Zašto su mikrobi pametniji nego što ste mislili

Velika većina vrsta na Zemlji su jednostanični. Većina tih propadaju u zaborav - mnogi nikada nisu ni ime - ali neke od relativno malo vrsta koje su proučavali pokazuju iznimne sposobnosti.

Mnogi od njih su fizičke: neki mikroorganizmi su zapanjujuće jaki; drugi mogu spavati zimski san za stotine tisuća godina i napredovati u okolišu , tako ekstremno da će ubiti većinu drugih oblika života u flash.

Ali mnogi protisti bakterija i također pokazuju ponašanja koja izgleda izvanredno inteligentan. Ovo ponašanje nije rezultat svjesnog mišljenja - sortiranje ćete naći kod ljudi i drugih kompleksnih životinja - jer jednostanični organizmi nemaju živčani sustav, a kamoli mozak.

Bolje objašnjenje je da su oni "biološko računalo" s unutarnjim mašineriju koja može obrađivati podatke (pogledajte naš pregled wetware: Računalo u svakom živom Cell). Ovdje su neke od najupečatljivijih primjera tog "inteligentni" ponašanje iz New Scientist arhive.

Komunikacija

Bakterije međusobno s kemikalijama. Oni to čine iz domaćin razloga, neki od njih teško je shvatiti osim ako su drugi bakterije (ili namjenski bakteriolog), ali jedan od najvažnijih jasan je demonstriran Bacillus subtilis.

Ako B. subtilis pojedinci su u rastućoj hranom siromašnih područja, oni release kemikalije u svoju okolinu. Ti u biti reći svojim susjedima: "Ne postoji puno hrane ovdje, tako jasno off ili ćemo oboje gladovati."

Kao odgovor na te kemijske poruke, druge bakterije se postaviti dalje, u potpunosti mijenja svoj oblik kolonije.


Donošenje odluka

Mnogi jednostanični organizmi mogu raditi koliko drugih bakterija vlastitih vrsta, su u njihovoj blizini - mogućnost poznat kao "quorum sensing".

Svaki pojedinac Bakterija releases male količine kemikalije u okolici - kemikaliju koja se može otkriti kroz receptore na njegov vanjski zid. Ako ima puno od drugih bakterija okolo, sve objavljivanju iste kemijske, razina može doseći kritične točke i potaknuti promjene u ponašanju.

Patogene (uzrokuju bolesti) bakterija često koriste kvorum očitavanje odlučiti kada će se krenuti u napad na njihovom vojskom. Nakon što su nakupljen u dovoljnom broju da dominiraju imunološkog sustava, oni su zajedno pokrenuli napad na tijelu. ometanje njihove signale može nam pružiti način za borbu protiv nazad.

Vidi milijarde bakterija mozak bolje od jedne.

Grad živi

Ne samo da se bakterija brbljav i co-operative, ali i oblik zajednice. Kad se to dogodi, rezultat je biofilm, najpoznatija kao tankog sloja sluzi taj kaput unutrašnjost vodovodnih cijevi, ili kuhinje površine u studentske rezidencije. Također su pronađena u biološkim skloništa, kao i unutarnje obloge ljudskog probavnog sustava - bilo gdje, u stvari, tamo gdje je puno vode.

Mnoge različite vrste žive jedan uz drugoga u tim "bakterijske gradova", munching jedni drugima otpada, suradnja se iskorištavati izvore hrane, kao i zaštiti jedni druge od vanjskih prijetnji - kao što su antibiotici.

Ubrzana mutacija

Mnogi mikrobi mogu ubrzati stopa po kojoj se njihovim genima mutirati. To im omogućava da dobiju nove sposobnosti koje mogu biti korisna kada se uvjetima teško. To je rizično strategija, jer će mnoge od nove mutacije biti štetna ili čak kobno i je, u stvari, uporan taktiku malo kad postoji lijevo za izgubiti.

Primjeri su Legija: Escherichia coli mutira brže kada je pod stresom (Science, DOI: 10.1126/science.1082240), i kvasac je također pokazala da obavljaju isti trik (Critical Reviews in biokemiju i molekularnu biologiju, DOI: 10.1080/10409230701507773) .

Tijekom ranih 1990-ih, istraživači su predložili da se bakterije mogu imati način da se "odaberite" mutacije koje bi posebno korisna. Ta ideja redatelja mutacije je izuzetno kontroverzna, a do 2001 dokazi stog protiv nje (Nature Reviews Genetics, DOI: 10.1038/35080556).

Navigacija

To je zajednička znanja da većina životinja može ploviti preko ogromne udaljenosti, Migrating ptica i pčela se među najbolje poznati primjeri. No, mikrobi su također prilično dobar u tome.

Jednostaničnim algama skupno zvanih Chlamydomonas plivati prema svjetlu, ali samo ako je od valne duljine koja oni mogu koristiti za fotosintezu.

Slično tome, neke bakterije potez prema prisutnosti kemikalija u svom okruženju - ponašanje zove kemotaksija. E. coli, na primjer, premjestiti kao morski psi na tragu krvi ako nekoliko molekula hrane se pao u njihov okoliš.

Druga grupa bakterija se uskladila s Zemljino magnetsko polje, što im omogućuje da direktno sjeverno ili južno (Science, DOI: 10.1126/science.170679). Poznat kao magnetotactic bakterija, njihove posebne sposobnosti dolazi od specijaliziranih organela naprćen sa magnetskim kristalima.

Ali, možda je najmarkantnija feat. mikrobne plovidbe obavlja slime mold Physarum polycephalum. Ova kolonija poput ameba organizmi i uvijek pronalazi najkraći put kroz labirint.

Učenje i pamćenje

Kad ameba Dictyostelium pretražuje površinu Petrijeva zdjelica za hranu, to čini često skreće. Ali to ne učini u potpunosti nasumično.

Izvor: newscientist.com Isprika zbog grešaka u prijevodu, tekst je preveden google prevodiocom.

Ako se upravo okrenuo pravo, to je dvaput vjerojatnije da će skrenuti lijevo i desno na svojoj idućoj okrenuti, i obrnuto. Na neki način, da "pamti", u kojem smjeru je posljednji okrenuo. Ljudska sperma imaju istu sposobnost.

E. coli ide bolje. Ova bakterija troši dio njegova životnog ciklusa putujući kroz ljudski probavni sustav nailazi različitih okruženja kao što ide. U toku svojih putovanja, na koje naiđe šećera laktoze prije nego što pronađe vezane šećera, maltozu. Na svojoj prvoj okus laktoze, ona prebacuje na biokemijske strojeve da ga probaviti - ali aktivira djelomično Strojevi za maltozu, tako da će biti spreman za blagdan čim je postignut.

Kako bi pokazali da to nije jednostavno hard-ožičen, istraživači sa Sveučilišta Tel Aviv je rastao E. coli za nekoliko mjeseci uz laktozu, ali bez maltoza. Oni su otkrili da bakterije postupno mijenja svoje ponašanje, tako da oni više ne smeta da se prebaci na maltozu-probavlja sustava (Priroda, DOI: 10.1038/nature08112).

Izvanredan iako tih ponašanja su, vjerojatno imaju samo izgreben površina što jednostanični organizmi mogu učiniti. Sa tako mnogo dalje potpuno nepoznata u znanosti, mora postojati mnogo više iznenađenja.

de znam