books restrictions and countermeasures

الظروف البيئية والتفاعلات الاجتماعية التي تؤثر على التحايل الميكروبي

تعتمد البكتيريا على كمية الحديد لعملياتها البيولوجية. ومع ذلك، يصعب أحيانا الوصول إلى الحديد في بيئات معينة مثل التربة. وقد كونت بعض البكتيريا حوامل الحديد، والجسيمات الخاصة بخياطة الحديد التي تسعى لإعادة الحديد للبكتيريا. حاملة الحديد ليست بالضرورة محددة لمنتجها - في بعض الأحيان فرد آخر يمكن أن يأخذ الجسيمات بدلا من صاحبها. الزائفة المتألقة هي بكتيريا موجودة عادة في التربة. تحت ظروف الحديد المنخفض، (P). المتألقة تنتج حوامل حديد، وتحديدا بيوفيردين، لاسترداد الحديد اللازم للبقاء على قيد الحياة. ومع ذلك، عندما يتوفر الحديد بسهولة، إما من النشر بحرية في البيئة أو حوامل حديد بكتيريا أخرى، (P). عندما توقف المتألقة الإنتاج، يسمح للبكتيريا لتكريس طاقتها نحو النمو. وأظهرت إحدى الدراسات أنه عندما نمت المتألقة (P).

أشارت دراسات أخرى إلى أن سلوك التحايل (P). المتألقة يمكنها قمعه. في دراسة أخرى، تم دراسة سلالتين من المتألقة (P) في التربة وبيئتها الطبيعية. سلالة واحدة، والمعروفة باسم المنتج، أنتجت مستوى أعلى من حوامل الحديد، مما يعني أن سلالة أخرى، والمعروفة باسم غير المنتجين، توقفت إنتاج حامل الحديد لصالح استخدام حوامل الآخرين. على الرغم من أن الفرد يتوقع أن غير المنتج سيؤدي إلى إضعاف المنتج، مثل متألقة (P) و (S) أمبوفاسينس، أظهرت الدراسة أن غير المنتجين لم يتمكنوا من القيام بذلك في ظروف التربة، مما يشير إلى أن السلالتين يمكن أن تتعايشا. وقد أشارت تجارب أخرى إلى أن الوقاية من التحايل هذه قد تكون ناجمة عن تفاعلات مع الميكروبات الأخرى في التربة التي تؤثر على العلاقة أو البنية المكانية للتربة التي تحول دون انتشارها، وبالتالي تحد من قدرة غير المنتجين على استغلال حوامل حديد المنتج.

ضغط الاختيار في البكتيريا

بحكم التعريف، الأفراد يتحايلون للحصول على فوائد لأن نظرائهم غير التحايلاشين لا يحصلوا. كيف يمكن بعد ذلك وجود نظام تعاوني في مواجهة هؤلاء التحايلاشين؟ إجابة واحدة هي أن التحايلاشين في الواقع لديهم انخفاض في الصلاحية بالمقارنة مع غير التحايلاشون. في دراسة قام بها دانديكار وآخرون، فحص الباحثون معدلات البقاء على قيد الحياة من التحايلاشين وغير التحايلاشين في البكتيريا (زائفة زنجارية) في ظل ظروف بيئية متفاوتة. وتستخدم هذه الكائنات الحية الدقيقة  نظاما للاتصالات الخلوية التي تسمى استشعار النصاب التي تكشف الكثافة السكانية وتحث على نسخ الموارد المختلفة عند الحاجة. في هذه الحالة، يتم تقاسم البروتياز التي تفكك مصدر الغذاء مثل الكازين، و هيدرولاز الأدينوسين المستخدم بشكل خاص، الذي يكسر مصدر آخر للأغذية. وتنشأ المشكلة عندما لا يستجيب بعض الأفراد ("التحايلاشون") لإشارات الاستشعار هذه، وبالتالي لا يسهمون في إنتاج البروتيز المكلف بعد، ولكنهم يتمتعون بفوائد تقسيم الموارد.

عندما توضع مجموعات (P) الزنجارية في ظروف النمو حيث يكون التعاون (والاستجابة لإشارة النصاب) مكلفا، يزداد عدد التحايلاشين، وتستنزف الموارد العامة، والتي يمكن أن تؤدي إلى تراجيديا المشاع. ومع ذلك، عندما يتم وضع السكان (P) الزنجارية في ظروف النمو مع نسبة من الأدينوزين، يتم قمع التحايلاشون لأن البكتيريا التي تستجيب لإشارة النصاب تنتج الآن هيدرولاز الأدينوزين التي تستخدم بشكل خاص لأنفسهم لهضم مصدر غذاء الأدينوزين. في المجتمعات البرية حيث وجود الأدينوسين شئ شائع، وهذا هو شرح لكيفية أن الأفراد الذين يتعاونون يمكن أن يكون صلاحيتهم أعلى من تلك التي التحايل، وبالتالي يتم قمع التحايلاشين والحفاظ على التعاون.

الشرطة / العقاب في الحشرات

التحايل أيضا أمر شائع في الحشرات. المجتمعات التي تبدو غريبة وجدت في الحشرات مثل النمل والنحل توفر فرصا كبيرة للتحايلاشين للاستفادة من النظام وتراكم فوائد إضافية على حساب المجتمع.

في بعض الأحيان، تسمى مستعمرة من الحشرات "خارقة" لقدرتها على أخذ خصائص أكبر من تلك التي لمجموع الأفراد. مستعمرة من الحشرات التي مختلف الأفراد المتخصصة لمهام محددة يعني زيادة إنتاج مستعمرة وكفاءة أكبر. وعلاوة على ذلك، استنادا إلى نظرية اختيار الأقارب، فإنه من المفيد بشكل جماعي لجميع الأفراد في المجتمع أن تكون الملكة واضعة البيض بدلا من عمال البيض. وذلك لأنه إذا وضع العمال البيض، فإنه يفيد عامل وضع البيض بشكل فردي، ولكن بقية العمال الآن تم إزالتهم مرتين من ذرية هذا العامل. لذلك، على الرغم من أنه من المفيد لفرد واحد أن يكون ذريته خاصة، فمن المفيد بشكل جماعي أن تكون الملكة واضعة البيض. ولذلك، يوجد نظام من الشرطة العاملة والملكة ضد عمال وضع البيض.