Учените разкриха, че бактериите имат колективна памет

Колективното движение се наблюдава в биологичните системи в широк диапазон на размери при живите организми.

От големи животни, през риби, до микроскопични бактерии. Колективните системи винаги се адаптират по - добре, отколкото тези, които трябва да се справят самостоятелно.

Индивидуалните бактериални клетки имат къса памет, но групи от бактерии могат да развият колективна памет, която да повиши резистентността им към стрес.

Това бе доказано експериментално за пръв път в проучване на учени от "Eawag" и "ETH Zurich", което бе публикувано в "PNAS". Основният въпрос в изследването на биологично колективното движение е как отличителните черти на отделния индивид поражда промени в поведението на ниво популация.

Този въпрос съответства на динамиката на общите самоходни системи от частици, биологична самоорганизация, както и активни течности. Бактериите осигуряват гъвкави системи за решаване на този въпрос, тъй като поведението им е сравнително лесно за контролиране.

Бактериите изложени на умерена концентрация на сол оцеляват по - добре и при последващо излагане на още по - голяма концентрация на сол, отколкото бактериите, които директно се изложат на високи нива на сол. В индивидуалните клетки обаче този ефект е краткотраен.

Само след 30 минути степента на преживяемост на бактериите вече не зависи на тяхната история от преживявания. Двама микробиолози Роланд Матис и Мартин Акерман са успели да направят интересно откритие свързано с бактериите "Caulobacter crescentus", които се срещат в сладководни и соленоводни води.

При наблюдение на цяла популация от бактерии, а не на отделни клетки, се забелязва, че при бактериите се появява и развива някакъв вид колективна памет.

В популации изложени на стресово събитие преживяемостта при втора по - силна стресова ситуация е много по - голяма, отколкото при популации, които не са били изложени на стресово събитие по - рано. Използвайки изчислителни модели, учените обясняват това явление като комбинация от два фактора.

Първо, повишените нива на сол забавят клетъчното деление, което води до синхронизиране на клетъчните цикли. Второ, вероятността за оцеляване зависи от позицията на индивидуалната бактериална клетка в клетъчния цикъл по време на второто излагане на сол.

В резултат на синхронизацията на клетъчния цикъл, чувствителността на популацията се променя с течение на времето. Популациите, които преди това са били изложени на стресови ситуации могат да бъдат по - издръжливи на бъдещи стресови ситуации, но понякога се получава и обратния ефект, бактериите стават по - чувствителни към бъдещи стресови ситуации.

"Ако изучим тези колективни действия на бактериите можем да подобрим способността си да се контролират популациите от бактерии." - споделя микробиолога Мартин Акерман.

Тези разкрития са равносилни на откритието за това как патогените могат да устоят на антибиотици. В края на краищата, бактериите играят решаваща роля в почти всички биологични и геохимични процеси.

От гледна точка на хората, в зависимост от конкретния процес, бактериите могат да бъдат от полза (например ако се борят със замърсители в организма или преобразуване на хранителните вещества в енергия) или вредни (това са бактериите, които причиняват болести).

"Ако искате да разберете поведението и съдбата на микробните популации, понякога е необходимо да се анализира всяка една клетка" - споделя Роланд Матис.

Бактериите имат и колективен капацитет за генериране на много невротрансмитери и невромодулатори. Например някои видове Lactobacillus и Bifidobacterium произвеждат гама-аминомаслена киселина (GABA). Други бактерии като Escherichia, Bacillus и Saccharomyces произвеждат норепинефрин (NE).

Бъдещите проучвания на това как микробите допринасят за функционирането на организма приемник на всички нива, ще дадат много важна информация за разбирането на много здравословни проблеми и проблеми в социалното поведение.