ی به سطوح اثر می‌گذارند، باکتری باید در هنگام رشد به منظور تشکیل یک بیوفیلم بالغ در تماس با سطح باشد. این تغییر از حالت اتصال برگشت‌پذیر به حالت برگشت‌ناپذیر در سال 1943 توسط Zobell به عنوان انتقال از حالت واکنش ضعیف سلول با ماده به یک اتصال دائم به واسطه‌ی تولید پلی‌مرهای خارج سلولی مورد توجه قرار گرفت. البته تحقیقات اخیر، تغییرات فیزیولوژیکی را مسبب این اتصال می‌دانند. یکی از مکانیسم‌های این انتقال پیلی نوع IV می‌باشد. همچنین تولید پلی‌ساکاریدهای چسبنده‌ی بین سلولی نیز از موارد دیگر در Staphylococcus epidermis می‌باشد که تشکیل میکروکلنی‌ها را آسان می‌کند(64).
1-6- بلوغ بیوفیلم
مرحله‌ی بعدی از تکامل بیوفیلم، بلوغ آن می‌باشد که حاصل گسترش ساختمان پیچیده، کانال‌ها، منافذ و پراکندگی مجدد باکتری‌ها می‌باشد. در یک بررسی، بیوفیلم‌های بالغ Ps. aeruginosa نشان داده است که بیوفیلم این باکتری الگویProfile پروتئینی متفاوتی از سلول‌های پلانکتونیک دارد. نزدیک به 50% از پروتئین های قابل شناسایی(بیشتر از 800 پروتئین) نشان داده شده است که در بیان آنها شش برابر یا بیشتر تفاوت وجود دارد. علاوه بر این، بیش از 300 پروتئین قابل شناسایی در بیوفیلم وجود دارد که در سلول‌های پلانکتونیک قابل شناسایی نیستند، پروتئین‌های قابل شناسایی در 5 گروه اصلی قرار می‌گیرند: متابولیسم، بیوسنتز LPS و فسفولیپید، ناقلین غشایی و ترشحی.
در مطالعه‌ی دیگری با استفاده از تکنولوژی DNA microaaray برای سنجش بیوفیلم بالغ و مقایسه‌ی آن با کشت کموستات Ps. aeruginosa نشان داده شد که فقط 70 ژن در بیوفیلم تغییر بیان داشتند. از میان این ژن‌ها که بیان بالایی در بیوفیلم بالغ دارند می‌توان به ژن‌های کد کننده‌ی پروتئین‌های شرکت کننده در ترجمه، متابولیسم، انتقال غشایی یا ترشح و تنظیم ژن اشاره کرد. این تحقیقات همچنین بیان بالای فاکتور سیگمای rpoH و بیان پایین فاکتور سیگمای rpoS در بیوفیلم بالغ را نشان می‌دادند(65).
1- 7-کنده شدن به عنوان یک بخش از تکامل بیوفیلم
همان طور که گفته شد تکامل بیوفیلم می‌تواند حداقل به چهار مرحله تقسیم‌بندی شود؛ این مراحل عبارتند از:
1) اتصال برگشت‌پذیر21
2) اتصال غیر برگشت‌پذیر22
3) بلوغ23
4) کنده شدن24
سلول‌های کنده شده به حالت پلانکتونیک در می‌آیند. بنابراین، سیکل زندگی بیوفیلم در این جا بسته می‌شود. کنده شدن یک لغت عمومی برای توصیف رها شدن سلول‌ها به صورت تک و یا یک گروه از بیوفیلم یا سطح می‌باشد. کنده شدن فعال، یک رخداد فیزیولوژیکی تنظیم شده می‌باشد که در این موارد بسیار کم مطالعه شده است(76).
نشان داده شده است که به دنبال انکوباسیون طولانی بیوفیلم‌های Ps. fluresence، کنده شدن صورت می‌گیرد که این همراه با کاهش در پلی ساکارید خارج سلولی بیوفیلم می‌باشد. مرحله‌ی سکون زندگی باکتری Clostridium thermocellum همراه با افزایش کنده شدن از سطح مواد می‌باشد.
مشخص شده که گرسنگی ممکن است منجر به فرایند کنده شدن باکتری‌ها از طریق مکانیسمی نامعلوم شود که سبب رها شدن باکتری‌ها برای جستجوی محیطی با مواد غذایی بیشتر می‌شود. حدس زده می‌شود افزایش در غلظت یک مولکول القاء کننده مسئول تولید و رهاسازی آنزیم‌های تجزیه کننده‌ی ماتریکس پلی‌مری می‌باشد که سبب کنده شدن سلول‌ها از بیوفیلم می‌شود. مثلاً باکتری گرم مثبت Streptococcus mutans یک آنزیم آزاد کننده‌ی پروتئین سطحی25 تولید می‌کند که سبب رهاسازی سلول‌ها از بیوفیلم می‌شود.
نشان داده شده است که بیان بالای ژن آلژینات لیاز26 سبب تجزیه‌ی آلژینات می‌شود و سبب ایجاد بیوفیلم‌هایی می‌شود که می‌توانند با یک تکان شدید از سطح کنده شوند.
همچنین هنگامی که تراکم سلول‌ها در بیوفیلم به یک حد بسیار بالا می‌رسد، رهاسازی آنزیم‌های تجزیه کننده‌ی ماتریکس صورت می‌گیرد که این خود منجر به کنده شدن سلول‌ها از بیوفیلم می‌شود. شکل 1 مراحل تشکیل بیوفیلم را بصورت کلی نشان می دهد(64).
1- 8- تشکیل بیوفیلم به عنوان یک فرایند تکاملی
همان طور که گفته شد تشکیل بیوفیلم حداقل به 4 مرحله تقسیم می‌شود؛ 1- اتصال برگشت‌پذیر، 2- اتصال برگشت‌ناپذیر، 3- بلوغ و 4- کنده شدن. سلول‌های کنده شده به صورت پلانکتونیک در می‌آیند و بنابراین سیکل زندگی بیوفیلم در این جا کامل می‌شود. این چهار مرحله نسبت به یکدیگر تفاوت‌های اساسی دارند. سلول‌های باکتری درون هر کدام از این مراحل از نظر فیزیولوژیکی با مراحل دیگر کاملاً متفاوت هستند. در یک مطالعه، بیوفیلم Ps. aeruginosa در هر مرحله توسط الکتروفورز ژل پلی آکریل‌‌آمید دو بعدی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت و مشخص شد که میانگین تولید پروتئین‌های قابل تشخیص توسط این روش برابر 35% می‌باشد. انتقال از حالت پلانکتونیک به مرحله‌ی غیر برگشت‌پذیر نتیجه‌ی تغییر در 29% از پروتئین‌های سلولی می‌باشد. به همین ترتیب، انتقال از این مرحله به مرحله‌ی بعد سبب تغییر 40% از پروتئین‌ها می‌باشد ولی در مرحله‌ی آخر، یک کاهش در حدود 35% در پروتئین‌های قابل تشخیص دیده می‌شود. سلول‌ها در طول این مرحله از تکامل، یک الگوی پروتئینی دارند که بسیار شبیه به سلول‌های پلانکتونیک می‌باشد. بیشترین تفاوت نیز هنگامی مشاهده شد که سلول‌های پلانکتونیک با سلول‌های بیوفیلم بالغ مقایسه شدند.
به طور کلی می‌توان ذکر کرد که سلول‌ها در هر مرحله از تشکیل بیوفیلم از نظر فیزیولوژیکی تفاوت‌های زیادی با سلول‌ها در مراحل دیگر دارند که این تفاوت‌ها بیانگر همان فرایند تکاملی می‌باشد.
1-9- ارتباطات سلول-سلول در طول تشکیل بیوفیلم