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Bakterien können Erinnerungen speichern und über Generationen weitergeben: ScienceAlert

Ein einzelliger Organismus ohne nennenswertes Gehirn oder Nervensystem kann neuen Forschungsergebnissen zufolge dennoch Erinnerungen bilden und diese Erinnerungen an zukünftige Generationen weitergeben.

Bakterien breiten sich überall aus, Escherichia coli, Er ist Eine der am besten untersuchten Lebensformen Auf der Erde entdecken Wissenschaftler jedoch immer noch unerwartete Wege, wie es überleben und sich verbreiten kann.

Forscher der University of Texas und der University of Delaware haben nun ein potenzielles Speichersystem entdeckt, das dies ermöglicht Coli-Bakterien „Erinnern“ Sie sich noch Stunden und Generationen später an vergangene Erlebnisse.

Das Team sagt, dass diese Art des bakteriellen Gedächtnisses ihres Wissens bisher noch nicht entdeckt wurde.

Es ist klar, dass das Gedächtnis, über das Wissenschaftler in diesem Fall sprechen, nicht dasselbe ist wie das bewusste menschliche Gedächtnis.

Stattdessen das Phänomen des bakteriellen Gedächtnisses Beschreiben Wie Informationen aus vergangenen Erfahrungen die aktuelle Entscheidungsfindung beeinflussen.

„Bakterien haben kein Gehirn, aber sie können Informationen aus ihrer Umgebung sammeln, und wenn sie dieser Umgebung wiederholt begegnen, können sie diese Informationen speichern und später zu ihrem eigenen Vorteil schnell darauf zugreifen.“ Er erklärt Leitender Forscher ist der Molekularbiologe Souvik Bhattacharya von der University of Texas.

Die Ergebnisse von Bhattacharyya und ihrem Team basieren auf starken Korrelationen aus mehr als 10.000 bakteriellen „Schwarmtests“.

Diese Experimente waren ein Test, um herauszufinden, ob… Coli-Bakterien Die Zellen auf einer Platte gruppieren sich zu einer einzigen wandernden Masse, die sich mit demselben Motor bewegt. Dieses Verhalten weist im Allgemeinen darauf hin, dass sich Zellen zusammenschließen, um effizient nach einer geeigneten Umgebung zu suchen.

Andererseits wann Coli-Bakterien Die Zellen gruppieren sich zu einem klebrigen Biofilm und besiedeln so eine Nährstoffoberfläche.

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In vorläufigen Experimenten enthüllten Forscher Coli-Bakterien Die Zellen wurden verschiedenen Umweltfaktoren ausgesetzt, um herauszufinden, welche Bedingungen dazu führten, dass sie schneller schwärmten.

Letztendlich stellte das Team fest, dass intrazelluläres Eisen der stärkste Prädiktor dafür war, ob sich Bakterien bewegten oder an Ort und Stelle blieben.

Niedrigere Eisenwerte waren mit einer schnelleren und effizienteren Mobilisierung verbunden, während höhere Werte zu einem sitzenderen Lebensstil führten.

Ein Beispiel für Coli-Bakterien Bakterienschwarm. (Universität von Texas in Austin)

Unter der ersten Generation Coli-Bakterien Zellen scheint dies eine intuitive Reaktion zu sein. Aber nach nur einem Schwarmereignis waren Zellen, die später im Leben niedrigere Eisenwerte aufwiesen, beim Schwärmen schneller und effizienter als zuvor.

Darüber hinaus wird dieses „eiserne“ Gedächtnis auf mindestens vier aufeinanderfolgende Generationen von Tochterzellen übertragen, die durch die Teilung der Mutterzelle in zwei neue Zellen entstehen.

In der siebten Generation der Tochterzellen geht dieses Eisengedächtnis auf natürliche Weise verloren, kann jedoch wiederhergestellt werden, wenn Wissenschaftler es künstlich verbessern.

Die Autoren der Studie haben den molekularen Mechanismus hinter diesem potenziellen Gedächtnissystem oder seine Erblichkeit noch nicht bestimmt, aber der starke Zusammenhang zwischen intrazellulärem Eisen und dem Schwarmverhalten zwischen den Generationen lässt darauf schließen, dass ein gewisses Maß an fortlaufender Konditionierung im Spiel ist.

Während die Genetik bekanntermaßen eine Rolle spielt… Weitergabe „erinnerter“ biologischer Einstellungen. Generationenübergreifend Coli-Bakterien Durch die Regulierung der „Ein“- und „Aus“-Einstellungen bestimmter Gene gehen die Forscher davon aus, dass die kurze Dauer der Erblichkeit bedeutet, dass dies hier nicht der zugrunde liegende Mechanismus ist.

Eisen wird mit mehreren Stressreaktionen bei Bakterien in Verbindung gebracht. Dass sich um ihn herum ein generationenübergreifendes Gedächtnissystem gebildet hat, macht evolutionär sehr viel Sinn.

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Ein eisenbasiertes Gedächtnissystem kann hilfreich sein Coli-Bakterien Anpassung an schlechte Umweltbedingungen oder Antibiotika.

Eins Coli-Bakterien Die Zelle kann Innerhalb einer halben Stunde verdoppelnDaher kann die Fähigkeit, ein solches Gedächtnis auf Tochterzellen zu übertragen, auch in sich langsam verändernden Umgebungen nützlich sein.

„Bevor es Sauerstoff in der Erdatmosphäre gab, nutzte das frühe zelluläre Leben Eisen für viele zelluläre Prozesse.“ sagen Bhattacharya.

„Eisen ist nicht nur wichtig für die Entstehung des Lebens auf der Erde, sondern auch für die Evolution des Lebens. Es ist sinnvoll, dass Zellen es auf diese Weise nutzen.“

„Am Ende“, sagte Bhattacharya Er kommt zu dem Schluss, „Je mehr wir über das Verhalten von Bakterien wissen, desto einfacher ist es, sie zu bekämpfen.“

Die Studie wurde veröffentlicht in Mit Leuten.

Magda Franke

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