Naukowcy odkryli, że niektóre bakterie metanogenne mogą łączyć się ze sobą w pewnego rodzaju biologicznych przewodach i tworzyć pewnego rodzaju połączenia, podobne do tego, jak neurony wymieniają informacje między sobą w mózgach zwierząt - wynika z artykułu opublikowanego w czasopiśmie Nature.
„Nasze odkrycie zmienia nie tylko nasze rozumienie bakterii, ale także sposób, w jaki wyobrażamy sobie nasz mózg. Wszystkie nasze zmysły, emocje i inteligencja wyrastają ze sposobu, w jaki komórki mózgowe wymieniają sygnały elektryczne, które są wyzwalane przez kanały jonowe. Odkryliśmy, że bakterie wykorzystują te same kanały i sygnały elektryczne do współwystępowania z niewygodnych środowisk”- powiedział Guerol Sueel z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego w USA.
Suelle i jego koledzy doszli do takiego wniosku, próbując odkryć niezwykłą tajemnicę życia dużych zbiorowisk bakterii, łączących się w gęste kolonie - „filmy” setek tysięcy pojedynczych drobnoustrojów - jak przetrwają organizmy w centrum takich struktur, które nie mają kontaktu ze środowiskiem zewnętrznym.
Obserwując życie takich filmów, naukowcy odkryli, że komórki na powierzchni filmu, które mają nieograniczony dostęp do pożywienia, pozwalają okresowo oddychać wnętrzu kolonii. Zatrzymują ich wzrost, umożliwiając składnikom odżywczym penetrację w głąb kolonii, a drobnoustroje wewnątrz folii uzupełniają zapasy żywności.
Taka niesamowita synchronizacja zachowań bakterii znajdujących się w dużych odległościach od siebie skłoniła naukowców do zastanowienia się, jak mogą się ze sobą komunikować. Zachowanie się pożywienia - cząsteczek glutaminianu - podczas poruszania się wewnątrz filmu wskazywało, że ten bakteryjny „Internet” może działać w oparciu o sygnały elektrochemiczne.
Kierując się tym pomysłem, autorzy artykułu zmierzyli, jak zmienia się napięcie na powierzchni błon bakteryjnych i wewnątrz pożywki w okresach wzrostu powierzchniowej warstwy drobnoustrojów oraz w okresach ciszy.
Okazało się, że napięcie na błonie bakteryjnej zmieniało się w czasie wraz z cyklami wzrostu drobnoustrojów, co potwierdziło przypuszczenia Xuela i jego współpracowników. Te wibracje elektryczne, jak wyjaśniają naukowcy, były generowane przez kanały jonowe na powierzchni skorup drobnoustrojów, podobne pod względem budowy i kształtu do tych jonowych „pomp”, które znajdują się na powierzchni komórek nerwowych w mózgu.
Film promocyjny:
Bakteryjne kanały jonowe działają w podobny sposób - pompują jony potasu do lub z komórki, tworząc różnicę w stężeniu jonów potasu i sodu, co daje mikrobowi zdolność do przewodzenia impulsów elektrycznych przez jej powierzchnię.
Jeśli te kanały i powiązane z nimi geny zostaną usunięte, bakterie tracą zdolność komunikowania się ze sobą, a kolonia szybko się rozpada z powodu niemożności koordynowania fal wzrostu i spokoju.
Co ciekawe, ten sygnał, mówi Suelle, rozprzestrzenia się wzdłuż błony drobnoustrojów w taki sam sposób, jak impulsy bólowe powstają w mózgu podczas wystąpienia migreny. Naukowcy mają nadzieję, że dalsze badania bakteryjnego „mózgu” pomogą zrozumieć, jak można zwalczać te bóle głowy.
I odwrotnie, obecne leki na migrenę, które blokują przekazywanie takich sygnałów, mogą w zasadzie być stosowane do zakłócania komunikacji bakterii. Może to pomóc w walce z koloniami drobnoustrojów opornych na antybiotyki, które często powodują epidemie w szpitalach - podsumowują biolodzy.
