Бактерии, в большинстве случаев, являются одноклеточными организмами. Но это не значит, что они одиночки. Некоторые из видов одноклеточные бактерии живут в больших колониях, как люди в мегаполисах. И, подобно людям, эти бактерии общаются друг с другом различными способами, что позволяет сохранить всю колонию живых. Не так давно группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили, что по крайней мере один вид одноклеточных бактерий, использует механизм электрической связи, который очень напоминает работу нейронов мозга.
Цзиньтао Лю (Лю Цзиньтао), исследователь из Университета Калифорнии, работал с бактериями вида бактерий Bacillus subtilus, колонии которых образуют тонкую пленку, называемую биопленку. В ходе исследования было отмечено, что фильм колония бактерий расширяется и сжимается с интервалом каждые два часа. И этот процесс расширения-сжатия является результатом намеренных действий микроорганизмов, иногда в расширением пауза бактерий для того, чтобы питательные вещества из края колонии был переведен ближе к центру. Если этого не произошло, члены колонии в его центре, не получили продовольствие, были убиты, и колонии рухнул бы, став уязвимой для различных внешних факторов.
Заметив такое поведение, ученых интересует механизм контроля за поведением колонии. Этот механизм принципиально отличается от традиционного механизма химической связи, используемых бактерий в большинстве случаев. Более тщательные исследования показали, что бактерии B. subtilus в клеточной мембране имеются ионные каналы электропроводными, электропроводность которых изменяется в контролируемым образом.
Наличие каналов, в свою очередь, позволяет бактериям получать и отправлять сигналы с переносом положительно заряженные ионы калия. Когда бактерии в центре колонии начинаете чувствовать голод, они открывают свои каналы и излучают в пространство ионы калия. Появление этих ионов, и это вынуждает тебя делать то же следующие члены колонии, а благодаря каскадному эффекту электрического импульса медленно распространяющихся от центра колонии к своим границам. И этот импульс является чем-то вроде команды, которая приостанавливает дальнейшее расширение колоний бактерий.
Описанный выше процесс практически идентичен процессу «включения» нейронов в нервной ткани, которая также основана на использовании ионных каналов.
Кроме того, волна ионов калия, которые проникают за пределы колонии бактерий, привлек в состав колонии новые элементы, которые были «в свободном плавании», и способствует единению с других колоний того же вида. Более того, ученые подозревают, что такой механизм коммуникации может выступать в качестве универсального языка общения между бактериями и колониях различных видов.
«Вполне вероятно, что таким образом можно передать различные типы микроорганизмов, потому что калий присутствует во всех живых клетках и играет очень важную роль в процессах метаболизма», — говорит Жаклин Humphris (Жаклин Хамфрис), один из исследователей, «все это может изменить наш взгляд на природу взаимодействия бактерий одного или разных видов и их колоний.»
