Prema novom istraživanju, jednoćelijski organizam bez mozga ili nervnog sistema ipak može stvarati sjećanja i prenositi ih budućim generacijama, piše Science Alert.
Sveprisutna bakterija, Escherichia coli, jedan je od najbolje proučenih oblika života na Zemlji, a ipak naučnici još uvijek otkrivaju neočekivane načine na koje ona preživljava i širi se.
Istraživači sa Univerziteta u Teksasu i Univerziteta u Delawareu sada su otkrili potencijalni sistem pamćenja koji omogućuje E. coli da se ‘sjeća’ prošlih iskustava nekoliko sati i generacija nakon toga.
Tim istraživača kaže da, prema njihovim saznanjima, ova vrsta bakterijskog pamćenja još nije otkrivena.
Očito, pamćenje o kojem naučnici raspravljaju u ovom slučaju nije isto što i svjesno ljudsko pamćenje.
Fenomen bakterijskog pamćenja umjesto toga opisuje kako informacije iz prošlih iskustava utiču na trenutno donošenje odluka.
“Bakterije nemaju mozak, ali mogu skupljati informacije iz svoje okoline, a ako su se često susrele s tom okolinom, mogu pohraniti te informacije i kasnije im brzo pristupiti za svoju korist”, objašnjava voditelj istraživanja, molekularni biolog Souvik Bhattacharyya s UT – a.
Nalazi Bhattacharyya i njihovog tima temelje se na snažnim podudarnostima iz više od 10.000 testova ‘rojenja’ bakterija.
Ovi eksperimenti su testirali hoće li se ćelije E. coli na jednoj ploči okupiti zajedno u jednu migrirajuću masu koja se kreće istim motorom. Takvo ponašanje generalno ukazuje na to da se ćelije udružuju u učinkovitoj potrazi za odgovarajućim okruženjem.
S druge strane, kada se ćelije E. coli skupe u ljepljivi biofilm, to je njihov način naseljavanja hranjive površine.
U početnim eksperimentima, istraživači su izložili ćelije E. coli nekoliko različitih faktora okoliša kako bi vidjeli koji uslovi najbrže pokreću rojenje.
Naposljetku, tim je otkrio da je unutarćelijsko željezo najjači pokazatelj hoće li se bakterija pomaknuti ili ostati.
Niske vrijednosti željeza bile su povezane s bržim i učinkovitijim rojenjem, dok su više vrijednosti vodile do mirnijeg načina života.
Među ćelijama E. coli prve generacije , ovo se činilo kao intuitivan odgovor. Ali nakon samo jednog događaja rojenja, ćelije koje su kasnije u životu imale niske vrijednosti željeza bile su još brže i učinkovitije u rojenju nego prije.
Štaviše, ovo ‘željezno’ pamćenje preneseno je na najmanje četiri uzastopne generacije ćelija kćeri, koje nastaju cijepanjem ćelije majke u dvije nove ćelije.
Do sedme generacije ćelija kćeri, to željezno pamćenje je prirodno izgubljeno – iako bi se moglo ponovno steći kada bi ga naučnici vještački pojačali.
Autori koji stoje iza studije tek treba da identifikuju molekularni mehanizam koji stoji iza potencijalnog sistema pamćenja ili njegove nasljednosti, ali snažna povezanost između unutarćelijskog željeza i ponašanja međugeneracijskog rojenja sugeriše da postoji nivo postojanog uslovljavanja.
Dok je poznato da epigenetika igra ulogu u prenošenju ‘zapamćenih’ bioloških postavki kroz generacije E. coli regulisanjem ‘on’ i ‘off’ postavki specifičnih gena, istraživači vjeruju da kratko trajanje nasljednosti znači da to nije primarni mehanizam ovdje.
Željezo je povezano s višestrukim reakcijama bakterija na stres. Formiranje međugeneracijskog sistema pamćenja oko njega ima dosta evolucijskog smisla.
Memorijski sistem baziran na željezu mogao bi pomoći E. coli da se prilagodi lošim okolišnim uslovima ili antibioticima.
Jedna ćelija E. coli može se udvostručiti unutar pola sata, tako da je sposobnost prenošenja takve memorije ćelijama kćerima vjerovatno takođev korisna u okruženjima koja se sporo mijenjaju.
“Prije nego što je u Zemljinoj atmosferi bilo kisika, rani ćelijski život koristio je željezo za mnoge ćelijske procese”, kaže Bhattacharyya.
“Željezo nije samo kritično u nastanku života na Zemlji, već i u evoluciji života. Logično je da bi ga ćelije koristile na ovaj način.”
“U konačnici”, zaključuje Bhattacharyya , “što više znamo o ponašanju bakterija, to je lakše boriti se protiv njih.”
Studija je objavljena u PNAS-u .