Превращаются ли голодные бактерии в каннибалов?
В условиях кризиса у бактерий в рукаве припрятано несколько трюков для выживания. Например, есть бактерии, которые поедают своих сородичей, чтобы выжить в суровых условиях, таких как недостаток питательных веществ. Их каннибализм является настолько эффективной стратегией, что ученые предполагают, что бактерии могут жить в спящем состоянии таким образом миллионы лет!
Представьте, что однажды самолет, на котором вы летите, совершает аварийную посадку на необитаемом острове, как в сериале "Остаться в живых", и там нет еды. Стали бы вы есть своих товарищей, чтобы выжить?
Оказывается, бактерии стали бы. По данным , опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, они едят даже своих родственников.
Бактерии могут прожить тысячу дней без пищи
В этом исследовании бактерии были взяты из почвы и выращивались в колбе с солевым раствором в течение 1 000 дней. Они были лишены всех источников пищи, но даже спустя более чем 2,5 года, как выяснилось, они все еще были живы!
Как же такое возможно? Ведь все живые организмы нуждаются в пище, чтобы выжить. Оказывается, бактерии не очень сентиментальны и, чтобы выжить, поедают останки своих умерших друзей и родственников.
Они поступают так, как должны поступать, чтобы выжить. Не стоит говорить, что бактерии нарушили все свои верности и съели своих товарищей живьем. Более сильные бактерии просто поедали останки более слабых, которые голодали и умирали - оппортунистическая версия "выживания сильнейших".
Убивали ли более сильные бактерии более слабых, неизвестно. Возможно, бактериальные убийства - это то, что мы еще не открыли? Мы знаем, что у бактерий есть инструменты для убийства, такие как ферменты, способные пробивать дыры в клеточных стенках бактерий. Когда бактерии используют эти убийственные инструменты для убийства других бактерий, это называется аллолизом.
Есть также некоторые бактерии, например, Bdellovibrio bacteriovorus, которые способны заживо поедать другие бактерии, но это уже история для другого раза.
Итак... это все, что они делали для выживания? Достаточно ли остатков мертвых бактерий, чтобы поддерживать голодные бактерии в течение многих лет, десятилетий или даже столетий?
У бактерий есть механизмы энергосбережения
Когда мы заболеваем или приходим домой уставшими после долгого рабочего дня, мы часто становимся ленивыми и неэнергичными. Нам не хочется делать ничего другого, кроме как свернуться калачиком в постели.
Бактерии чувствуют себя примерно так же. Они становятся настолько голодными и лишенными энергии, что приостанавливают или замедляют все остальные биологические процессы. Это эквивалентно чувству вялости, подобно тому, как медведь впадает в зимнюю спячку. Таким образом, их энергетические потребности снижаются, что позволяет им сохранить те крохи энергии, которые у них остались.
Бациллы, виды бактерий, участвовавшие в исследовании, оказались самыми долговечными. Эти бактерии обладают способностью превращаться в эндоспоры. Это обычный инструмент выживания, используемый видами Bacillus каждый раз, когда они испытывают длительные периоды стресса. Именно благодаря этой особой способности они имеют самую впечатляющую продолжительность жизни.
Споры - это маленькие одноклеточные организмы, несущие генетическую информацию своего вида, чтобы впоследствии они могли превратиться в новые особи.
Итак, бактерия Bacillus делает копию своей ДНК, помещает ее в спору, покрытую защитными белками, что делает ее способной переждать суровое путешествие. Эти споры остаются в "спящем" состоянии, пока окружающая среда не станет более благоприятной для выживания.
В этом случае, если бы в колбу, в которой росли бактерии, попала пища, споры бы раскрылись, и новые бактериальные клетки начали бы расти.
Однако не все виды бактерий обладают этой спорообразующей способностью. Другие виды бактерий в конечном итоге отмирают раньше и не выживают так долго. Однако для образования спор необходима энергия, а это значит, что бациллы должны питаться останками мертвых бактерий, чтобы собрать энергию для этого.
Как долго бактерии могут прожить без пищи?
К сожалению, исследование проводилось только в течение 1 000 дней, но авторы исследования, основываясь на математическом анализе, предполагают, что бактерии, участвовавшие в исследовании, могут прожить без пищи около 100 000 лет!
Это число было рассчитано путем изучения скорости роста и динамики роста голодающих бактерий.
Однако, с реалистичной точки зрения, научно доказать это было бы очень сложно, учитывая, что ведущие ученые были бы давно мертвы, прежде чем они смогли бы определить, верна ли гипотеза!
Помимо голода, бактерии могут выживать в очень сложных условиях. От чрезвычайно суровых условий палящих пустынь до покрытых льдом континентов, бактерии всегда выкарабкиваются. Более того, год назад несколько японских ученых оживили в океане бактерии, которые находились в спящем состоянии более !
Даже в отложениях, взятых из самых глубоких и темных частей океана, были обнаружены бактерии, несмотря на то, что там практически нет энергии. Каким-то образом им удается выжить!
Именно это больше всего интересует ученых. Как им это удается? Понимание этого позволило бы нам лучше понять эволюцию и, возможно, даже то, как на нашей большой голубой планете зародилась жизнь.
Ученые, проводящие исследование голодающих бактерий, считают, что понимание динамики выживания бактерий имеет решающее значение для понимания истории жизни на нашей планете. Оно может объяснить, как жизнь смогла выжить миллиарды лет назад, когда Земля была далеко не гостеприимным местом.
С помощью этой информации можно было бы разработать новые способы борьбы с бактериями, устойчивыми к антибиотикам, и найти способы борьбы и лечения более агрессивных заболеваний. Все это станет проще, если мы поймем их слабые места.
Отвечая на главный вопрос: ДА, бактерии могут стать каннибалами, если они голодают, но, похоже, они питаются останками мертвых. Не волнуйтесь, они не становятся зомби, которые жаждут плоти живых!