Prema novom istraživanju, jednostanični organizam bez mozga ili živčanog sustava može stvarati neku vrstu sjećanja i prenositi je budućim generacijama. Naime, znanstvenici su otkrili da se sveprisutna bakterija Escherichia coli nekoliko sati "sjeća" prošlih iskustava i da to sjećanje može prenijeti budućim generacijama.
Radi se o prvom takvom otkriću, no treba napomenuti da se takozvano pamćenje bakterija razlikuje od svjesne ljudske memorije. Fenomen pamćenja kod bakterija zapravo opisuje kako informacije iz prošlih iskustava utječu na njihovo trenutno donošenje odluka.
Važnu ulogu ima - željezo
"Bakterije nemaju mozak, ali mogu skupljati informacije iz svoje okoline. Ako su se često susrele s istim okruženjem, mogu pohraniti te informacije i kasnije im pristupiti po potrebi", rekao je molekularni bioznanstvenik Souvik Bhattacharyya sa Sveučilišta Teksas u SAD-u, a prenosi Science Alert.
Bhattacharyya i njegovi kolege napravili su više od 10.000 testova na bakterijama kako bi utvrdili obrasce ponašanja. Htjeli su vidjeti hoće li se stanice E. coli okupiti zajedno na uzorku u jednu migrirajuću masu. Takvo ponašanje često ukazuje na to da su se stanice udružile u učinkovitoj potrazi za odgovarajućim okruženjem.
Znanstvenici su u početnim eksperimentima izložili stanice E. coli nekoliko različitih čimbenika okoliša kako bi vidjeli koji uvjeti najbrže potiču njihovo okupljanje u pokretnu masu. Tim je otkrio da razina unutarstaničnog željeza u tome igra značajnu ulogu.
"Željezno" pamćenje
Niske razine željeza bile su povezane s bržim i učinkovitijim stvaranjem aktivnog roja bakterija, dok su više razine vodile do mirnijeg načina života. Među stanicama E. coli prve generacije ovo se činilo kao intuitivan odgovor. Ali nakon samo jednog masovnog okupljanja bakterije su pri niskim razinama željeza bile još brže i učinkovitije u stvaranju roja nego prije.
Štoviše, prenijele su ovo "željezno" pamćenje na najmanje četiri uzastopne generacije potomaka – koji nastaju dijeljenjem matične stanice u dvije nove stanice. Do sedme generacije novih stanica ovo se pamćenje prirodno izgubilo.
Znanstvenici tek trebaju otkriti molekularni mehanizam iza potencijalnog sustava pamćenja i njegovog nasljeđivanja, ali izgleda da postoji snažna povezanost između unutarstaničnog željeza i ponašanja međugeneracijskog roja.
"Što više znamo o ponašanju bakterija, to se možemo lakše boriti protiv njih"
Epigenetika igra ulogu u prenošenju "zapamćenih" bioloških postavki kroz generacije E. coli isključivanjem ili uključivanjem postavki specifičnih gena, no stručnjaci smatraju da to nije primarni mehanizam u ovom slučaju s obzirom na kratko trajanje naslijeđenih informacija.
S druge strane, željezo je povezano s reakcijama bakterija na stres pa ima evolucijskog smisla da se oko njega formira međugeneracijski sustav pamćenja. Memorijski sustav baziran na željezu mogao bi pomoći E. coli da se prilagodi lošim okolišnim uvjetima ili antibioticima.
"Prije nego što je u Zemljinoj atmosferi bilo kisika, rani stanični život je za mnoge stanične procese koristio željezo. Ono nije važno samo u formiranju života na Zemlji već i tijekom evolucije. U svakom slučaju, što više znamo o ponašanju bakterija, to se možemo lakše boriti protiv njih", zaključuje Bhattacharyya.
Istraživanje naziva A heritable iron memory enables decision-making in Escherichia coli objavljeno je u časopisu PNAS.