The microbial jungles all over the place (and you) - Scott Chimileski and Roberto Kolter

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Roni Ravia

As we walk through our daily environments,

כשאנחנו מהלכים בסביבתנו היומיומית,

we're surrounded by exotic creatures

אנחנו מוקפים ביצורים אקזוטיים

that are too small to see with the naked eye.

שקטנים מכדי לראות בעין בלתי מזויינת.

We usually imagine these microscopic organisms, or microbes,

אנו בד״כ מדמיינים את האורגניזמים המיקרוסקופיים או המיקרובים האלה,

as asocial cells that float around by themselves.

כתאים לא חברותיים שמרחפים להם באויר לבדם.

But in reality, microbes gather by the millions

אבל במציאות, מיקרובים נאספים במליוניהם

to form vast communities known as biofilms.

כדי ליצור קהילות נרחבות שידועות בשם ביופילמים.

Natural biofilms are like miniature jungles

ביופילמים טבעיים הם כמו ג'ונגלים זעירים

filled with many kinds of microbes from across the web of life.

שמלאים בהרבה סוגים של מיקרובים מכל קצותיה של רשת החיים.

Bacteria and archaea mingle with other microbes

חיידקים וארכיאונים מתערבבים עם מיקרובים אחרים

like algae, fungi, and protozoa,

כמו אצות, פטריות, ופרוטוזואות,

forming dense, organized structures that grow on almost any surface.

ויוצרים מבנים צפופים ומאורגנים שגדלים כמעט על כל משטח.

When you pad across a river bottom,

כשאתם צועדים על קרקעית נהר,

touch the rind of an aged cheese,

נוגעים בקליפה של גבינה מיושנת,

tend your garden soil,

מטפלים באדמת גינתכם,

or brush your teeth,

או מצחצים את שינייכם,

you're coming into contact with these invisible ecosystems.

אתם באים במגע עם סביבות המחיה הבלתי נראות האלו.

To see how biofilms come about,

כדי לראות איך ביופילמים נוצרים,

let's watch one as it develops on a submerged river rock.

בואו נצפה בהתפתחותו של ביופילם על סלע בקרקעית הנהר.

This type of biofilm might begin with a few bacteria

סוג זה של ביופילם אולי יתחיל עם כמה חיידקים ספורים

swimming through their liquid environment.

השוחים בסביבתם הנוזלית.

The cells use rotating flagella to propel towards the surface of the rock,

התאים משתמשים בשוטונים מסתובבים כדי להניע עצמם לכיוון הסלע,

which they attach to with the help of sticky appendages.

אליו הם מתחברים בעזרת גפיים דביקות.

Then, they start producing an extracellular matrix

לאחר מכן, הם מתחילים לייצר מטריצה חוץ תאית

that holds them together as they divide and reproduce.

שמחזיקה אותם יחד בזמן שהם מתחלקים ומתרבים.

Before long, microcolonies arise,

עד מהרה, צצות מושבות זעירות,

clusters of cells sheathed in this slimy, glue-like material.

מקבצים של תאים השזורים בחומר הדביק דמוי הג'ל הזה.

Microcolonies grow to become towers,

מושבות זעירות גדלות והופכות למגדלים,

while water channels flow around them,

בעוד זרמי מים זורמים סביבם,

functioning like a basic circulatory system.

ופועלים בדומה למערכת דם פשוטה.

But why do microbes build such complex communities

אבל למה מיקרובים בונים כאלו קהילות מורכבות

when they could live alone?

כשהם יכולים לחיות לבדם?

For one thing, microbes living in a biofilm

סיבה אחת , מיקרובים שחיים בביופילם

are rooted in a relatively stable microenvironment

מושרשים במיקרו סביבה די יציבה

where they may have access to a nutrient source.

בה ייתכן ויש להם גישה למקורות מזון.

There's also safety in numbers.

ישנו גם בטחון כשחיים בתוך קהילה.

Out in the deep, dark wilderness of the microbial world,

בשממה החשוכה והעמוקה של העולם המיקרובי,

isolated microbes face serious risks.

מיקרובים בודדים עומדים בפני סכנות ממשיות.

Predators want to eat them,

טורפים רוצים לאכול אותם,

immune systems seek to destroy them,

מערכות חיסוניות רוצות להשמיד אותם,

and there are physical dangers, too,

ויש גם סיכונים פיזיים,

like running out of water and drying up.

כמו סכנת התייבשות בשל מחסור במים.

However, in a biofilm, the extracellular matrix

בניגוד לכך, בביופילם, המטריצה החוץ תאית

shields microbes from external threats.

מגינה על המיקרובים מאיומים חיצוניים.

Biofilms also enable interactions between individual cells.

ביופילמים גם מאפשרים יחסי גומלין בין תאים בודדים.

When microbes are packed against each other in close proximity,

כשמיקרובים נדחסים בצפיפות גבוהה,

they can communicate,

הם יכולים לתקשר,

exchange genetic information,

להחליף מידע גנטי,

and engage in cooperative and competitive social behaviors.

ולעסוק בפעילויות חברתיות שיתופיות ותחרותיות.

Take the soil in your garden,

קחו לדוגמה את האדמה בגינתכם,

home to thousands of bacterial species.

המשמשת בית לאלפי מיני חיידקים.

As one species colonizes a plant root,

כשמין אחד מתיישב על שורש של צמח,

its individual cells might differentiate into various subpopulations,

התאים הבודדים שלו עשויים להתחלק לתת אוכלוסיות,

each carrying out a specific task.

שכל אחת מהן אחראית על משימה מסויימת.

Matrix producers pump out the extracellular goo,

ייצרני המטריצות דוחפים החוצה את החומר החוץ תאי הדביק,

swimmers assemble flagella and are free to move about or migrate,

השחיינים מרכיבים את השוטונים והם חופשיים לנוע או לנדוד,

and spore-formers produce dormant, tough endospores

ויצרני הנבגים מייצרים נבגים תוך תאיים רדומים וקשוחים

that survive starvation,

ששורדים רעב,

temperature extremes,

טמפרטורות קיצוניות,

and harmful radiation.

וקרינה מזיקה.

This phenomenon is called division of labor.

התופעה הזו נקראת חלוקת עבודה.

Ultimately, it gives rise to a sophisticated system of cooperation

בסופו של דבר, היא מובילה למערכת מורכבת של שיתוף פעולה

that's somewhat like a multicellular organism in itself.

שדומה לא מעט לאורגניזם רב תאי בפני עצמו.

But because biofilms often contain many different microbes

אבל בגלל שביופילמים הרבה פעמים מכילים הרבה מיקרובים שונים

that aren't closely related to each other,

שאינם מקורבים אחד לשני,

interactions can also be competitive.

יחסי הגומלין עלולים גם להיות תחרותיים.

Bacteria launch vicious attacks on their competitors

חיידקים משגרים התקפות אכזריות על המתחרים שלהם

by secreting chemicals into the environment,

על ידי הפרשת כימיקלים לסביבה,

or by deploying molecular spears to inject nearby cells with toxins

או על ידי שימוש בחניתות מולקולריות להזרקת רעלים לתאים שכנים

that literally blow them up.

שממש מפוצצים אותם.

In the end, competition is all about resources.

בסופו של דבר, תחרות היא לשם שליטה על משאבים.

If one species eliminates another,

אם מין אחד מנטרל את האחר,

it keeps more space and food for itself.

הוא משאיר יותר מקום ואוכל בשביל עצמו.

Although this dramatic life cycle occurs beyond the limits of our vision,

למרות שמחזור החיים הדרמטי הזה מתרחש בנסתר מעינינו,

microbial communities provide humans and other species with tangible,

קהילות המיקרובים מספקות לאנשים ולמינים אחרים

and sometimes even delicious, benefits.

תועלות מוחשיות ואף טעימות.

Microbes make up a major fraction of the biomass on Earth

מיקרובים מהווים חלק גדול מהביומסה על כדור הארץ

and play a critical role within the global ecosystem

ומשחקים תפקיד חשוב במערכת האקולוגית הגלובלית

that supports all larger organisms,

שתומכת בכל האורגניזמים הגדולים,

including us.

כולל אותנו.

They produce much of the oxygen we breath,

הם מייצרים הרבה מהחמצן שאנחנו נושמים,

and are recruited to clean up environmental pollution, like oil spills,

ומגוייסים לנקות זיהומים סביבתיים, כמו דליפות נפט,

or to treat our waste water.

או לטפל במי השפכים שלנו.

Not to mention, biofilms are normal and flavor enhancing parts

וגם לבל נשכח שביופילמים מהווים חלק מחומרי הטעם וריח

of many of the foods we enjoy,

של רבים מהמזונות מהם אנחנו נהנים,

including cheese,

כולל גבינה,

salami,

סלאמי,

and kombucha.

וקומבוצ'ה.

So the next time you brush your teeth,

אז בפעם הבאה שאתם מצחצחים שיניים,

bite into that cheese rind,

לוקחים ביס מקליפת הגבינה,

sift through garden soil,

בוחנים את אדמת הגינה,

or skip a river stone,

או פוסחים מעל אבן בנהר,

look as close as you can.

הביטו מקרוב.

Imagine the microbial jungles all around you

דמיינו את הג'ונגלים המיקרוביים סביבכם

waiting to be discovered and explored.

שקוראים לנו לגלות ולחקור אותם.