Tragedy of the commons - in bacteria colonies

Tragedy of the commons - in bacteria colonies

Nếu "Làm theo năng lực - Hưởng theo nhu cầu" là ước mơ (chưa đạt được) của CNCS thì điều này đã xảy ra hàng triệu năm nay trong các quần thể vi khuẩn. Để "thu hoạch" ion sắt, một chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của chúng, vi khuẩn phải tiết ra siderophores, một loại hoạt chất có khả năng kết dính ion sắt trong môi trường, rồi hấp thụ siderophores đã kết dính ion sắt.

Từng tế bào trong một quần thể vi khuẩn sản xuất siderophores cho mình và cả cộng đồng. Khi hàm lượng siderophores trong môi trường giảm xuống cả cộng đồng "tự giác" gia tăng sản xuất để đảm bảo sản lượng ion sắt thu hoạch được đủ cho cả cộng đồng. Vì các tế bào vi khuẩn "vô tri" nên phương thức sản xuất "cộng sản" này không bị các free rider lợi dụng như trong xã hội loài người. Nhưng như thế không có nghĩa là "Tragedy of the commons" không xảy ra.

Siderophores có khả năng kết dính với các ion sắt, nhưng nó còn kết dính mạnh hơn với ion gali, có điều khác với sắt gali không có "dinh dưỡng" gì cho vi khuẩn. Bởi vậy khi một lượng ion gali lớn thâm nhập vào một khu vực có vi khuẩn, quần thể này có thể bị "chết đói" vì không thu hoạch đủ ion sắt. Vấn đề là một số tế bào vi khuẩn có thể có đột biến (mutation) tạo ra được các siderophones kháng gali, nghĩa là không gắn với ion gali mà chỉ gắn với ion sắt. Nhưng vì siderophones được sản xuất chung cho cả cộng đồng nên những vi khuẩn đặc biệt này vẫn có thể bị chết đói vì những siderophones hữu ích của mình đã bị cộng đồng sử dụng mất. "Làm theo năng lực - Hưởng theo nhu cầu" đã biến thành một "Tragedy of the commons".

Hiện tượng này đang được các nhà khoa học nghiên cứu để tạo ra một loại thuốc kháng sinh mới có khả năng sẽ không bị vi khuẩn kháng/nhờn thuốc nữa. Nhưng nó cũng cho thấy giấc mơ "Làm theo năng lực - Hưởng theo nhu cầu" không thể bền vững, hoặc sẽ bị phá hủy từ bên trong bởi tính ích kỷ của loài người như nhiều ví dụ trong lịch sử, hoặc sẽ bị tiêu diệt bởi một tác động ngoại lai như trường hợp các quần thể vi khuẩn vô tri.


http://www.economist.com/news/science-and-technology/21660512-evolution-causes-resistance-understanding-evolution-may-deal-it-zoology
http://www.economist.com/news/science-and-technology/21660512-evolution-causes-resistance-understanding-evolution-may-deal-it-zoology?frsc=dg%7Cd