Учёные выявили механизм коллективной памяти у популяций микроорганизмов

Микробиологи из швейцарского Института водных наук и технологий и Швейцарской высшей технической школы Цюриха в ходе экспериментов над бактериями выявили наличие эффекта, который можно описать как «коллективную память» бактерий. Популяция микроорганизмов реагирует на изменения окружающей среды с учётом ранее приобретённого «опыта».

Известно, что у бактерий есть зачатки «памяти», с помощью которой они могут сравнивать интенсивности внешних стимулов и изменять или сохранять направление движения. Это явление называется хемотаксис — двигательная реакция, вызванная внешними раздражителями. Учёные недавно подробно изучили структуру, с помощью которой происходит «принятие решений» в зависимости от внешних стимулов.

Но память индивидуальных клеток быстротечна. В экспериментах для проверки работы памяти у бактерий Caulobacter crescentus учёные добавляли в воду соль. Иногда её содержание в воде постепенно увеличивали, иногда сразу делали большим. Те бактерии, которым было дано «солевое предупреждение», впоследствии выживали лучше. Но память об увеличении солёности воды у отдельных клеток пропадала уже через 30 минут.

В ходе экспериментов выяснилось, что большая популяция бактерий выживает лучше даже после двух часов, прошедших с момента «предупреждения». Жизненные циклы отдельных клеток синхронизируются из-за задержек в делении, вызванных повышением солёности окружающей среды. Вероятность выживания бактерии зависит от того, на какой стадии находится её жизненный цикл в момент добавления в воду соли.

Также выяснилось, что популяции, ранее подвергавшиеся воздействию соли, могут пострадать как слабее, так и сильнее тех популяций, что не были «натренированы» на повышение солёности воды.

Благодаря исследованию учёные надеются лучше понять принципы контроля популяций микроорганизмов – в частности, как патогены сопротивляются антибиотикам, или как управлять жизнедеятельностью микроорганизмов, используемых в промышленных целях.