Новите открития за природата
Бактерията Escherichia coli е една от най-добре проучените форми на живот на Земята. Въпреки това учените все още откриват неочаквани начини, по които тя оцелява и се разпространява. Според ново изследване, едноклетъчният организъм без мозък или нервна система може да формира спомени и да ги предава на бъдещите поколения.
Изследователи от Университета на Тексас и на Делауеър са открили потенциална система за памет, която позволява на E. coli да „помни“ минали преживявания за няколко часа. Този вид бактериална памет не е била открита до този момент.
Паметта, която учените обсъждат в случая, не е същата като съзнателната човешка памет. Феноменът на бактериалната памет описва как информацията от минали преживявания влияе върху текущото вземане на решения. Бактериите нямат мозъци, но могат да събират информация от околната среда, ако се сблъскват често с нея. Те могат да съхраняват тази информация и да имат бърз достъп до нея в по-късен етап от съществуването си.
Какво доказват експериментите?
В първоначалните експерименти изследователите излагат клетките на бактерията на няколко различни фактора от околната среда. Те искат да установят, кои условия предизвикват най-бързо роене.
Тези експерименти тестват дали клетките на E. coli ще се слеят заедно в една мигрираща маса, която се движи с един и същ двигател. Подобно поведение обикновено показва, че клетките се обединяват, за да търсят ефективно подходяща среда. Когато клетките на E. coli се слепват заедно в лепкав биофилм, това е техният начин да колонизират хранителна повърхност.
В крайна сметка е установено, че вътреклетъчното желязо е най-силният показател за това дали бактериите се движат или остават в покой. Ниските нива на желязо се свързват с по-бързо и по-ефективно роене, докато по-високите нива водят до по-уседнал начин на живот.
Бактериален рояк
Сред клетките на E. coli от първо поколение наблюдението напомня за интуитивен отговор. Но след като са преживели само едно събитие на роене, клетките, които са имали ниски нива на желязо, са били по-бързи и по-ефективни от предишното роене. Тази „желязна“ памет е предадена на най-малко четири последователни поколения дъщерни клетки. Те се образуват от клетката майка, която се разделя на две нови клетки.
До седмото поколение дъщерни клетки тази памет е естествено изгубена. Оказва се, че тя може да бъде възстановена, ако учените я подсилят изкуствено.
Авторите дали ход на изследването все още не са идентифицирали молекулярен механизъм зад потенциалната система за паметта или нейната наследственост. Силната връзка между вътреклетъчното желязо и поведението на роене между поколенията предполага, че има ниво на постоянна кондиционност.
Биологична памет
Епигенетиката играе роля в предаването на запомнени биологични настройки през поколенията на E. coli чрез регулиране различни настройки на специфични гени. Изследователите вярват, че кратката продължителност на наследимостта означава, че това не е основният механизъм тук.
Желязото е свързано с множество реакции на стрес при бактериите. Формирането на система за памет между поколенията има голям еволюционен смисъл. Базирана на желязо система за памет може да помогне на E. coli да се адаптира към лоши условия на околната среда или антибиотици. Една клетка на E. coli може да се удвои в рамките на половин час, така че способността да се предаде такава памет на дъщерните клетки вероятно също е от полза в бавно променящи се условия на живот. Колкото повече научим за бактериите, толкова по-лесно ще можем да им се противопоставим.
