يبدو أن البكتيريا بنفس الحجم أينما ذهبت، في حين أن هناك استثناءات تختلف في الحجم من 1 إلى 10 ميكرومتر، وتقع معظم البكتيريا في مكان ما بين 0.5 و2 ميكرومتر.
وتستغل البكتيريا صغر حجمها في الازدهار دون منازع في مختلف المجالات، ولكن لماذا يكون حجمها ثابتًا بهذا الشكل؟
لدى “أناتولي كولوميسكي”؛ من جامعة رايس وحميد تيموري، والباحث السابق في المعهد الهندي للتكنولوجيا “غانديناغار”، نظرية حول السبب،وهي أن البكتيريا لديها آلية بدائية تحافظ عليها في منطقة “Goldilock” مع آليتين تنظيميتين تعملان على إلغاء بعضهما البعض، وهما النمو والانقسام. ويفترض الباحث أن هذه الآليات يمكن أن تعطينا البصيرة لبعض الأمراض، مثل السرطان.
يقول “كولوميسكي”: “في كل مكان نرى البكتيريا؛ حيث يكون لها نفس الأحجام والأشكال بشكل أو بآخر، إنه نفس الشيء بالنسبة للخلايا في أنسجتنا، هذا هو توقيع على الاستتباب؛ حيث يحاول النظام أن يكون لديه معلمات فيزيولوجية هي تقريبًا نفس الشيء، مثل: درجة حرارة الجسم أو ضغط الدم أو مستوى السكر في الدم”.
وأوضح “كولوميسكي”: “تحب الطبيعة أن تكون هذه المعلمات في نطاق ضيق جدًا حتى تتمكن الأنظمة الحية من العمل بكفاءة أكبر، والانحرافات عن هذه المعايير دليل على المرض”.
وعلى الرغم من أن “كولوميسكي” يضيف أن التفسيرات حتى الآن لم تكن جيدة؛ لأن العلم لا يحب الأشياء التي لا يمكن تفسيرها، يقترح العلماء المزيد من التفسيرات.
لكنه يقول إنه لا يوجد حد للبكتيريا حيث لا توجد حاجة لواحد: “هناك الكثير من العمليات الكيميائية الحيوية الأساسية، ولكن يمكن تقسيمها تقريبًا إلى عمليتين كيميائيتين عشوائيتين: النمو والانقسام، كلاهما عشوائي؛ لذا كانت المشكلة هي شرح سبب كيف تؤدي هذه الظواهر العشوائية إلى نتيجة حاسمة للغاية”.
وافترض العلماء أنه في ظروف الانتشار النموذجية سيجدون دائمًا مقدار النمو والقسمة السلائف المتناسبة مع حجم الخلية،ويتنبأ نموذجهم بشكل أساسي عندما تقرر البكتيريا الانقسام،ولاحظ الباحثون أن التلاعب بالصيغة لتعطيل التوازن أدى بهم ببساطة إلى الانقسام بشكل أسرع، ومنعهم من الوصول إلى حجم معين.
لكن هذا لا ينطبق على الكائنات الحية الأكبر، كما هو الحال في البشر، على سبيل المثال، هناك العديد من المسارات التي تنظم هذا الاستتباب، إنه ببساطة أكثر تعقيدًا.
ومع ذلك، يمكن أن يثبت البحث، على سبيل المثال، أنه مفيد للدراسات حول سبب كون الخلايا السرطانية مناسبة لأخذ أحجام وأشكال مختلفة. ويلاحظ ” كولوميسكي” أن “إحدى طرق تحديد السرطان هي رؤية الانحراف عن القاعدة. هل هناك طفرة تؤدي إلى نمو أسرع أو انقسام أسرع للخلايا؟ هذه الآلية التي تساعد في الحفاظ على أحجام وأشكال البكتيريا قد تساعدنا في فهم ما يحدث هناك أيضًا”.
جدير بالذكر أنه تم نشر هذه النظرية، التي يطلق عليها اسم “النموذج الأدنى”، في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية لرسائل الكيمياء الفيزيائية.