当细菌建立群落时，它们会相互合作，并在几代人之间分享营养。巴塞尔大学的研究人员利用一种新开发的方法首次证明了这一点。这种创新的技术使基因表达的细菌群落的发展过程中的空间和时间的跟踪。

　　在自然界中，细菌通常是群居的。它们共同在我们的肠道中定居，也被称为肠道微生物组，或形成生物膜，如牙菌斑。生活在群体中为个体微生物提供了许多优势。他们更能适应不利的环境条件，征服新的领土，并相互受益。

　　细菌群落的发展是一个高度复杂的过程，细菌形成复杂的三维结构。在《自然微生物学》杂志上发表的最新研究中，巴塞尔大学生物中心的克努特·德雷斯彻教授领导的研究小组详细研究了细菌群群落的发展。

　　他们取得了方法论上的突破，使他们能够同时测量基因表达和在空间和时间上对微生物群落中单个细胞的行为进行成像。

　　“我们使用枯草芽孢杆菌作为模式生物。这种无处不在的细菌也存在于我们的肠道菌群中。研究负责人克努特·德雷斯彻教授解释说:“我们已经发现，这些生活在社区中的细菌，在几代人之间相互合作和互动。”“前几代人为后代储存代谢物。”

　　他们还确定了细菌群中产生和消耗不同代谢物的不同亚群。一个亚群分泌的一些代谢物成为后来在群体发育过程中出现的其他亚群的食物。

　　研究人员结合了最先进的自适应显微镜、基因表达分析、代谢物分析和机器人采样。利用这种创新的方法，研究人员已经能够在精确定义的位置和特定时间同时检查基因表达和细菌行为，并确定细菌分泌的代谢物。因此，细菌群可以分为三个主要区域:群前、中间区域和群中心。然而，这三个区域呈现渐变。

　　根据不同的地区，细菌在外观、特征和行为上有所不同。虽然它们的边缘大多是活动的，但中心的细菌形成了长长的不活动的线，从而形成了3D生物膜。其中一个原因是空间和资源的可用性不同，”第一作者汉娜·杰克尔解释说。

　　“具有不同行为的细菌的空间分布使群落得以扩展，但也隐藏在保护性生物膜中。”这一过程似乎是细菌群落的一种普遍策略，对它们的生存至关重要。

　　这项研究阐明了细菌群落的复杂性和动态，揭示了个体细菌之间的合作相互作用-有利于群落。因此，空间和时间效应在微生物群落的发展和建立中起着核心作用。这项工作的一个里程碑是一项开创性技术的发展，该技术使研究人员能够以前所未有的分辨率获得多细胞过程的全面时空数据。