Sự hỡnh thành màng sinh học mang lại lợi ớch cho chớnh bản thõn vi sinh vật. Trong quỏ trỡnh hỡnh thành màng sinh học, cỏc tế bào phải trải qua một số thay đổi về hỡnh thỏi, đặc tớnh sinh lý và một trong những thay đổi quan trọng là việc hỡnh thành mạng lưới cỏc chất ngoại bào bao quanh. Mạng lưới này giỳp giữ lại chất hữu cơ khụng hũa tan từ mụi trường nước xung quanh tạo điều kiện cho vi sinh vật sinh trưởng, phỏt triển. Đồng thời nú cũng cú vai trũ trong việc kiến tạo cấu trỳc khụng gian 3 chiều đặc trưng cho màng sinh học bằng cỏch tạo nờn một mức độ ổn định, một sự cõn bằng nội mụi cho cỏc vi sinh vật.
Bờn cạnh đú một vai trũ quan trọng của mạng lưới ngoại bào là đem lại khả năng chống lại cỏc tỏc nhõn khỏng khuẩn cho cỏc tế bào sinh sống trong một màng sinh học. Theo Flemming, vi khuẩn cú thể cú khả năng khỏng đối với cỏc tỏc nhõn gõy hại (chất khỏng sinh, chất hoạt động bề mặt...) cao gấp 1000 lần khi gắn kết với nhau tạo thành màng sinh học so với tế bào sống trụi nổi. Mạng lưới cỏc hợp chất
Ngụ Thị Kim Toỏn 19 K19 – Sinh học thực nghiệm
ngoại bào cũng được ghi nhận cú khả năng giỳp tế bào chống lại tỏc động của kim loại nặng, cỏc ion và chất độc, giỳp tế bào trỏnh khỏi rất nhiều yếu tố gõy tỏc động xấu tới vi sinh vật từ mụi trường như tia UV, pH, sốc thẩm thấu và sự khụ hạn [23].
Những kờnh vận chuyển nước nằm xen kẽ trong cấu trỳc của màng sinh học, giữa cỏc vựng bao quanh vi khuẩn lạc được vớ như là một hệ thống tuần hoàn. Chỳng hoạt động hiệu quả trong quỏ trỡnh trao đổi chất với mụi trường xung quanh, do đú làm tăng hiệu quả trong việc sử dụng nguồn dinh dưỡng cũng như loại bỏ cỏc sản phẩm chuyển húa cú khả năng gõy độc hại. Nhờ vậy quỏ trỡnh chuyển húa cỏc chất trong đú cũng mang những đặc trưng khỏc so với dạng sống tự do [7].
Mặt khỏc quỏ trỡnh hỡnh thàng màng sinh học giỳp vi sinh vật tận dụng được nguồn chất hữu cơ bỏm dớnh trờn bề mặt giỏ thể cũng như cỏc cơ chất, chất dinh dưỡng tạo ra từ cỏc loài vi sinh vật khỏc sống chung.
Một màng sinh học cú thể được hỡnh thành do sự hợp tỏc cựng chung sống của nhiều loài vi sinh vật để tạo một cộng đồng cú cấu trỳc khụng gian phức tạp. Cỏc loài vi sinh vật cựng tồn tại trong biofilm thớch nghi với những điều kiện về dinh dưỡng, nồng độ khỏc nhau tạo nờn những “vi ổ sinh thỏi” trong biofilm. Chẳng hạn như những vi sinh vật nằm phớa ngoài biofilm thớch nghi với điều kiện hiếu khớ cao trong khi những loài nằm phớa trung tõm biofilm cú xu hướng chịu được nồng độ oxy thấp (vi hiếu khớ).
Khả năng thớch nghi với nhiều điều kiện dinh dưỡng khỏc nhau giỳp cỏc loài vi sinh vật tận dụng được nguồn dinh dưỡng từ mụi trường đồng thời hỗ trợ lẫn nhau theo hướng cựng cú lợi trong quỏ trỡnh chuyển húa vật chất. Mối quan hệ hợp tỏc giữa cỏc loài trong biofilm cũng cú ảnh hưởng lớn đến chu trỡnh tuần hoàn của cỏc nguyờn tố trong tự nhiờn. Hầu hết cỏc quỏ trỡnh trong tự nhiờn đũi hỏi sự phối hợp của nhiều nhúm vi khuẩn cú cơ chế trao đổi chất khỏc nhau để cựng phõn giải một hợp chất hữu cơ và việc cỏc vi sinh vật thuộc nhiều nhúm khỏc nhau cựng cư trỳ trong biofilm sẽ gúp phần thỳc đẩy cỏc quỏ trỡnh này diễn ra nhanh hơn [35].
Quỏ trỡnh truyền gen ngang đúng vai trũ quan trọng trong việc thỳc đẩy sự tiến húa của cỏc cộng đồng vi sinh vật. Trong đú cơ chế truyền gen phổ biến ở vi
Ngụ Thị Kim Toỏn 20 K19 – Sinh học thực nghiệm
sinh vật là truyền gen thụng qua plasmid và cầu tiếp hợp. Tuy nhiờn từ những hiểu biết rằng hầu hết cỏc vi khuẩn trong tự nhiờn định cư dưới dạng biofilm, liờn kết với nhau bởi mạng lưới cỏc chất ngoại bào thỡ việc tiếp hợp giống như là cơ chế mà nhờ đú vi khuẩn trong biofilm cú thể truyền gen từ tế bào này sang tế bào khỏc [35].