Forskare har funnit att vissa metanogena bakterier kan ansluta till varandra i en slags biologiska ledningar och bilda någon form av förbindelser, liknande hur neuroner utbyter information med varandra i djurhjärnan, enligt en artikel publicerad i tidskriften Nature.
”Vår upptäckt förändrar inte bara vår förståelse för bakterier, utan också hur vi föreställer oss vår hjärna. Alla våra sinnen, känslor och intelligens växer ut ur hjärncellernas utbyte av elektriska signaler som utlöses av jonkanaler. Vi fann att bakterier använder samma kanaler och elektriska signaler för att komma ut ur en obekväm miljö, säger Guerol Sueel från University of California, San Diego, USA.
Suel och hans kollegor kom till denna slutsats och försökte avslöja en ovanlig hemlighet från livet i stora samhällen av bakterier som förenas i täta kolonier - "filmer" av hundratusentals enskilda mikrober - hur organismer i mitten av sådana strukturer som inte har kontakt med den yttre miljön lyckas överleva.
Genom att observera livet för sådana filmer har forskare funnit att celler på ytan av filmen, som har obegränsad tillgång till mat, med jämna mellanrum tillåter insidan av kolonin att andas. De slutar växa, vilket gör att näringsämnen kan tränga in i koloniens djup, och mikrober inne i filmen fyller på matförsörjningen.
En sådan fantastisk synkronisering av beteende hos bakterier som ligger på långa avstånd från varandra fick forskare att fundera över hur de kunde kommunicera med varandra. Matens beteende - glutamatmolekyler - när de rör sig inuti filmen indikerade att denna bakteriella "Internet" kan fungera på basis av elektrokemiska signaler.
Med stöd av denna idé mätte författarna till artikeln hur spänningen på ytan av bakteriemembranen och inuti näringsmediet förändras under perioder med tillväxt av ytlagret av mikrober och under perioder av lugn.
Det visade sig att spänningen på bakteriemembranet fluktuerade i tid med de mikrobiella tillväxtcyklerna, vilket bekräftade gissningen för Xuel och hans kollegor. Dessa elektriska vibrationer, som forskarna förklarar, genererades av jonkanaler på ytan av skalen på mikrober, liknande struktur och form som de joniska "pumparna" som finns på ytan av nervcellerna i hjärnan.
Kampanjvideo:
Bakteriella jonkanaler fungerar på liknande sätt - de pumpar in eller ut ur cellens kaliumjoner, vilket skapar en skillnad i koncentrationen av kalium- och natriumjoner, vilket ger mikroben förmågan att leda elektriska impulser genom dess yta.
Om dessa kanaler och deras tillhörande gener avlägsnas, förlorar bakterierna sin förmåga att kommunicera med varandra och kolonin sönderdelas snabbt på grund av oförmågan att koordinera vågor av tillväxt och lugn.
Intressant nog sprider denna signal, säger Suelle, längs den mikrobiella filmen på ungefär samma sätt som smärtimpulser uppstår i hjärnan under migränens början. Forskare hoppas att ytterligare studier av bakterien "hjärnan" kommer att hjälpa dig att förstå hur du kan bekämpa dessa huvudvärk.
Omvänt kan nuvarande migränläkemedel som blockerar överföring av sådana signaler i princip användas för att störa bakteriernas kommunikation. Detta kan hjälpa till att bekämpa kolonierna av antibiotikaresistenta mikrober som ofta orsakar epidemier på sjukhus, konstaterar biologerna.
