Jednoćelijski organizam bez mozga ili nervnog sistema o kome bi se moglo govoriti može i dalje da formira sećanja i da ih prenosi na buduće generacije, prema novom istraživanju.
Sveprisutna bakterija, Escherichia coli, jedan je od najproučenijih oblika života na Zemlji, a ipak naučnici i dalje otkrivaju neočekivane načine na koje preživljava i širi se.
Istraživači sa Univerziteta Teksas i Univerziteta Delaver sada su otkrili potencijalni sistem pamćenja koji omogućava E. coli da se ‘seća’ prošlih iskustava nekoliko sati i generacija nakon toga.
Tim kaže da, prema njihovom saznanju, ova vrsta bakterijskog pamćenja ranije nije otkrivena.
Očigledno, pamćenje o kome naučnici raspravljaju u ovom slučaju nije isto što i svesno ljudsko pamćenje.
Fenomen bakterijske memorije umesto toga opisuje kako informacije iz prošlih iskustava utiču na trenutno donošenje odluka.
„Bakterije nemaju mozak, ali mogu da prikupljaju informacije iz svog okruženja, a ako su se često susrele sa tim okruženjem, mogu da pohrane te informacije i brzo im pristupe kasnije u svoju korist“, objašnjava vodeći istraživač molekularni bionaučnik Souvik Bhattachariia iz UT. .
Bhattachariia i nalazi njihovog tima zasnovani su na snažnim asocijacijama iz više od 10.000 testova „rojenja“ bakterija.
Ovi eksperimenti su testirali da li će se ćelije E. coli na jednoj ploči skupiti u jednu migrirajuću masu koja se kreće istim motorom. Takvo ponašanje generalno ukazuje na to da se ćelije udružuju da efikasno traže odgovarajuće okruženje.
S druge strane, kada se ćelije E. coli skupe u lepljivi biofilm, to je njihov način kolonizacije hranljive površine.
U početnim eksperimentima, istraživači su izložili ćelije E. coli nekoliko različitih faktora okoline kako bi videli koji uslovi su najbrže pokrenuli rojenje.
Na kraju, tim je otkrio da je intracelularno gvožđe najjači prediktor da li se bakterije pomeraju ili ostaju.
Nizak nivo gvožđa bio je povezan sa bržim i efikasnijim rojenjem, dok su viši nivoi vodili ka mirnijem načinu života.
Među ćelijama E. coli prve generacije, ovo je izgledalo kao intuitivan odgovor. Ali nakon što su doživele samo jedan događaj rojenja, ćelije koje su imale nizak nivo gvožđa kasnije u životu bile su još brže i efikasnije u rojenju nego ranije.
Štaviše, ovo ‘gvozdeno’ pamćenje je preneto na najmanje četiri uzastopne generacije ćerki ćelija, koje se formiraju od ćelije majke koja se cepa u dve nove ćelije.
Do sedme generacije ćerki ćelija, to pamćenje gvožđa je prirodno izgubljeno – iako bi se moglo povratiti ako bi ga naučnici veštački pojačali.
Autori koji stoje iza studije tek treba da identifikuju molekularni mehanizam koji stoji iza potencijalnog memorijskog sistema ili njegove naslednosti, ali snažna povezanost između intracelularnog gvožđa i ponašanja međugeneracionog rojenja sugeriše da postoji nivo uporne uslovljenosti.
Iako je poznato da epigenetika igra ulogu u prenošenju „zapamćenih“ bioloških postavki kroz generacije E. coli regulacijom „uključenih“ i „isključenih“ postavki specifičnih gena, istraživači veruju da kratko trajanje heritabilnosti znači da ovo nije primarni mehanizam ovde.
Gvožđe je povezano sa višestrukim odgovorima na stres kod bakterija. Da se međugeneracijski memorijski sistem formira oko njega ima mnogo evolucionog smisla.
Memorijski sistem zasnovan na gvožđu može pomoći E. coli da se prilagodi lošim uslovima životne sredine ili antibioticima.
Jedna ćelija E. coli može se udvostručiti u roku od pola sata, tako da je mogućnost prenošenja takve memorije na ćerke ćelije verovatno takođe korisna u okruženjima koja se sporo menjaju.
„Pre nego što je u Zemljinoj atmosferi postojao kiseonik, rani ćelijski život je koristio gvožđe za mnoge ćelijske procese“, kaže Bhattachariia.
„Gvožđe nije samo kritično u nastanku života na Zemlji, već iu evoluciji života. Ima smisla da bi ga ćelije koristile na ovaj način.“
„Na kraju krajeva“, zaključuje Bhattachariia, „što više znamo o ponašanju bakterija, lakše je boriti se protiv njih“.
