Учените са открили, че някои метаногенни бактерии могат да се свързват помежду си в един вид биологични канали и да образуват някакъв вид връзки, подобно на това как невроните обменят информация помежду си в мозъка на животни, според статия, публикувана в списанието Nature.
„Откритието ни не само променя разбирането ни за бактериите, но и начина, по който си представяме мозъка си. Всички наши сетива, емоции и интелигентност растат от начина, по който мозъчните клетки обменят електрически сигнали, които се задействат от йонните канали. Установихме, че бактериите използват едни и същи канали и електрически сигнали, за да излязат съвместно от неудобна среда “, заяви Гуерол Сюел от Калифорнийския университет в Сан Диего, САЩ.
Сюел и колегите му стигнаха до това заключение, опитвайки се да разкрият необичайна тайна от живота на големи общности от бактерии, които се обединяват в плътни колонии - „филми“на стотици хиляди отделни микроби - как организмите в центъра на такива структури, които нямат контакт с външната среда, успяват да оцелеят.
Наблюдавайки живота на подобни филми, учените са установили, че клетките на повърхността на филма, които имат неограничен достъп до храна, периодично позволяват на вътрешността на колонията да диша. Те спират да растат, позволявайки на хранителни вещества да проникнат в дълбините на колонията, а микробите вътре във филма попълват хранителните запаси.
Такава удивителна синхронизация на поведението на бактериите, разположени на големи разстояния една от друга, накара учените да се замислят как могат да общуват помежду си. Поведението на храната - молекули глутамат - при движение във филма показва, че този бактериален "Интернет" може да работи въз основа на електрохимични сигнали.
Ръководени от тази идея, авторите на статията измерват как напрежението върху повърхността на бактериалните мембрани и вътре в хранителната среда се променя по време на периоди на растеж на повърхностния слой на микробите и по време на периоди на спокойствие.
Оказа се, че напрежението върху бактериалната мембрана се колебае във времето с микробните цикли на растеж, което потвърди предположението на Ксуел и неговите колеги. Тези електрически вибрации, както обясняват учените, са генерирани от йонни канали на повърхността на черупките на микробите, подобни по структура и форма на онези йонни „помпи“, които са на повърхността на нервните клетки в мозъка.
Промоционално видео:
Бактериалните йонни канали работят по подобен начин - те изпомпват или изливат от клетките калиеви йони, създавайки разлика в концентрацията на калиеви и натриеви йони, което дава възможност на микроба да провежда електрически импулси през повърхността му.
Ако тези канали и свързаните с тях гени се отстранят, бактериите губят способността си да комуникират помежду си и колонията бързо се разпада поради невъзможността за координация на вълни на растеж и спокойствие.
Интересното е, че този сигнал, казва Сюел, се разпространява по протежение на микробния филм по почти същия начин, както болковите импулси възникват в мозъка по време на началото на мигрена. Учените се надяват, че по-нататъшното изследване на бактериалния "мозък" ще ви помогне да разберете как можете да се преборите с тези главоболия.
Обратно, настоящите лекарства за мигрена, които блокират предаването на такива сигнали, по принцип могат да бъдат използвани за пречат на комуникацията на бактериите. Това би могло да помогне в борбата с колониите на резистентни на антибиотици микроби, които често причиняват епидемии в болниците, заключават биолозите.