A capa da revista
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Então um dia você chega no lab e se depara com a seguinte cena:
Sim… você encontra uma capa de revista no quadro de avisos. Você faz o que? Vai olhar pra ver o que é, claro!
Então você olha de perto, abre a folha, olha a contra capa… E o que você descobre?
NADA!
Era só a capa da revista. Não tinha índice, não tinha nada que indicasse o motivo dela estar ali. Fui então perguntar para o pessoal do lab o que era aquilo: ninguém sabia…
Resolvi tirar a minha dúvida (e a de todo mundo que estava no laboratório naquela hora) e perguntei ao professor. Descoberto o motivo, escrevi um bilhetinho para avisar os desavisados. Ficou curioso? Olha o bilhetinho que eu!!!
Pessoal, este é o volume da revista na qual o artigo da Fabs foi publicado. Aí você deve estar se perguntando: por que colocar a capa da revista e não a primeira página do artigo? A resposta é simples: tá vendo estas fotos na capa? Então, são do artigo da Fabs! Legal, né!?
(E não, bilhetes de laboratório não precisam ser chatos e formais)
É claro que eu também não deixaria de comentar o que são as fotos. Dá só uma olhadinha…
As imagens são de microscopia eletrônica do intestino delgado de camundongos “germ-free” que:
A) foram desafiados com Salmonella. Repare como a bactéria está dispersa pela mucosa.
C) os animais foram tratados com um probiótico (Saccharomyces boulardii) comercial e desafiados com Samonella.Reparem que a bactéria tende a se ligar na levedeura ao invés de se ligar no intestino dos camundongos.
B) aqui, utilizamos uma linhagem da levedura S. cerevisiae isolada da produção de cachaça como probiótico. Os resultados com essa levedura foram semelhantes aos apresentados pelo probiótico comercial.
A ideia é conseguir no futuro transformar essa levedura em produto para que possamos ter aqui no Brasil um produto nacional tão eficiente quando o outro que já está estabelecido comercialmente, e que tenha um custo significativamente mais baixo!
Menos… Bem menos… Quase nada!
Você já se perguntou quantos microrganismos existem no planeta Terra? Pode ser que você nunca tenha se feito esse questionamento, mas tem gente que já fez… E é sobre isso que vamos falar aqui hoje!
Já falei algumas vezes aqui mesmo no blog que temos cerca de 10 vezes mais bactérias no nosso corpo do que o número de células humanas! Isso só é possível porque esses microrganismos são muito menores que uma célula humana… Com isso, 10^14 células microbianas estão espalhadas por nosso corpo e pesam cerca de 1,5 kg. A interação entre o hospedeiro e sua microbiota associada é tão intensa que alguns autores sugerem o termo superorganismo para se referir a esse complexo biológico! Estamos agora numa fase de tentar descobrir quais são esses microrganismo que compõem essa microbiota para assim conseguirmos entender um pouco melhor essas relações – é o que chamamos de projeto microbioma humano. Esse nome provavelmente não deve soar muito estranho… Se você fez uma associação com o projeto genoma humano, a ideia é mais ou menos essa, mas ao invés dos genes humanos estamos falando de genes microbianos!
Pois bem… Imagine agora se os cientistas não satisfeitos em descobrir quais micróbios habitam nosso corpo resolvessem tentar descobrir a diversidade de microrganismos que habitam o nosso planeta… Pois então, eles estão fazendo isso!
Um grupo de geomicrobiologistas da Universidade de Potsdam (Alemanha), estudando a microbiota de sedimentos marinhos, desenvolveu um modelo acurado para verificar a distribuição desses microrganismos. O artigo foi publicado conceituada PNAS (27/08/12) e os resultados são bem surpreendentes.
Estimativas antigas, mas não tão antigas assim (Whitman et al, 1998) sugeriam que deveria haver cerca de 35.5×10^29 microrganismos no solo oceânico. Esses valores são incrivelmente contrastantes com os encontrados por Kallmeyer e colaboradores…
Quer saber quanto? Bem pense em menos… Bem menos… Quase nada!
Tudo bem, eu admito, 2.9×10^29 não é “quase nada”… Mas veja bem… Esse valor, apesar de gigantesco, representa apenas 8% da estimativa anterior! Mesmo assim, seriam cerca de 10 milhões de trilhões de micróbios para cada humano no planeta [e corresponderia a ~0,6% da biomassa total da Terra]. Pare e reflita sobre isso!
Projetando a nível global (não só os oceanos), eles sugerem que haveria uma redução de 50%-78% no número de microrganismos (de 41,8-64,3×10^29 para 9.2-21,7×10^29 células).
É aquele negócio… esses números são quase nada comparada aos valores de 1998, mas continuam sendo números exorbitantemente grandes!
Atualização (31/09): É claro que uma alteração tão drástica no número de células microbianas impactaria as estimativas da biomassa total da Terra. Os autores sugerem que haveria uma redução de 915-1.108 Pg de carbono, para 614-827 Pg de C [uma média de (713 Pg)]. Só pra constar, um petagrama (Pg) equivale a 10^15 g.
Jens Kallmeyer, Robert Pockalny, Rishi Ram Adhikari, David C. Smith, & Steven D’Hondt (2012). Global distribution of microbial abundance and
biomass in subseafloor sediment PNAS DOI: 10.1073/pnas.1203849109
A bactéria na alga no crustáceo
Esse GIF simplesmente fantástico é composto por imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV). De início vemos um anfípodo, um pequeno crustáceo… Então vamos nos aproximando mais… mais… mais… e temos uma diatomácea, um tipo de alga. E não paramos por aí! A aproximação continua mais… mais… mais.. mais… e mais um pouquinho e o que é aquilo na alga? Sim, meus queridos, uma bactéria!
The Best GIF ever, não é não!?
Onde você teria imaginado que um único GIF poderia conter um anfípodo, uma alga e uma bactéria juntos?
Ah!!! Reparou na escala que vai se ajustando no canto inferior direito? Ela vai de 1mm a 500nm!
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Foi uma dica do vizinho Carlos Hotta!
O GIF foi feito por James Tyrwhitt-Drake da University of Victoria.
O post original você vê aqui!
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MICRO-OLIMPÍADAS 2012: mergulho e olimpíadas de inverno
Chegamos ao fim das nossas postagens sobre as olimpíadas microbianas… Uma nota rápida para podermos falar quem levou o ouro para casa nas duas últimas provas.
MERGULHO
Nesta prova os competidores ganhavam pontos pela profundidade e beleza do mergulho. A bactéria que pendurou (oi?) a medalha de ouro foi a fluorescente Photobacterium phosphorium. Depois de treinarem muito para conseguir falar o nome da vencedora, os juízes explicaram os motivos da escolha: além de emitir brilho próprio, o que leva a um belíssimo espetáculo no fundo do oceano, o microrganismo ainda deixa iluminado seu hospedeiro, um peixe de águas profundas… Muito profundas! Aplausos para o vencedor!
OLIMPÍADAS DE INVERNO
Para nós que vivemos em um país tropical, as provas de inverno soam bastante curiosas. Nessa competição os microrganimos foram testados ao máximo – ou melhor, ao mínimo. Sim, queridos leitores, aqui o vencedor é aquela bactéria que conseguir demonstrar que merece, de verdade, o título de psicrófila. Os competidores vieram de pontos bem gelados, do gelo antártico e dos permafrosts siberianos. Após uma competição muito apertada, quem foi pra casa com uma medalha de ouro, digo, com três medalhas de ouro, foi a Colwellia psychrerythraea linhagem 34H. Por que ela venceu? Consegue se multiplicar a -12ºC, se mover a -10ºC e manter suas enzimas ativas a -20ºC. Tá bom ou quer menos?
PALAVRAS FINAIS
As olimpíadas de 2012 se despedem, mas deixam um gostinho de quero mais. Não podemos esquecer que em quatro anos as provas serão sediadas aqui em Brasil! Novos competidores? Novas provas? Vamos, gente, comecem a treinar seus microrganismo para não fazermos feio nas próximas olimpíadas!
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Merry Youle, Forest Rohwer, Apollo Stacy, Marvin Whiteley, Bradley C. Steel, Nicolas J. Delalez, Ashley L. Nord, Richard M. Berry, Judith P. Armitage, Sophien Kamoun, Saskia Hogenhout, Stephen P. Diggle, James Gurney, Eric J. G. Pollitt, Antje Boetius, & S. Craig Cary (2012). The Microbial Olympics Nature Reviews Microbiology, 10, 583-588
MICRO-OLIMPÍADAS 2012 – Lançamento de moléculas efetoras
E continuando a nossa cobertura das micro-olimpíadas 2012…
Microrganismos são capazes de liberar moléculas efetoras capazes de modular as respostas dos hospedeiros e, assim, facilitarem os processos de colonização e dispersão. Essas moléculas podem agir localmente ou bem distante da célula microbiana. Nesta competição, o vencedor será o patógeno animal ou vegetal que conseguir propelir mais longe seus efetores.
Apenas quatro competidores:
O primeiro competidor é Magnaporthe oryzae: fungo responsável por uma doença altamente destrutiva de plantações de arroz. Após penetrar no tecido vegetal, o fungo libera seus efetores que se movem pela planta via plasmodesmos.
Em seguida foi a vez de Haptoglossa mirabilis mostrar a que veio – mas esse fungo foi desclassificado por utilizar de uma arma para lançar seus efetores.
O terceiro competidor é a bactéria Gram-positivo e em forma de bastonete Clostridium botulinum. Secretando a poderosa toxina botulínica, uma neurotoxina que quando ingerida por humanos (e outros animais) causa um quadro de paralisia. A exposição pode tanto pela infecção bacteriana quanto pela ingestão de alimento contaminado. Assim, a toxina se move pelo corpo do hospedeiro e para longe da bactéria. A toxina é ainda utilizada para procedimentos médicos e estéticos (botox) – o que faz do clostrídio um forte candidato ao ouro.
Por fim, Puccina monoica, o fungo da ferrugem. Após a infecção, o fungo induz a produção de estruturas semelhantes a flores de Boechera e liberam uma substância odorífera. Esses efetores voláteis, são atrativos para insetos que possuem participação essencial no ciclo reprodutivo sexual do fungo. Esses efetores dispersam-se a longas distâncias, as distâncias mais longas da competição!
Assim, sem sombra de dúvidas e apesar da cor de ferrugem, quem leva o outro é o Puccina. O Clostridium fica com a prata e Magnaporthe fica com o bronze!
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Merry Youle, Forest Rohwer, Apollo Stacy, Marvin Whiteley, Bradley C. Steel, Nicolas J. Delalez, Ashley L. Nord, Richard M. Berry, Judith P. Armitage, Sophien Kamoun, Saskia Hogenhout, Stephen P. Diggle, James Gurney, Eric J. G. Pollitt, Antje Boetius, & S. Craig Cary (2012). The Microbial Olympics Nature Reviews Microbiology, 10, 583-588
Se sujar faz bem?
A imunologia e a microbiologia são duas disciplinas que andam de mãos dadas. No início da década de 1990 começou-se a falar na “Hipótese da Higiene” (HH), que embasada por dados epidemiológicos indicava uma maior prevalência de doenças auto-imunes e inflamatórias nos países mais desenvolvidos, onde as taxas de sanitização são melhores… – a mesma relação estabelecida entre países desenvolvidos e subdesenvolvidos pode ser observada quando consideramos áreas urbanizadas e rurais, e o motivo é o mesmo: na área rural o cuidado com a higiene costuma ser menor.
Então quer dizer que quanto mais anti-higiênico nós formos, melhor?
O Cascão está certo!?
Bem, não é bem assim… Porém, a importância de se entrar em contato com microrganismos desde a tenra idade (o que é uma das ideias centrais da HH) ganhou força com um estudo publicado na Science do dia 27 de abril de 2012.
Considerado como um “dos estudos sobre mecanismos mais rigorosos da área como há muito tempo não se via“, pelo microbiologista Sarkis Mazmanian, o paper consiste na comparação da susceptibilidade de camundongos isentos de germes (germ-free, GF) e livres de patógenos específicos (specific pathogen free, SPF) a duas doenças de caráter imunológico: colite e asma.
Os resultados mostraram uma maior susceptibilidade dos GF a essas doenças. Essa comparação não é completa e poderíamos pensar: mas será que se reestabelecermos a microbiota nesses animais GF conseguíamos reduzir o quadro citado anteriormente?
E foi isso que os autores fizeram, e de duas formas diferentes.
Na primeira, eles colonizaram GF recém-nascidos, e observaram redução no desenvolvimento das doenças (semelhante aos SPF). Na segunda forma de colonização, GF adultos foram colonizados e os animais continuaram a desenvolver as doenças com o mesmo perfil dos animais GF.
EXPLICAÇÃO IMUNOLÓGICA
Essas diferenças estão relacionadas a um tipo específico de células (invariant natural killer T cell, iNKT) que está aumentada no intestino e nos pulmões dos animais GF – e diminuída nos SPF e nos GF-colonizados precocemente; porém permanecem em quantidades elevadas mesmo quando os GF já adultos são colonizados. Os pesquisadores mostram, ainda, que o aumento dessas células está relacionado a um aumento na quimiocina pró-inflamatória CXCL16 (promove o acúmulo de células iNKT), que tem sua expressão aumentada na ausência da microbiota! O que exatamente leva a essa regulação ainda não é conhecido, podem ser microrganismos específicos ou moléculas produzidas por eles. E esse deverá ser o alvo dos próximos estudos: descobrir quais microrganismos seriam essenciais para uma correta maturação do sistema imunológico.
Resumindo…
Mas então isso significa que temos que deixar nossa higiene de lado? Não… dentre as principais causas de mortalidade infantil está a diarreia, que pode ser causada por muitas bactérias, dentre elas o Vibrio cholerae, a Shigella e a Salmonella (que também pode causar a febre tifoide). A transmissão desses patógenos é muito mais fácil em ambientes com baixa sanitização, e o que vemos é um elevado numero de mortes por esses patógenos nos países subdesenvolvidos.
E como fica a HH? Na verdade, aqui falamos da importância da aquisição de uma microbiota saudável… Essa aquisição ocorre a partir da hora do parto, e por meio do contato com os cuidadores (a mãe, por exemplo). Nos países desenvolvidos, porém, o excesso de higiene poderia estar provocando uma diminuição da diversidade dos microrganismos que são adquiridos pelo neonato e, como já foi dito, a presença de microrganismos específicos poderia estar relacionada à correta maturação do sistema imunológico.
Com a elucidação do microbioma humano estamos descobrindo nos grupos de bactéria que nem imaginávamos fazer parte desse ecossistema. Assim, não é de se estranhar, também que funções desconhecidas de microrganismos conhecidos ainda estejam por serem elucidadas.
A meu ver, a grande questão não é que se sujar faz bem (pode ser até perigoso), mas que o *excesso* de higiene pode fazer mal!
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Torsten Olszak, Dingding An, Sebastian Zeissig, Miguel Pinilla Vera, Julia Richter, Andre Franke, Jonathan N. Glickman, Reiner Siebert, Rebecca M. Baron, Dennis L. Kasper, & Richard S. Blumberg (2012). Microbial Exposure During Early Life Has Persistent Effects on Natural Killer T Cell Function Science, 336 (6080), 489-493 DOI: 10.1126/science.1219328
Microrganismo de sexta: homenagem a um desenho animado! Pode isso Arnaldo?
Pode soar estranho, mas resolveram homenagear o desenho animado Bob Esponja Calça Quadrada (Spongebob Squarepants) colocando esse nome em uma espécie de fungo! Acho que nem preciso falar mais nada sobre o motivo da escolha do microrganismo desta sexta!
Senhoras e senhores e desenhos animados… Com vocês o…
Spongiforma squarepantsii
O nome foi escolhido pois esse cogumelo se assemelha mais a uma típica esponja do que a um cogumelo… Além disso, ele pode ser espremido como uma esponja voltando à sua forma original. Esta é a segunda espécie do gênero Spongiforma e segundo os autores “sua forma estranha é diferente de qualquer coisa conhecida”.
Mas a semelhança entre o fungo e o Bob Esponja não é limitada a forma de ambos, meus queridos leitores…
O cogumelo tem cheiro de fruta e o personagem vive em um abacaxi. Quando visto ao microscópio, o cogumelo tem uma textura que lembra as esponjas que cobrem o fundo do mar nos desenhos do Bob Esponja – até mesmo os esporos desses fungos se parecem com esponjas!!!!!
Mas voltemos a pergunta do título… Homenagear um desenho animado, pode isso, Arnaldo?
Acho que o Arnaldo não pode ajudar nessa, mas os editores do jornal onde o paper foi publicado rejeitaram inicialmente o nome que seria frívolo. Os autores foram persistentes (seriam brasileiros que não desistem nunca?) e resultado foi esse: conseguiram chamar atenção para uma nova espécie e, também, para a biodiversidade ainda desconhecida das florestas (aposto você pensou que era um cogumelo marinho!).
Esse microrganismo foi uma sugestão do biólogo Felipe Beijamini, que escreve no blog “Sonhos do Neuro”.
As informações foram retiradas do site do IIES (International Institute for Species Exploration), da Universidade do Estado do Arizona, nos E.U.A. que faz uma seleção anual dentre as sugestões enviadas e faz uma lista, um TOP-10 de novas espécies. O microrganismo de hoje faz parte da lista de 1012.
Em fevereiro deste ano, comentei sobre a lista de 2011. Se você não viu, é só clicar >> Sobre o fungo do mar… além da bactéria do navio e do fungo que brilha, é claro!
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Microrganismo de Sexta: uma bactéria voraz
Desde quando descobri essa bactéria que venho procurando uma oportunidade para mostra-lá aqui no blog. Achei tão curioso o que ela faz que decidi que ela merecia um post pomposo – e com isso fui adiando, adiando e ela nunca apareceu. Mas então, recebi uma sugestão de um leitor do blog, o Marcos Martinelli (graduando em biologia na UFES), para colocar essa mesma bactéria na seção “Micorganismo de Sexta”. Já agradecendo ao Marcos, é com grande entusiasmo que digo: senhoras e senhores, com vocês…
Bdellovibrio bacteriovorus
Mas o que ela tem de mais para estar aparecendo aqui no blog?
Fora o fato de que essa bactéria Gram-negativo, bem pequenina (a Bdellovibrio possui um quinto do tamanho e seu genoma é cerca da metade do de uma E. coli) e em forma de vírgula está entre as bactérias mais rápidas já descritas, ela tem um hábito digamos, peculiar: ela preda outras bactérias.
Olha de novo o nome dela: Bdellovibrio bacteriovorus. Bdella vem do grego e significa sanguessuga, o que em uma tradução seria algo como vibrião sanguessuga que se alimenta de outras bactérias! E é isso que acontece, ela utiliza os componentes citoplasmaticos de seus hospedeiros como nutrientes, obtendo sua energia a partir da oxidação de aminoacidos e acetato. Essa bactéria vive livremente em solo e na água (inclusive em ambientes marinhos), mas só consegue se multiplicar no interior de outras bacterias.
Existem pelo menos mais duas especies de bactérias predadoras na natureza, mas elas infectam apenas linhagens ambientais (p.ex. bactérias fotossintéticas). B. bacteriovorous, por outro lado, é capaz de infectar tanto patógenos de plantas como as enterobactérias presentes no intestino de mamíferos. Isso significaria que essa bactéria poderia ter uma variedade de aplicações que passam pela medicina e pela segurança de alimentos. Em tempo, essa bactéria não é capaz de infectar células humana, o que possibilitaria, inclusive, o uso da própria célula microbiana viva como um agente terapêutico – seria um novo tipo de probiótico?!
O mais curioso dessa predadora, é a sua forma de ataque que é bastante singular: após se aderir à membrana externa da parede celular de bactérias Gram-negativo, ela se instala no espaço periplasmático (a região entre as membranas externa e interna). Ali ela cresce e se multiplica até romper o hospedeiro e ser liberado para o ambiente. Esse ciclo dura de 3 a 4 horas. E, ao que tudo indica, não há transferência horizontal de genes entre a presa e o predador!
Como já disse, esta não é a única espécie de bactéria predadora. Inclusive, acho bem divertidos os nomes que foram dados para elas, olha só: Vampirovibro e Bacteriovorax.
Hampton T (2004). Researchers eye “predatory” bacterium for novel antimicrobial strategies. JAMA : the journal of the American Medical Association, 291 (10), 1188-9 PMID: 15010430
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Microrganismo de Sexta: quero ver você pronunciar o nome dele!
Desde que cursei a disciplina de “Bacteriologia de Anaeróbios”, quando escutei o nome dessa bactéria pela primeira vez, que essa bactéria não sai da minha cabeça… Não só por seu nome (estranho e praticamente inpossível de ser pronunciado logo de cara), mas também por seu peculiar aspecto ao crescer em um meio de cultura. Essa bactéria é frequentemente isolada na microbiota oral e uma das principais responsáveis pelas doenças periodontais.
Senhoras e senhores, apresento-lhes o…
Aggregatibacter actinomycetemcomitans
- mas você pode chamá-lo, carinhosamente, de “Aa”!
Fonte: Derren Ready, Wellcome Images
ps: A nomenclatura dessa bactéria sofreu alterações há alguns poucos anos. Antes ela era incluída no gênero Actinobacillus. O epíteto específico foi mantido.
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Ninguém quer ficar com ela: a Rainha Negra
Ninguém quer ficar com ela…
Ela: a rainha de espadas – a rainha negra!
Pelo menos essa é a ideia por trás do jogo “copas” e que foi incorporada como base para uma nova hipótese evolutiva. No jogo, o objetivo é evitar ficar com a rainha de espadas e assim ganhar mais pontos!
Geralmente associa-se a evolução dos organismos a uma maior complexidade estrutural e genomica. Sabemos porém que isso não é verdade, em muito casos, principalmente naqueles de relação simbiótica muito intima acontece a redução genomica , pois um organismo passa a se aproveitar das facilidades que o outro pode fornecer (isso é comumente observado nos parasitas). A Hipótese da Rainha Negra (Black Queen Hypothesis), porém, busca explicar casos de redução do genoma de organismos de vida livre. Assume-se, então, que a evolução levou a alguns desses microrganismos a perderem genes essenciais à sua sobrevivência, pois existiriam outras espécies ao seu redor capazes de de assumir essa função. A idéia é relativamente simples e vem preencher algumas lacunas importantes, principalmente no quesito “ecologia microbiana”.
Os autores do trabalho estudaram a cianobacteria Prochlorococcus, um procarioto marinho considerado um dos principais seres fotossintetizantes do fitoplâncton – mas que é extremamente difícil de crescer em cultura pura no laboratório. Isso acontece porque esses microrganismos são muito sensíveis ao que denominamos espécies reativas do oxigênio (como, por exemplo, o peróxido de hidrogênio). Mas no oceano, como você deve estar imaginando, ela se aproveita da “boa vontade” de outras bactérias que removem essa substância do ambiente para sobreviver.
Quando análises genômicas foram feitas, o que se observou é que Prochlorococcus já foi capaz de produzir a catalase-peroxidase (enzima que degrada o peróxido de hidrogênio, protegendo, assim, o microrganismo), mas pelo jeito, a manutenção dessa função era muito custosa e como se fosse uma rainha de espadas, ela foi descartada. A vantagem disso envolve economia de energia, e esta pode ser usada, por exemplo, para a multiplicação! Porém, ao mesmo tempo, vemos como essa dependência torna essas espécies mais vulneráveis.
Como falei mais acima, o conhecimento de que bactérias de vida livre podem estabelecer relações de dependência com outros membros da comunidade poderia explicar, pelo menos em parte, a grande difículdade de se cultivar alguns microrganismos em laboratório. Se antes achávamos que isso devia-se à dificuldade de se reproduzir artificialmente as necessidades nutricionais desses mcirobios, hoje temos que ter uma visão mais complexa sobre as condições de cultivo dos microrganismos. Além disso, a partir dessa nova visão, poderemos entender um pouco mais sobre a coevolução e as relações estabelicidas entre os diferentes micróbios que compõem um biofilme microbiano.
Para conferir uma abordagem mais evolutiva você pode dar uma olhadinha no post “A outra rainha: a hipótese da rainha negra“, publicado no Evolucionismo.
Morris, J., Lenski, R., & Zinser, E. (2012). The Black Queen Hypothesis: Evolution of Dependencies through Adaptive Gene Loss mBio, 3 (2) DOI: 10.1128/mBio.00036-12
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