Většina povrchů pevné fáze na Zemi je pokryta mikroorganismy, které tvoří ekosystémy například na povrchu našich zubů, nebo jako kluzký povrch kamenů v tekoucí i stojaté vodě, sliz ucpávající odtok z umyvadla, atp. Přes toto obrovské množství mikrobních kolonií víme o jejich životě a soudržnosti velmi málo, protože všechny popsané tisíce dtruhů miroorganismů jsou v laboratoři kultivovány v suspenzi, kde se volně pohybují. Víme však, že při zachycení na nějakém povrchu, který jim vyhovuje, dojde k dramatickým změnám v jejich způsobu života, včetně molekulárních metabolických pochodů. Taková společenství mají velmi rozmanitou infrastrukturu, která je do značné míry obdobná organizaci vyšších organismů, včetně dělby práce. Vytvářejí se tak rozmanité povrchové tvary obdobné jako na povrchu korálových útesů. Přírodní biofilmy obvykle zahrnují velké množství mikrobních druhů – tak na povrchu zubů najdeme až několik set druhů mikroorganismů. Tvoří se tu i mnoho mutantů díky rozdílům v dostupnosti živin v různých hloubkách biofilmu. Obecně vzato, bakterie opatřené bičíky, pokud se pohybují volně v suspenzi, je ztratí a naopak při navázání na povrch začnou vylučovat tři druhy matricového polysacharidu, sloužícího k udržení pevnosti biofilmu. V posledních měsících byl učiněn velký pokrok při definici signálních molekul, informujících bakterie o jejich poloze a potřebách. Nejdůležitější mezi nimi, a to v celé řadě studovaných bakterií, je tzv. c-di-GMP čili bis(3´-5´)-cyklický dimerní guanosinmonofosfát. Z hlediska lidského zdraví je jisto, že většina biofilmů je velice užitečná i proto, že nás chrání proti invazi různých patogenů. Na druhé straně jsou však některé biofilmy nesmírně nebezpečné, zejména ty, které se tvoří na předmětech vložených do lidské tkáně, jako jsou katetry, protézy atp. Takové biofilmy se mohou stát rezervoáry pro systémovou infekci, protože jsou z dosud neznámých důvodů nepropustné pro mnoho antimikrobních činidel. Bude tedy potřebnou strategií v rozvoji terapie dosáhnout kontroly nežádoucích biofilmů, aniž by byly poškozeny biofilmy užitečné.
29.12.2015: V koloniích spolu bakterie komunikují nikoliv pouze pomocí látek, které vylučují do prostředí, ale i přímo prostřednictvím iontových kanálů. Experimentálně to prokázal Gürol M. Süel se svými kolegy z University of California v San Diegu. Informaci si předávají prostřednictvím draselných iontů, které buněčnou membránou procházejí prostřednictvím specializovaných bílkovinných kanálů. V celé bakteriální kolonii mikroorganismů Bacillus subtilis má šíření informace podobu šířící se vlny draselných iontů. Na videu vidíme oscilace membránového potenciálu, který vlny draselných iontů doprovází. Jako fluorescenční činidlo posloužil thioflavin T, jehož strukturu vidíme na obrázku (Ion channels enable electrical communication in bacterial communities, Arthur Prindle et al., Nature 527, 59–63 (05 November 2015), doi:10.1038/nature15709).
