Бактериите съхраняват спомени и ги предават на поколенията
Според ново проучване едноклетъчен организъм без мозък или нервна система може да образува мемоари и да ги предава на бъдещите генерации.
Вездесъщата бактерия Escherichia coli е една от най-изследваните форми на живот на Земята, само че учените не престават да откриват непредвидени способи за нейното оцеляване и разпространяване.
Изследователи от Тексаския университет и Университета на Делауеър в този момент са разкрили евентуална система за памет, която разрешава на E. coli да " помни " минали прекарвания в продължение на няколко часа и генерации по-късно.
Екипът твърди, че доколкото им е известно, този тип бактериална памет не е откриван до момента.
Очевидно е, че паметта, която учените разискват в този случай, не е същата като съзнателната човешка памет.
Вместо това феноменът на бактериалната памет разказва по какъв начин информацията от минали прекарвания въздейства върху вземането на сегашни решения.
" Бактериите нямат мозък, само че могат да събират информация от околната среда и в случай че постоянно са се сблъсквали с нея, те стартират да съхраняват тази информация и по-късно я достъпват бързо за своя изгода ", изяснява водещият откривател молекулярен биолог Сувик Бхатачария от UT.
Констатациите на Бхатачария и екипа му се основават на наблюдения на над 10 000 бактериални " рояци ".
При тези опити се ревизира дали клетките на E. coli върху една плака ще се нароят в една мигрираща маса, която се движи с еднакъв „ мотор “. Подобно държание нормално демонстрира, че клетките се сплотяват, с цел да търсят дейно подобаваща среда.
От друга страна, когато клетките на E. coli се събират в леплив биофилм, те се пробват да колонизират хранителна повърхнина.
При първичните опити откривателите излагат клетките на E. coli на няколко разнообразни фактора на околната среда, с цел да видят кои условия провокират роенето най-бързо.
В последна сметка екипът открива, че вътреклетъчното желязо е най-силният предсказващ фактор за това дали бактериите се придвижват или остават.
Ниските равнища на желязото са свързани с по-бързо и по-ефективно роене, до момента в който по-високите равнища водят до по-улегнал метод на живот.
Пример за бактериален рой на E. coli. (Тексаският университет в Остин)
Сред клетките E. coli от първо потомство сходна реакция е изглеждала интуитивна. Но откакто са претърпели единствено едно роене, клетките, които са имали ниски равнища на желязо по-късно в живота си, са били още по-бързи и по-ефективни в роенето, в сравнение с преди.
Нещо повече, тази " желязна " памет се предавала на най-малко четири поредни генерации дъщерни кафези, които се образуват от разделянето на майчината клетка на две нови.
До седмото потомство дъщерни кафези тази желязна памет се губи по натурален път - макар че може да бъде възобновена, в случай че учените я подсилят изкуствено.
Авторите на проучването към момента не са разпознали молекулярния механизъм, който стои зад евентуалната система за памет или нейната унаследяемост, само че мощната връзка сред вътреклетъчното желязо и роевото държание сред поколенията допуска, че е налице някакво равнище на устойчива причинност.
Макар да е известно, че епигенетиката играе роля в предаването на " запомнени " биологични настройки през поколенията на E. coli посредством контролиране на настройките за " включване " и " изключване " на характерни гени, откривателите считат, че късата дълготрайност на наследствеността значи, че тук това не е главният механизъм.
Желязото е обвързвано с голям брой реакции на стрес при бактериите. Формирането на система за памет сред поколенията към него има постепенен смисъл.
Системата за памет, основана на желязо, може да помогне на E. coli да се приспособява към неприятни условия на околната среда или антибиотици.
Една-единствена клетка на E. coli може да се удвои в границите на половин час, тъй че способността за предаване на такава памет на дъщерни кафези евентуално също е потребна в постепенно изменяща се среда.
" Преди да има О2 в земната атмосфера, ранният клетъчен живот е употребявал желязо за доста клетъчни процеси ", споделя Бхатачария.
" Желязото е от решаващо значение освен за възникването на живота на Земята, само че и за еволюцията на живота. Логично е клетките да го употребяват по този метод. "
" В последна сметка колкото повече знаем за държанието на бактериите, толкоз по-лесно е да се борим с тях ”, заключава Бхатачария.
Изследването е оповестено в PNAS.
Източник: Science Alert
