großem Maßstab und vielleicht das absichtlich programmierte Verhalten, das einen Backup-Überlebensplan für die gesamte Spezies liefert.

Wissenschaftler stellen fest, dass dem Studium dieser Frage früher nur sehr wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde, da noch keine genauen Antworten auf diese Fragen gegeben wurden. Die wenigen Arbeiten, die dennoch ausgeführt wurden, behaupten, dass Einzelgänger nichts anderes als Unfälle sind. Natürlich stimmen die Autoren der Arbeit, die wir heute betrachten, dem nicht zu, da oft dieselbe Theorie nicht auf verschiedene Arten von Kreaturen angewendet werden kann.

In ihrer Arbeit konzentrierten sich die Wissenschaftler auf die Untersuchung des Verhaltens von Amöben der Dictiostelium-Spezies (Dictyostelium discoideum ). Dieser Organismus hat wie die Heuschrecke zwei Lebensphasen: Single und Herde. Diese Phasen sind auf das Vorhandensein oder Fehlen von Nahrungsmitteln zurückzuführen. D. discoideum

lebt in Boden und Abfall (Laub) von Mischwäldern der gemäßigten Klimazone und ernährt sich von Bakterien. Wenn genügend Nahrung vorhanden ist, halten einzellige Individuen von D. discoideum Abstand voneinander. Wenn das Essen kritisch klein wird, beginnen sie sich miteinander zu verbinden und bilden das ~~Megazord~~wandernde "Herde". Während dieser Zeit findet die Expression von Glykoproteinen und Adenylatcyclase in den Zellen statt. Glykoproteine sorgen für Zell-Zell-Adhäsion (Zelladhäsion zur Bildung eines mehrzelligen Systems), und Adenylatcyclase synthetisiert cAMP (cyclisches Adenosinmonophosphat), das die Zelladhäsion koordiniert, was ein Signal für Zellhunger ist.

Individuen von D. discoideum bilden eine Migrationsschnecke.

Ferner beginnt sich das gebildete System zu erheben, liegt dann auf einer Seite und bildet einen wandernden Schleim - ein mobiles Pseudoplasmodium mit einer Länge von 2 bis 4 mm. Der Körper bewegt sich dort, wo es mehr Licht, Wärme und trockenere Luft gibt. Wenn die Schnecke den optimalen Ort erreicht hat, geht sie in das „Sombrero“ -Stadium über, wenn die vorderen und hinteren Pseudoplasmodiumzellen ihre Plätze wechseln. Die vorderen Zellen bilden den Fruchtkörper mit Sporen an der Spitze, die sich nach der Reifung auflösen.

All dieser erstaunliche Prozess der Wiedergeburt wurde in den letzten siebzig Jahren untersucht, aber denjenigen Personen, die aus irgendeinem Grund nicht an der Bildung eines einzigen mehrzelligen Körpers beteiligt waren, wurde nur sehr wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Natürlich starben solche Einzelgänger unter Bedingungen anhaltenden Hungers, aber wenn es wenig Nahrung gab, existierten sie weiter und teilten sich und bildeten neue Individuen, die später ein mehrzelliges System bilden konnten.

Laut Wissenschaftlern können introvertierte Amöben durchaus bewusste Teilnehmer am Lebenszyklus ihrer Spezies sein, d.h. ein wichtiger Teil der Überlebensstrategien.

Um diese Theorie zu bestätigen, beobachteten die Forscher das Verhalten verschiedener D. discoideum- Stämme , und die Modellierung wurde auch unter Verwendung der erhaltenen Daten durchgeführt.

Forschungsergebnisse

Um festzustellen, ob das Verhalten von Einzelgängern erblich ist und ob ein Potenzial für eine natürliche Selektion besteht, wurde ein experimentelles Protokoll entwickelt, um einzelne Zellen ( 1A und 1B ) zu identifizieren und zu quantifizieren . Dies ermöglichte es, ihre räumliche Verteilung ( 1C ) zu charakterisieren , ihre Dichte ( 1D und 1E ) zu quantifizieren und harte Grenzen für mögliche Messfehler festzulegen.

Bild Nr. 1

In der Studie wurden drei natürliche Stämme verwendet, die an derselben Stelle gesammelt wurden. Dies stellte sicher, dass das beobachtete Verhalten einzelner Stämme kein Laborzuchtfehler war.

Die ersten Beobachtungen zeigten, dass sich einzelne Zellen mit höherer Dichte an den Grenzen des gebildeten mehrzelligen Systems befanden als im Zentrum der Aggregation ( 1C ).

Während wiederholter Experimente unter kontrollierten Bedingungen lag die Dichte der Einzelgänger konstant innerhalb derselben Verteilung ( 1E zugeordnet ). Darüber hinaus variierte die Verteilung einzelner Individuen in einigen Stämmen signifikant in ihrem Mittelwert und ihrer Varianz (vergleiche Stämme NC28.1 und NC85.2 nach 1D ). Dies bestätigt, dass das Verhalten der Trennung von Individuen in Aggregatoren und Einzelgänger vererbt wird.

Um den Prozess der Selbstorganisation zu charakterisieren, der der Trennung zugrunde liegt, muss zunächst festgestellt werden, ob die Entscheidung eines Individuums, an der Aggregation teilzunehmen oder von externen Faktoren allein zu bleiben.

Wenn eine solche "Entscheidungsfindung" seitens der Zelle nicht vom Kontext abhängt (d. H. Ohne externe Signale), sollte die Dichte von Individuen linear mit der Dichte der ursprünglich plattierten Zellen zunehmen (Schicht für Schicht während der Bildung eines mehrzelligen Systems wachsen).

Beobachtungen zeigten jedoch die gegenteilige Situation: Bei niedrigen Anfangsdichten waren die Zellen zu selten (weit voneinander entfernt), daher trat keine Aggregation auf und alle Zellen blieben einzeln. Wenn die Dichte über dem für die Aggregation erforderlichen Niveau lag, wurde dieser Prozess mit zunehmender Effizienz fortgesetzt, und die Dichte der Einzelgänger nahm ab. Überraschenderweise wurden bei hohen anfänglichen Zelldichten die Dichten der Einzelgänger ausgeglichen (sie wurden konstant, ein Plateau auf 1D ).

Als nächstes wurde die Effizienz der Stammaggregation als Wert dieses Plateaus bestimmt: Es wurde festgestellt, dass ein Stamm ein besserer Aggregator als ein anderer ist, wenn das erste Plateau einen niedrigeren Wert als das zweite aufweist. Wenn ein Stamm als bester Aggregator bezeichnet wird, bedeutet dies, dass die meisten seiner Zellen an der Aggregation beteiligt sind. Wenn der Stamm als der schlimmste bezeichnet wird, gibt es unter seinen Zellen viele Einzelgänger.

Experimente mit unterschiedlicher Porosität des Substrats, in dem die experimentellen Individuen lebten, zeigten, dass in einem weniger porösen Substrat die Dichte einzelner Individuen höher ist ( 1E ). Die Porosität beeinflusste auch die Streuung einzelner Individuen.

Beobachtungsdaten zeigen, dass die vererbte Trennung des Aggregators / Einzelgängers von externen Reizen abhängt, insbesondere von abiotischen Faktoren * .

Abiotische Faktoren * - eine Reihe direkter oder indirekter Auswirkungen einer anorganischen Umgebung auf lebende Organismen.

Um den Grad des Einflusses externer Faktoren auf die Bildung der Aggregator / Einzelgänger-Trennung zu bestimmen, wurde ein Modell mit variablen Bedingungen der beabsichtigten Umgebung erstellt.

In Übereinstimmung mit dem Versuchsplan begann die Simulation mit einer Zellpopulation unmittelbar nach der Erschöpfung der Nahrung. Diese Zellen befinden sich in einem voraggregierenden Zustand (P). Angesichts experimenteller Daten, die eine Abnahme der Motilität vegetativer Zellen in zahlreichen Populationen zeigen, wurde vorgeschlagen, dass sich P-Zellen nicht bewegen. P-Zellen emittieren extrazelluläre Signalmoleküle mit stammspezifischer Geschwindigkeit γ.

Das Signal wird mit einem Diffusionskoeffizienten D gestreut und zur Bestimmung des Quorums (minimale Zellpopulation) verwendet, das den stochastischen Übergang zum Aggregationszustand (A) reguliert: Wenn das von der Zelle wahrgenommene Signal die Empfindlichkeitsschwelle überschreitet, geht das Modell davon aus, dass die Zelle eine stammspezifische Wahrscheinlichkeit von eins hat Zeit λ, um eine aggregierende A-Zelle zu werden.

A-Zellen senden weiterhin ein Signal aus und bewegen sich mit einer konstanten spezifischen Geschwindigkeit ν zum Aggregationszentrum. In der Mitte werden die Zellen zu einem mehrzelligen System (M-Zustand) und hören auch auf, sich zu bewegen und ein Signal zu senden.

Wissenschaftler stellen fest, dass ihr Modell absichtlich vereinfacht wurde, da es sich auf die Untersuchung der Verteilung von Zellpopulationen konzentrierte. Das heißt, einige Aspekte des realen Aggregationsprozesses wurden absichtlich übersehen.

Beispielsweise müssen Zellen vor der Aggregation für eine bestimmte Zeit verhungern, durch cyclisches Adenosinmonophosphat (cAMP) erregbar werden (Signal zur Aggregation) und in die Chemotaxis übergehen (Zellbewegung als Reaktion auf einen chemischen Stimulus). Einige dieser Schritte (z. B. Zellmangel) sind irreversibel. Die Verteilung von cAMP und Chemotaxis sind jedoch reversible Prozesse. Die Vereinfachung des Modells besteht darin, alle Stufen zu einem irreversiblen Übergangsprozess vom Voraggregationszustand zum Aggregationszustand (PA-Übergang) zu verbinden. Aufgrund dieser Vereinfachung sind in λ nicht deterministische Faktoren enthalten, die mit all diesen Prozessen verbunden sind und die PA-Übergangszeit beeinflussen können.

Infolge der Stochastizität folgen die Perioden, in denen P-Zellen in den A-Zustand übergehen, einer Verteilung, deren Breite den Synchronisationsgrad im Aggregationsprozess bestimmt. Höhere λ-Werte führen zu engeren Verteilungen und damit zu mehr synchronisierten PA-Übergängen, während niedrigere λ-Werte zu breiteren Verteilungen und einem asynchroneren Prozess führen.

Trotz der angewandten Vergebung kann das resultierende Modell die meisten Eigenschaften der beobachteten Bevölkerungsverteilung ( 1F ) wiederholen .

Die Gesamtdichte von Einzelgängern hängt davon ab, wie schnell P-Zellen in den A-Zustand übergehen, wie schnell sie ohne Quorum (λ / ν) bleiben und wie einfach es ist, ein Quorum aufrechtzuerhalten. Je höher die Rate des λ PA-Übergangs ist, desto weniger Einzelzellen verbleiben, da die P-Zellen, die den Quorumübergang erhalten, synchroner in den A-Zustand übergehen.

Bei der Aggregationsrate ν ist die Situation umgekehrt: Je höher die Aggregationsrate ν ist, desto mehr Einzelgänger verbleiben, da sich A-Zellen schneller entfernen und das Zeitfenster einschränken, in dem P-Zellen das Quorum unterstützen. Mit anderen Worten, Einzelgänger haben keine Zeit, sich den verbleibenden Zellen anzuschließen, die an der Aggregation beteiligt sind.

Bild Nr. 2: Modellaggregationsschema. UND- Bei einer hohen Anfangsdichte erreichen alle P-Zellen das für die Initiierung der Aggregation erforderliche Quorum. B - einige P-Zellen gehen in den A-Zustand über; C - während der A-Zell-Aggregation bleiben einige P-Zellen ohne Quorum und werden einzeln; D - Am Ende des Prozesses bleiben die am weitesten vom Aggregationszentrum entfernten P-Zellen ohne Quorum und bleiben einzeln.

Je weiter die Zelle vom Aggregationszentrum entfernt ist, desto eher bleibt sie ohne Quorum und desto wahrscheinlicher wird sie ein Einzelgänger.

Diese Ergebnisse zeigen, dass einsame D. discoideumkann das Ergebnis der Wechselwirkung zwischen dem Synchronisationsgrad des PA-Übergangs und der Zeit sein, während der das Quorum bestehen bleibt, bevor die A-Zellen in die mehrzellige Phase eintreten.

Es wurde auch gefunden, dass eine geringere Diffusion zu einer höheren Dichte von Einzelzellen führt, da das Signal um die Emitter herum hoch konzentriert bleibt und die Zellen dichter gepackt werden müssen, um das Quorum aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus wirkt sich eine Abnahme des Diffusionskoeffizienten auf die schlechtesten und besten Aggregatoren ( 1G ) aus, da die Diffusionsrate und die Signalausbreitung nicht linear zusammenhängen.

Wenn die Diffusion tatsächlich der Regulator des gesamten Prozesses ist, sollte sich mindestens ein Molekül aus den Zellen, die an der quorumabhängigen Verteilung beteiligt sind, von den anderen abheben. Das heißt, bestimmte Signale von Zellen, die am Aggregator / Einzelgänger-Verteilungsprozess beteiligt sind, sollten die treibende Kraft dieses Prozesses sein (autokrine Signalübertragung, wenn die Zellen auf Substanzen reagieren, die von denselben Zellen freigesetzt werden). Dies können PSF- (Pre-Hunger-Faktor), CMF- (Umweltfaktor) oder PDE- (Phosphodiesterase) Signale sein.

Es ist wichtig zu beachten, dass PSF während der Wachstumsphase freigesetzt wird und CMF im frühen Stadium des Fastens freigesetzt wird. Dementsprechend können Signale in den frühen Phasen des Verteilungsprozesses die wichtigste Rolle für den Fluss spielen. Um diese Theorie zu testen, wurden zwei verschiedene Experimente durchgeführt.

Das erste Experiment war dem in Bild Nr. 1 gezeigten ähnlich, mit der Ausnahme, dass eine dünne Wasserschicht auf die kultivierten Zellen gegeben wurde. Die wässrige Schicht verdampfte über 4 Stunden, konnte aber bis dahin die Diffusion von Signalmolekülen erleichtern.

Wenn die begrenzte Diffusion von Molekülen, die während dieser 4 Stunden des Fastens sekretiert werden, die Bildung einzelner Zellen fördert, wird angenommen, dass die wässrige Schicht die Anzahl der beobachteten Einzelzellen verringert.

Bild 3: Die Auswirkung von Signaländerungen auf die Einzelbildung.

In einem zweiten Experiment ließ man die Zellen in einer Bakteriensuspension wachsen, bis die Ressourcen aufgebraucht waren, wonach sie auf ein Agargel gegeben wurden. Mit dieser Option traten die anfänglichen Reaktionen auf Ressourcenverarmung in einem gut gemischten Medium (d. H. Mit sehr hoher Diffusion von Signalen) auf, und alle in diesem Stadium sekretierten Signalmoleküle sollten alle Zellen gleichmäßig erreicht haben, wodurch ihre Verhaltenskoordination erhöht wurde. Daher wurde erwartet, dass es unter den Zellen, die in den Aggregationszustand übergingen, ein Minimum an Einzelgängern geben würde.

Alle erwarteten Ergebnisse wurden in der Praxis bestätigt, und dies legt nahe, dass der Aggregator / Einzelgänger im Verteilungsprozess nicht nur in den späten Stadien des Fastens, sondern auch in den frühen Stadien des Fastens und noch bevor es beginnt, eine wichtige Rolle spielt. Ein solches Verhalten trennt den Prozess der Bildung von Einzelgängern noch weiter vom Beinamen „zufällig“ und bestätigt die Theorie, dass dieser Prozess von Anfang an programmiert ist und unter allen Bedingungen ablaufen sollte.

Bild Nr. 4: Zellinteraktion während der gemeinsamen Aggregation verschiedener Stämme.

Ein weiterer wichtiger Faktor, der das Verhalten einzelner Zellen beeinflusst, ist der Ursprung benachbarter Zellen, d.h. der Prozess der gemeinsamen Aggregation von Zellen aus verschiedenen Stämmen ( 4A ).

Während des nächsten Experiments wurden zwei Stämme verwendet: NC28.1 (der beste Aggregator) und NC85.2 (der schlechteste Aggregator), die sich unter Fastenbedingungen zusammen entwickelten.

Es wurde gefunden, dass die Gesamtdichte einzelner Individuen in gemischten Stämmen stark von der linearen Kombination abwich (wenn der Stamm nur einer ist), was eine Sigmoidkurve in Grafik 4B zeigt .

Wenn also der beste Aggregator in der Mischung häufiger vorkam (25%: 75%), war die Gesamtzahl der Einzelgänger geringer als durch eine lineare Kombination vorhergesagt. Wenn der schlechteste Aggregator häufiger vorkam (75%: 25%), gab es mehr Einzelpersonen.

Daher interagieren Zellen verschiedener Stämme miteinander und beeinflussen die Aggregation und Bildung von Einzelgängern. Leider war es unmöglich, den Ursprung jeder Zelle experimentell zu bestimmen (um festzustellen, zu welchem Stamm sie gehört), dies konnte jedoch theoretisch durch Modellierung erfolgen.

Berechnungen zeigten, dass das Verhalten der Stämme von den Eigenschaften des anderen abhing: Der beste Aggregator wurde in Gegenwart des schlechtesten Aggregators noch besser und umgekehrt, was den Unterschied zwischen diesen wechselwirkenden Stämmen vergrößerte.

In der Praxis ermöglicht die räumliche Verteilung einzelner Stämme gemischter Stämme die Bewertung ihrer möglichen Zusammensetzung ( 4C und 4D)) Sobald der schlechteste Aggregator Teil der Mischung wird, ist die räumliche Verteilung der gemischten Singles in der Mischung fast identisch mit der des schlechtesten Aggregators und unterscheidet sich stark von der Verteilung des besten Stammes. Dies legt nahe, dass in der Mischung die meisten Einzelgänger genau durch Zellen des schlechtesten Aggregators dargestellt werden.

Wenn die gemeinsame Aggregation einen so signifikanten Einfluss auf die zelluläre Verteilung von Aggregatoren und Einzelgängern hat, sollte die Schleimbildung gleichermaßen stark sein. Und dieser Einfluss kann sich nicht nur in den visuellen Unterschieden des Schleims von einem Stamm oder einer Mischung aus mehreren manifestieren, sondern auch darin, wie die Zellen in diesem System miteinander interagieren.

In der Natur können zwei Stämme, wenn sie gemeinsam aggregiert werden, nicht nur eine Fastenstufe durchlaufen, sondern mehrere, d. H. mehrere vollständige Lebenszyklen gemeinsam durchlaufen und sich ständig vereinen.

Die Simulation einer solchen Situation zeigte zwei mögliche Entwicklungen: Die an der Gelenkaggregation beteiligten Stämme unterscheiden sich voneinander ( 5A ) oder sind einander ähnlicher ( 5B ).

Bild Nr. 5: Konsequenzen der Wechselwirkung zweier Stämme im Entwicklungsprozess.

Um zu bewerten, wie der Prozess der gemeinsamen Aggregation ablaufen kann und welche Konsequenzen dies für die teilnehmenden Stämme haben wird, wurde dem bestehenden Modell eine zusätzliche „Variable“ hinzugefügt - der gegenseitige Wettbewerb von Stämmen um Ressourcen während aufeinanderfolgender Fasten- und Wachstumszyklen.

Simulationen wurden für zwei Stammpaare durchgeführt. Für jedes Paar wurden die Ergebnisse des Mischens und der gemeinsamen Aggregation der beiden Stämme mit einem hypothetischen Szenario verglichen, in dem die beiden Stämme idealerweise getrennt wurden und eine gemeinsame Aggregation vermieden wurden.

Zwischen den beiden Fastenperioden führte das unterschiedliche Überleben von Sporen und Einzelgängern in Kombination mit einer Verzögerung der Sporen beim Verbrauch von Ressourcen zu Änderungen der relativen Anzahl von Stämmen (d. H. Dem Unterschied in der Fitness der Stämme). Unabhängig davon, ob in einem Umfeld eine gemeinsame Aggregation stattfand, gab es eine Wettbewerbsausnahme. Folglich wurde das Ergebnis des Wettbewerbs durch zwei Faktoren bestimmt: Welcher der Stämme ist vorherrschend und wie lange hat es gedauert, bis der verlorene Stamm ausgestorben ist?

Es wurde festgestellt, dass Stämme mit mehr Einzelpersonen wettbewerbsfähiger sind und umgekehrt weniger Einzelpersonen weniger wettbewerbsfähig sind.

In deterministischen Medien war der Gewinnerstamm ebenfalls deterministisch und änderte sich infolge der Gelenkaggregation nicht (Insert bei 5C und5D ); Die Co-Aggregation veränderte jedoch die Zeit bis zum Verlust des Verluststamms (Insert bei 5E und 5F ).

Im Gegensatz dazu gibt es in stochastischen Medien eine Reihe von Medien, in denen der Gewinnerstamm ungewiss ist, und dieser Bereich ändert sich aufgrund der gemeinsamen Aggregation dramatisch ( 5C und 5D ). Wie in deterministischen Medien beeinflusste auch die Co-Aggregation die Zeit bis zum Verschwinden des Verluststamms ( 5E und 5F ).

Daraus folgt, dass die prozentuale Verteilung von Zellen verschiedener Stämme während der Gelenkaggregation direkt beeinflusst, wie der Wettbewerb um Ressourcen zwischen diesen Stämmen fortschreitet.

Unter schwierigen Bedingungen, wenn wenig Nahrung vorhanden ist, ist der Gewinner des Wettbewerbs immer offensichtlich: Wenn Stammpaare über viele Wachstums-Hunger-Zyklen um Ressourcen konkurrieren, verliert der schlechteste Aggregator immer. Aufgrund der Tatsache, dass die Stämme ihr Verhalten bei der Interaktion miteinander ändern, ändert sich jedoch die Zeit bis zum Verschwinden des schlechtesten Aggregators.

In Fällen, in denen sich zwei Stämme trennen, wird der schlechteste Aggregator noch schlechter und produziert daher noch weniger Sporen. Dadurch wird der beste Aggregator noch besser, was zu einer Verkürzung der Zeit führt, bis der schlechteste Aggregator verschwindet.

In Fällen, in denen ein Paar von Stämmen kombiniert wird, wird der schlechteste Aggregator besser und somit nimmt die Produktion seiner Sporen zu, was zu einer Zunahme der Anzahl seiner Zellen im nachfolgenden Wachstumszyklus und folglich zu einer Zunahme der Verschwindungszeit des schlechtesten Aggregators führt.

Um die Nuancen der Studie genauer kennenzulernen, empfehle ich Ihnen, den Bericht von Wissenschaftlern und zusätzliche Materialien zu lesen .

Epilog

In dieser Arbeit untersuchten wir das Verhalten einzelner Zellen von D. discoideum , die es nicht eilig haben, sich mit ihren Verwandten zu einem mehrzelligen System zu vereinen. Ein solches Verhalten kann als destruktiv und sogar gefährlich für seine Initiatoren selbst bezeichnet werden, aber die Ergebnisse von Experimenten und Modellen legen das Gegenteil nahe.

Wenn alle Zellen denselben Weg gehen, der theoretisch zum Tod führen kann, sterben alle zusammen. Wenn ein Teil der Zellen zurückbleibt, haben sie die Möglichkeit, sich zu vermehren und ihre eigene Kolonie zu gründen. Dies ist nichts weiter als eine Risikodiversifikation.

Eine ähnliche Situation wird bei weiter entwickelten Kreaturen beobachtet. Wenn sich eine infektiöse Viruserkrankung unter einer großen Herde Gnus ausbreitet, hilft ihr kollektives Verhalten nur bei der Ausbreitung der Infektion und tötet immer mehr Menschen. Wenn eine bestimmte Anzahl von Individuen weiter von der Hauptherde entfernt bleibt, überleben sie gleichzeitig.

Natürlich gibt es im kollektiven Verhalten viele Vorteile, die nicht einfach aus der Gleichung ausgeschlossen werden können, sondern es gibt Risiken, die auch nicht ignoriert werden können.

Wenn man über diese Studie spricht, ist es schwierig, nicht an die schrecklichen Ereignisse zu denken, die derzeit auf der ganzen Welt geschehen. Unsere Gesellschaft hat in viele Richtungen enorme Höhen erreicht, aber das Vorhandensein eines entwickelten Zentralnervensystems und Jahrtausende der Geschichte kann kein Schutzschild gegen alle möglichen Bedrohungen sein. Ein mikroskopisch kleiner Organismus ohne Gehirn oder greifende Hand hat beschlossen, die Menschheit daran zu erinnern, dass es nicht bedeutet, unverwundbar zu sein, wenn man auf der Spitze der Evolution steht.

Der Kampf geht jedoch weiter. Und jetzt möchte ich unter Bezugnahme auf die Studie, die wir heute untersucht haben, alle (wenn möglich natürlich) einladen, gemeinsam introvertiert zu werden, weil wir auf diese Weise nicht nur uns selbst schützen, sondern auch die bereits harte Arbeit von Ärzten, Wissenschaftlern und Forschern, die dies tun, erheblich vereinfachen können Bekämpfung des Virus.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit, bleiben Sie neugierig, haben Sie eine gute Arbeitswoche, passen Sie auf sich und Ihre Lieben auf.

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