Принято считать, что бактерии — существа весьма слаборазвитые и они живут лишь для того, чтобы «разделиться надвое», тем самым продолжив свой род, но это не совсем так.
Многие бактерии объединяются в сложноорганизованные колонии и даже способны передавать друг другу информацию с помощью различных химических соединений. Но недавно группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружила одну из разновидностей одноклеточных бактерий, которые используют электрический импульс для коммуникации друг с другом. Более того, такой импульс очень напоминает работу нейронов головного мозга. Работа опубликована в журнале Cell.
За открытием нового вида стоит исследователь Джиньтао Лью, а бактерии, которые он обследовал, относятся к виду Bacillus subtilus. Колонии этих микроорганизмов образуют тонкие пленки, или, как их еще называют, биопленки. Ученый обнаружил, что пленка колонии бактерий расширяется и сжимается с определенными интервалами, равными двум часам, а процесс этого расширения-сжатия является результатом намеренных действий микроорганизмов. В ходе опытов также было обнаружено, что иногда во время расширения бактерии делают паузу для того, чтобы питательные вещества с краев колонии были переправлены ближе к ее центру для питания «собратьев», находящихся там. Дальнейшие изыскания помогли выявить то, что у бактерий в клеточной мембране имеются токопроводящие ионные каналы, проводимость которых может изменяться контролируемым изнутри способом. Как утверждает сам автор исследования,
«Наличие каналов позволяет бактериям посылать и принимать сигналы при помощи передачи положительно заряженных ионов калия. Когда бактерии в центре колонии начинают ощущать голод, они открывают свои каналы и испускают в пространство ионы калия. Появление этих ионов заставляет сделать то же самое для следующих членов колонии, и за счет каскадного эффекта возникает электрический импульс, медленно распространяющийся от центра колонии к ее границам. А этот импульс является чем-то вроде команды, которая приостанавливает дальнейшее расширение колонии бактерий. Этот процесс чем-то напоминает поведение нейронов нервных тканей, который так же основан на использовании ионных каналов».
Но и это еще не все: волна ионов калия, которая проникает за пределы границ колонии, привлекает в состав этой колонии новых членов, которые до этого были одиночками, что и способствует объединению с другими колониями этого же вида. Более того, ученые подозревают, что такой коммуникационный механизм может выступать в качестве универсального языка общения между бактериями и колониями различных видов.
«Нам кажется, что таким путем могут общаться различные виды микроорганизмов, ведь калий присутствует во всех живых клетках и играет очень важную роль в процессах их жизнедеятельности. Все это может изменить наш взгляд на природу взаимодействия бактерий одного или разных видов и их колоний».
Автор: Владимир Кузнецов