Niektóre bakterie mogą mieć podstawową formę pamięci

Kiedy myślimy o bakteriach, myślimy o prostych organizmach jednokomórkowych, które zasadniczo istnieją po to, aby zużywać zasoby i rozmnażać się. Nie myślą, nie czują, nie pamiętają… a może jednak? Bakterie nie mają mózgu i, o ile nam wiadomo, nie potrafią myśleć. Ale czy mogliby zareagować na jakieś przeżycie i przypomnieć sobie je później?

Nowe badania sugerują, że niektóre bakterie mogły to mieć podstawowa forma pamięci swoich doświadczeń w środowisku. Mogliby nawet przekazywać tę pamięć kolejnym pokoleniom za pomocą unikalnego mechanizmu. Przyjrzyjmy się najnowszym badaniom, które sprawdzają, co wiedzą bakterie i skąd to wiedzą.

Byłeś tu już wcześniej

W przełomowym badaniu podjęte na Uniwersytecie w Teksasie naukowcy odkryli zaskakującą zdolność bakterii: tworzenie reakcji przypominających pamięć. Odkrycia te podważyły ​​naszą wiedzę o zachowaniu bakterii i mogą otworzyć nowe możliwości w badaniach mikrobiologicznych. „Bakterie nie mają mózgów, ale mogą zbierać informacje ze swojego środowiska, a jeśli często spotykają się z tym środowiskiem, mogą je przechowywać i szybko do nich później uzyskać dla własnej korzyści” – powiedział główny autor Souvik Bhattacharyya, który bada antybiotyki oporność rojów bakteryjnych.

W badaniu skupiono się na organizmie modelowym Escherichia coli, aby obserwować, jak bakterie reagują na bodźce środowiskowe. Zespół badawczy odkrył, że E. coli może skutecznie przechowywać dane dotyczące przeszłych spotkań w określonych warunkach. Poziomy żelaza komórkowego wykorzystywane są do „zapamiętywania” wzorców zachowań. Zjawisko to, określane jako pamięć oparta na żelazie, umożliwia bakteriom skuteczniejsze reagowanie na znane bodźce, czerpiąc z tej pamięci.

Bakterie pozbawione neuronów i układu nerwowego wykorzystują poziom żelaza jako wskazówkę do tworzenia reakcji przypominających pamięć. Wysoki poziom żelaza w organizmach jednokomórkowych powoduje, że bakterie tworzą biofilmy i pozostają stosunkowo nieruchome. I odwrotnie, bakterie o niskim poziomie żelaza mają tendencję do rojenia się, podczas którego bakterie przemieszczają się zbiorowo po powierzchni. Co ciekawe, po wystawieniu na działanie niskiego poziomu żelaza i początkowego roju, bakterie wydają się być w stanie „przypomnieć sobie” ten stan w przyszłości. Kiedy bakterie te ponownie znalazły się w podobnej sytuacji, wykazały zwiększoną zdolność do rojenia się, jakby pamiętały to z poprzedniego spotkania.

Oczywiście warto zauważyć, że bakterie nie żyją najdłużej. Jednak pamięć oparta na żelazie może być przekazywana z pokolenia na pokolenie. Nie jest to zjawisko trwałe, ale może trwać do czterech pokoleń. Są one całkowicie eliminowane w sposób naturalny w siódmej generacji. Sztuczna manipulacja poziomem żelaza może wydłużyć ten czas, co sugeruje złożoną interakcję między czynnikami środowiskowymi a zachowaniem bakterii.

Obecna teoria jest taka, że ​​bakterie są przygotowane do rojenia się w środowiskach o niskiej zawartości żelaza, aby mogły szukać większej ilości żelaza w celu utrzymania się. W środowisku o wysokiej zawartości żelaza nie ma potrzeby marnować energii na poruszanie się, dlatego pozostawanie w bezruchu w biofilmie ma większy sens, aby korzystać z dostępnych już zasobów.

Badania te mają istotne implikacje w zwalczaniu infekcji bakteryjnych i oporności na antybiotyki. Zrozumienie, w jaki sposób bakterie zapamiętują i reagują na czynniki stresogenne, takie jak ekspozycja na antybiotyki, może prowadzić do skuteczniejszych strategii terapeutycznych. Zdaniem Bhattacharyyi w szczególności poziom żelaza może być celem nowych metod leczenia, ponieważ odgrywa on kluczową rolę w zjadliwości bakterii.

Odkrycie podstawowej formy pamięci u bakterii jest poważnym osiągnięciem w dziedzinie mikrobiologii. Podkreśla, że ​​te mikroorganizmy są znacznie bardziej wyrafinowane, niż moglibyśmy sobie wyobrazić. Podkreśla również potrzebę dalszych badań nad zrozumieniem zachowań bakterii. Wiedza ta jest niezbędna do opracowania nowych strategii zwalczania infekcji bakteryjnych i zwalczania oporności na antybiotyki. Te problemy nie znikną w najbliższym czasie. Wszelkie badania, które mogą nas lepiej rozjaśnić tajemnice zachowania bakterii, mogą mieć ogromną wartość w rozwiązaniu tych problemów.

Przedstawiony obraz: "Różnorodne i coli” autorstwa [Mattozaura]

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://hackaday.com/2023/12/12/some-bacteria-could-have-a-rudimentary-form-of-memory/