bakterijos turi prota?
Zmonijos ir mikrobu karas, regis, niekad nesibaigs. Taciau dabar mokslininkai netiketai suprato kovojantys ne pries pavienius mikroorganizmus, o pries visa mikropasauli, apdovanota kolektyviniu protu ir socialine samone.
Nuzudyk artima
Tel Avivo universitete atlikus tyrimus paaiskejo, kad daugelis Paenibacillus dendritiformis bakteriju, regis, paprasciausio anaerobinio mikroorganizmo, gyvenancio ant augalu saknu, atstovu gamina nuodingas antimikrobines medziagas, kuriomis gali sunaikinti visus savo konkurentus. Kilo mintis supjudyti dvi bakteriju kolonijas ir paziureti, kas is to iseis. Didziai mokslininku nuostabai, karo nebuvo - abi kolonijos puole naikinti savas lasteles, atsidurusias ribineje zonoje. Bet vos tik priesai buvo atskirti aklina membrana, susinaikinimo procesas liovesi.
Eksperimento autoriai padare isvada, kad bakterijos turi primityvu kolektyvini prota, leidzianti isgyventi tuo atveju, jei lastelems gresia badas, sokas del aukstos temperaturos ar koks isores priesas. Tokiais atvejais kolonijos mobilizuojasi ir arba pradeda zudyti priesus, arba naikina save, kad issaugotu populiacija, tegul ir sumazejusia.
Dar neseniai bakterijos buvo laikomos izoliuotais vienalasciais organizmais be isreikstos socialines elgsenos, bet dabar aisku, kad viskas daug sudetingiau. Galima speti, kad savarankisku organizmu reikia laikyti visa mikrobu kolonija, galincia rinkti informacija is aplinkos, saugoti “kolektyvine atminti” ir perduoti vienas kitam informacija naudojantis ypatinga chemine kalba. Vaizdziai tariant, mikrobu kolonijos struktura galima lyginti su primityvia demokratija, kur kiekvienas vienalastis turi savo “balsa”, kuris, pasiekus butina dauguma, tampa kolektyviniu daugumos sprendimu.
Pranesimas apie protingas mikroorganizmu kolonijas prilygo sprogusios bombos efektui. O kaipgi! Juk jei mikrobai gali bendrauti vienas su kitu, priimti suderintus sprendimus, kodel tuomet zmogus negali pasikalbeti su jo organizme gyvenanciais mikroorganizmais?!
Mikropasaulio demokratija
Dar praejusio amziaus pabaigoje buvo nustatyta, kad vienalasciai organizmai ne tik gali bendrauti, bet ir moka keleta kalbu, tiksliau, bendravimo metodu.
Pirmasis grynai mechaninis, kai viena lastele su kita bendrauja salycio metu - viena bakterija gali prilipti prie kitos ir duoti signala: “Daryk taip, kaip as!”
Antrasis budas - fizikinis, istirtas menkiausiai. Taciau pagal viena hipoteze bakterijos gerai jaucia elektromagnetinius ir zemo daznio laukus. Irodyta, kad daugelis mikrobu rusiu gali skleisti ultravioletinius spindulius, i kuriuos reaguoja kiti organizmai, ir atitinkamai koreguoti ju elgesi.
O sit treciasis komunikavimo budas - vienalasciu bendravimas cheminemis reakcijomis - dabar aktyviai tyrinejamas viso pasaulio mikrobiologu. Net sudarinejami savotiski zodynai, kuriuose aiskinama, kokius pranesimus viena kitai siuncia bakterijos: apie temperaturos pokycius, maisto medziagu chemine sudeti ir pan. Mikrobiologai sugeba pazadinti bakterijas, kurios milijonus metu praleido amzinojo isalo zonoje. Is gilaus miego pabundama irgi kolektyviskai, gavus signala: “Salygos pasikeite, galima pabusti”.
Kas ka valdo?
Ne visos bakterijos pavojingos. Tarp ju yra salygiskai pavojingu ir net labai naudingu, be kuriu sudetingas zmogaus organizmas tiesiog negaletu gyventi.
Uz viska tenka moketi. Zmogus, nepaisant auksto jo raidos lygio, daug maziau sugeba prisitaikyti, palyginti su pirmuonimis. Bet be mikroorganizmu pagalbos mes - mirtininkai. Butent jie uztikrina issivysciusiu butybiu gebejima adaptuotis. Yra tokia labai reta patologija - zmogus ar gyvunas gimsta sterilus, svarus nuo bet kokiu bakteriju ir mikrobu. Ir gali gyventi tik steriliame bokse, nes nera jokiu sansu suformuoti imuniteto atsakyma i tuos mikroorganizmus, su kuriais jis susidurs. Dar daugiau: mikroorganizmai musu kune gamina medziagas, kuriu zmogus pats sintetinti ar gauti su maistu negali.
Zmogaus kune yra keli trilijonai lasteliu ir daugiau kaip 100 trilijonu ivairiu bakteriju rusiu, ir si biologine kaimynyste naudinga abiem salims. Taciau toli grazu ne visi sios savitarpio saveikos aspektai istyrineti. Jei norime pletoti naujausius kovos su sirdies, neurologinemis ligomis, veziu metodus, turime isivesti nauja zmogiskojo superorganizmo savoka ir nuodugniai istirti musu vidiniu kaimynu itaka metabolizmui.
Taigi issifruoti zmogaus genoma - tik menka dalele to, ka reikia padaryti norint suprasti savo vidinius procesus. Juk jei kalbesime apie DNR kieki, musu kunuose dominuoja butent bakterijos, o ne zmogiskosios lasteles.
Tad ar galime valdyti bakterijas, o ne su jomis kovoti, tik dar labiau stiprindami prieso potenciala? Grupe Amerikos mokslininku nusprende sukurti toki strategini ginkla, kuris ne uzmustu visas bakterijas, o sumazintu ju infekcini agresyvuma. Mokslininku nuomone, tam pakanka sutrikdyti bakteriju “kvoruma”, tai yra neleisti priimti daugumos cheminemis reakcijomis balsavusiu gentainiu sprendimo. Bandoma sukurti preparatus, neleidziancius bakterijoms komunikuoti.
O ar gali zmonija uzmegzti visaverti dialoga su mikropasauliu? Kol kas niekas negali atsakyti i si klausima, nes kolektyvine samone - visiskai kitokia, neturinti nieko bendra su musu supratimu apie proto sandara.
Kas bus, jeigu...
...Jei zmonija ras bendra kalba su mikroorganizmais, pasaulio laukia nauja technologine revoliucija. Stai keletas galimo bakteriju pritaikymo krypciu.
Naudingi produktai. Pasitelkus bakterijas galima gaminti produktus imunitetui stimuliuoti. Jau siandien gaminamas ivairiapusiskas probiotiku kompleksas zarnyno mikroflorai atkurti. Rytoj mokslininkai pajegs gaminti naudinga vyna, suri, desreles ir kitus produktus, kurie anksciau nebuvo laikomi dietiniais.
Biovalymas. Deinococcus radiodurans bakterijos pasizymi unikaliu atsparumu radiacijai ir nepalankioms aplinkos salygoms, todel sis mikroorganizmas yra nepakeiciamas komponentas radioaktyviu atlieku ir radioaktyvaus uzterstumo zonu biologinio valymo procese.
Vaistai. Bakterijos gali pristatyti “krovini” is specialiu nanodaleliu - DNR ar vaistu molekuliu - i lasteliu vidu, istirpdydamos ju apvalkala. Sukurti tokius vaistus bakteriju Citrobacter ir Enterobacter pagrindu jau bandoma visose issivysciusiose pasaulio salyse.
Ginklai. Mokslininkai prognozuoja atsirasiant naujos kartos bakterologini ginkla - “protingi” mikrobai pagal salygini signala isskirs nuodingasias medziagas, kenkiancias konkrecios rases, amziaus ar lyties zmonems.
“Protingi” drabuziai. Zymiausi modeliuotojai pranasauja netrukus atsirasiant savaime issivalancius drabuzius, pasiutus is medziagos, kurioje gyvena bakteriju kolonijos. Bakterijos suris visus tersejus, ir striuke visada atrodys svari.
“Gyvos” lemputes. Prinstono mokslininkai jau irode, kad Escherichia coli bakteriju kolonija gali gaminti proteina GFP, skleidzianti sviesa. Specialistai prognozuoja, kad sis atradimas lems “gyvu” sviesos saltiniu, kuriems nereikes elektros energijos, atsiradima.
Baterija. Japonijos mokslininkai Shewanella oneidensis (juros dugne gyvenancios bakterijos) pagrindu sukure maitinimo elementus, kuriuose mikroorganizmai gamina srove, uztikrinancia nedidelio kompiuterio darba.
Parengta pagal "Respublikos" prieda "Julius/Brigita"