Takýto výsledok nikto nečakal. Baktérie si vedia vypočítať, kedy „vstanú z mŕtvych“

Vedcom sa podarilo zaznamenať neočakávanú aktivitu v sporách baktérií, čo značí, že aj keď sú dané organizmy fyziologicky mŕtve, vnímajú svoje okolie. Objav spochybňuje naše chápanie toho, ako sa šíria rôzne choroby, ale i toho, ako dokáže život prežiť v tých najextrémnejších podmienkach. Na tému upozornil portál ScienceAlert.

„Mŕtve“ baktérie vnímajú svoje okolie

V extrémnych a stresujúcich podmienkach sa niektoré baktérie uvedú do mimoriadne rezistentnej pokojové formy s minimálnym metabolizmom. Takéto spóry potom dokážu odolávať extrémnym teplotám, tlaku a dokonca aj drsným podmienkam vesmíru, píše portál Phys.

Pohľad na spóry pod mikroskopom. Süel Lab/Kaito Kikuchi a Leticia Galera

Vzhľadom na to, že baktérie takto dokážu prežiť tisícky rokov, podľa mnohých odborníkov predstavujú obrovskú hrozbu v medicíne a potravinárskom priemysle.

Keď sa podmienky pre život zlepšia, spóry „vstanú z mŕtvych“ a vrátia sa k životu. Až doposiaľ si však vedci neboli istí, či baktériové spóry nejakým spôsobom dokážu monitorovať svoje okolie aj počas „spánku“.

Taktiež nebolo jasné, ako sa spóry vyrovnávajú s nejasnými environmentálnymi signálmi, ktoré by iba zdanlivo indikovali priaznivé podmienky. Reagovať na každý náznak vlhkosti alebo zrniečko živín by nebolo optimálne.

Nová štúdia publikovaná v žurnále Science však ponúka prekvapivú odpoveď. Odborníci zo School of Biological Sciences totiž jasne preukázali, že spóry majú „mimoriadnu schopnosť hodnotiť svoje okolité prostredie, pričom zostávajú  fyziologicky mŕtve“.

Ukázalo sa, že spóry dokážu uvoľniť nahromadené elektrochemické napätie na výpočet toho, čo sa deje v ich okolí a to bez potreby metabolickej aktivity. Inak povedané, spóry monitorujú svoje prostredie prostredníctvom nazhromaždenej energie aj bez toho, aby sa prebudili zo svojej pokojovej formy.

Ako prebiehal výskum?

V rámci experimentu odborníci skúmali spiace spóry Bacillus subtilis, čo sú grampozitívne sporulujúce aeróbne baktérie. Mimochodom, tieto baktérie dokázali vo vesmíre prežiť dlhšie, ako iné organizmy.

Počas testov vedci merali, či baktérie dokážu zaznamenať viaceré krátkodobé impulzy o živinách vysielaných z ich okolitého prostredia. Tieto signály boli samostane považované za príliš slabé na to, aby sa spóry prebrali k životu, čo potvrdili aj prvotné testy.

Prekvapujúcim bolo ale zistenie, že spóry si tieto chabé signály dokázali spočítať a „pamätať“ (zaznamenávali kumulatívny účinok) keďže po určitom počte impulzov sa dokázali prebrať k životu.

V reakcii na tieto krátkodobé zmeny baktérie pri každom impulze využili energiu vo forme iónov draslíka. Presnejšie spóry namiesto prebudenia sa uvoľnili časť uloženého draslíka a potom zhodnotili, či sú podmienky vhodné na prebudenie.

Podľa všetkého sa pri každom impulze uvoľnilo malé množstvo draslíka, pričom časom sa ho uvoľnilo dostatok na to, aby sa spóry prebrali.

„Spôsob, akým spóry spracovávajú informácie, je podobný tomu, ako fungujú neuróny v našom mozgu“, uviedol spoluautor štúdie Gürol Süel. „Ako v baktériách, tak i v neurónoch sa v priebehu času sčítavajú malé a krátke impulzy, aby určili, či bol dosiahnutý potrebný prah. Po dosiahnutí tejto kritickej hodnoty spóry iniciujú svoj návrat k životu, zatiaľ čo neuróny spustia akčný potenciál (krátka a rýchla zmena elektrochemickej rovnováhy biologickej membrány) na komunikáciu s inými neurónmi.“

Pozoruhodné je ale to, že spóry dokážu túto činnosť vykonávať bez potreby metabolickej energie, zatiaľ čo neuróny v našom tele patria medzi bunky, ktoré sú najviac závislé od energie.

Výsledky štúdie majú obrovský dopad aj pre výskum vesmíru a pre hodnotenia života na starodávnych objektoch, ako sú meteority.

Čítajte viac z kategórie: Novinky