Podle článku zveřejněného v časopise Nature vědci zjistili, že některé methanogenní bakterie se mohou navzájem spojovat v jakémkoli biologickém potrubí a vytvářejí určitý druh spojení, podobně jako si neurony vzájemně vyměňují informace v mozku zvířat.
„Náš objev nejen změní naše chápání bakterií, ale také způsob, jakým si představujeme náš mozek. Všechny naše smysly, emoce a inteligence vyrůstají ze způsobu, jakým si mozkové buňky vyměňují elektrické signály, které jsou spouštěny iontovými kanály. Zjistili jsme, že bakterie používají stejné kanály a elektrické signály, aby se společně vynořily z nepříjemného prostředí, “řekl Guerol Sueel z University of California, San Diego, USA.
Suelle a jeho kolegové dospěli k tomuto závěru a pokusili se odhalit neobvyklé tajemství ze života velkých komunit bakterií, které se spojily do hustých kolonií - „filmů“stovek tisíců individuálních mikrobů - jak přežívají organismy ve středu takových struktur, které nemají kontakt s vnějším prostředím.
Při pozorování života takových filmů vědci zjistili, že buňky na povrchu filmu, které mají neomezený přístup k potravě, periodicky umožňují dovnitř kolonie dýchat. Přestanou růst a umožňují pronikání živin do hloubky kolonie a mikroby uvnitř filmu doplňují zásoby potravin.
Taková úžasná synchronizace chování bakterií nacházejících se na velké vzdálenosti od sebe přiměla vědce přemýšlet o tom, jak by mohli mezi sebou komunikovat. Chování potravin - molekul glutamátu - při pohybu uvnitř filmu naznačovalo, že tento bakteriální „internet“může fungovat na základě elektrochemických signálů.
V souladu s touto myšlenkou autoři článku měřili, jak se mění napětí na povrchu bakteriálních membrán a uvnitř živného média během období růstu povrchové vrstvy mikrobů a během období klidu.
Ukázalo se, že napětí na bakteriální membráně kolísalo v čase s mikrobiálními růstovými cykly, což potvrdilo odhad Xuela a jeho kolegů. Tyto elektrické vibrace, jak vědci vysvětlují, byly generovány iontovými kanály na povrchu skořápek mikrobů, podobnou strukturou a tvarem jako iontové „pumpy“, které jsou na povrchu nervových buněk v mozku.
Propagační video:
Bakteriální iontové kanály fungují podobným způsobem - pumpují draselné ionty dovnitř nebo ven z buňky, což vytváří rozdíl v koncentraci iontů draslíku a sodíku, což dává mikrobu schopnost vést elektrické impulzy skrz jeho povrch.
Pokud jsou tyto kanály a související geny odstraněny, bakterie ztratí schopnost spolu komunikovat a kolonie se rychle rozpadne kvůli neschopnosti koordinovat vlny růstu a klidu.
Je zajímavé, že tento signál, říká Suelle, se šíří podél mikrobiálního filmu téměř stejným způsobem, jako v mozku vznikají při nástupu migrény bolestové impulsy. Vědci doufají, že další studium bakteriálního „mozku“pomůže pochopit, jak s těmito bolestmi hlavy bojovat.
Naopak, současné léky proti migréně, které blokují přenos takových signálů, mohou být v zásadě použity k interferenci s komunikací bakterií. To by mohlo pomoci bojovat proti koloniím mikroorganismů odolných vůči antibiotikům, které často způsobují epidemie v nemocnicích, uzavírají biologové.