Bakterie coli są w stanie tworzyć wspomnienia i przekazywać je przyszłym pokoleniom. Naukowcy z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin i Uniwersytetu Delaware przeprowadzili badania, które wykazały, że mikroorganizmy mogą pamiętać przeszłe doświadczenia przez kilka godzin i następnie przekazywać je swoim potomkom. Tego typu pamięć bakteryjna nie została wcześniej odkryta, jednak należy zaznaczyć, że nie jest ona tym samym co nasza ludzka świadomość.
Bakteria coli jest w stanie zbierać informacje
Pamięć bakteryjna polega na zbieraniu i przechowywaniu informacji o doświadczeniach ze swojego środowiska. Wpływają one następnie na bieżący proces podejmowania decyzji. Choć mikroorganizmy nie mają mózgów, jeśli często spotykają się z danym środowiskiem, mogą przechowywać pozyskane dane i w razie potrzeby szybko uzyskać do nich dostęp.
Biolog molekularny Souvik Bhattacharyya z Uniwersytetu Teksańskiego i jego zespół wykonali ponad 10 tysięcy testów na grupach bakterii. Ich celem było sprawdzenie, czy bakterie coli występujące na pojedynczej płytce zbiją się w jedną migrującą masę. Takie zachowanie zazwyczaj wskazuje, że komórki łączą się, aby szukać odpowiedniego środowiska. Z kolei, gdy bakterie zbijają się w lepki biofilm, ich celem jest kolonizacja odżywczej powierzchni.
W trakcie eksperymentu mikroorganizmy zostały wystawione na działanie różnych czynników środowiskowych. Miało to na celu sprawdzenie, w jakich warunkach najszybciej wystąpi tworzenie roju. Okazało się, że największy wpływ na ich zachowanie ma żelazo wewnątrzkomórkowe. Jego niski poziom sprawia, że bakterie coli szybciej i wydajniej tworzą rój, zaś wysoki poziom prowadzi do przyjęcia bardziej osiadłego trybu życia.
System pamięci pomaga bakteriom przystosować się do złych warunków
W przypadku mikroorganizmów pierwszej generacji naukowcy sądzili, że jest to intuicyjna reakcja. Wystarczyło jednak, że bakterie coli raz doświadczyły niskiego poziomu żelaza, aby w kolejnych eksperymentach działały szybciej i skuteczniej. Poza tym przekazały pamięć o tych niesprzyjających warunkach co najmniej czterem kolejnym pokoleniom komórek potomnych. W siódmej generacji te informacje zostały utracone w naturalny sposób, jednak można byłoby je odzyskać.
Na ten moment naukowcy nie wiedzą, w jaki sposób bakteria coli wykształciła system pamięci i jak przekazuje go kolejnym pokoleniom. Okazuje się jednak, że żelazo jest powiązane z wieloma reakcjami stresowymi u mikroorganizmów i to właśnie wokół niego uformował się międzypokoleniowy system pamięci. Pomaga on przystosować się do złych warunków środowiskowych i co gorsze do antybiotyków. Pojedyncza komórka jest w stanie podwoić się w ciągu pół godziny. Możliwość przekazania pamięci komórkom potomnym jest korzystnym zjawiskiem zwłaszcza w wolno zmieniających się środowiskach.
Zanim na Ziemi pojawił się tlen, żelazo było wykorzystywane do wielu procesów komórkowych przez wczesne formy życia. Odgrywa zatem kluczową rolę w całym procesie jego powstawania oraz w ewolucji. Badania poświęcone bakteriom mają na celu nie tylko pogłębienie wiedzy na ich temat, ale również opracowanie kolejnych sposobów ich zwalczania.