NAJVEĆA TAJNA EVOLUCIJE: ŠTA SVE MOGU BAKTERIJE? Drugi deo
ŠTA SVE ZNAJU BAKTERIJE
Iako većina naučnika ovu teoriju još nije upoznala, oni koji su ponašanje bakterija proučavali zbog interesa farmakoindustrije, otkrili su o bakterijama zaista fantastične stvari.
Šta sve znaju bakterije i koje svoje osobine su unele u naš organizam kada su ga gradile?
Profesor molekularne biologije na Univerzitetu Prinston u SAD, Boni L. Bejsler, poslednjih godina se posvetila isključivo proučavanju ponašanja bakterija, posebno nastojeći da otkrije kako one međusobno komuniciraju i raspoznaju se kada se grupišu po rodu ili vrsti. Nije se bavila evolucijom života, mada iz svojih zapažanja izvodi zaključak da bi evolucionisti morali više da se pozabeve fenomenom ponašanja bakterija upravo zbog ovih brojnih novih saznanja o njihovom smislu za komunikaciju.
"OSEĆAJ KVORUMA"
Tako je Bejslerova otkrila da postoje posebni mehanizmi stvaranja nekih molekula koji se u posebnim okolnostima mutacijama DNK proizvode. Zahvaljujući tim posebnim molekulima, bakterije međusobno komuniciraju pri čemu određene vrste razvijaju svoj "jezik" jer sve u istom trenutku stvore iste molekule; određene grupe imaju čak i svoj "dijalekt", a sve bakterije imaju i svoj univerzalni jezik kao neki bakterijski "esperanto".
Iako ovaj slikovit opis nekome može delovati suludo, i sami naučnici koji su proučavali "mentalne" aktivnosti bakterija ostali su zapanjeni.
Bejslerova kaže da bakterije počinju da funkcionišu kao grupe tek kada se u toj grupi nađe određeni broj jedinki. Ovaj početni stadijum organizacije grupe bakterija naučnici su nazvali "osećajem kvoruma" (quorum sensing).
Dakle, kada bakterije imaju u jednoj grupi dovoljan broj jedinki, one taj kvorum na neki način osete i to je znak da se može krenuti u stvaranje "nečeg". Do tada one "ćute". Osećaj kvoruma zasnovan je verovatno na koncentraciji dovoljne količine energije sa kojom se može otpočeti kolonizovanje nekog novog prostora.
Ukoliko su u pitanju za organizam patološke bakterije, to znači da će se tada pojaviti simptomi bolesti. Na primer, bakterija salmonela može dugo da se nalazi u nečijem organizmu i da uopšte ne izaziva nikakvu reakciju imunog sistema. Sve dok se u ovoj grupi ne dostigne kvorum neophodan za delovanje.
Bejslerova, međutim, u svom radu uvažava Pasterovu teoriju koja kaže da su bakterije neprijateljski organizmi, valjda uvek spremni da napadnu, pa iz toga i izvlači zaključak da salmonela sa postignutim kvorumom “kreće u napad”.
Međutim, uvažavajući teoriju dr Antoana Bešama, stvar se može tumačiti i drugačije. Velika količina toksina koje one tada počinju da ispuštaju u organizmu domaćina, uzbuni imuni sistem domaćina, jer se menja podloga za život već postojećih ćelija (na primer mitohondrija) i tada kreće borba za očuvanje života i prostora, a kod čitavog organizma nastaju klinički simptomi koji otkrivaju njihovo prisustvo. Da li je podizanje temperature organizma u stvari način da se onesposobe ovi toksini?
Razne bakterije se stalno stvaraju, kao i sve živo u zavisnosti od podloge u kojoj se nalaze čestice života, odnosno, mikrozime kao agenasi stvaranja života (po teoriji Antoana Bešama). Tako je sve u stalnom stvaranju.
Ali, cilj bakterija nije samo kolonizacija (razmnožavanje i ponovno skupljanje u još većem broju i sa većom količinom energije), već se one specijalizuju i za neke specifične zadatke - na primer samo za odbranu postojeće kolonije. I produkti ovakvih stvaranja i specijalizacija su očito sve složeniji.
Na primer: milioni bioluminescentnih bakterija može "odlučiti" da emituje svetlo simultano, tako da njihov domaćin - lignja počne da svetli. Tako se uplaše grabljivce, a lignja iskoristi priliku i pobegne.
Bakterije kao npr. enterokokus tako se vešto organizuju da su razvile sistem odbrane od antibiotika. Bejslerova ističe da se one upravo tako vešto menjaju da ih je nemoguće prevariti. "Možete ih načiniti ili gluvim ili mutavim", ali ih je nemoguće ubiti.
Zato farmaceuti plaćaju razna istraživanja ne bi li nekako nadmudrili te bakterije i onesposobili ih.
Da su čitali radove dr Bešama znali bi da je mikrozima - neuništiva. Zato se i bakterije stalno menjaju u zavisnosti kakvim ih sve hemikalijama zasipaju farmaceuti. Tako one stalno mutiraju, menjaju svoj DNK, zapravo "recepturu" za pravljenje proteina, a sumanuti farmaceuti grozničavo jure te njihove formule stvaranja nastojeći da ih blokiraju.
Pa ko je ovde neprijatelj života - bakterije koje stvaraju živa bića i održavaju život kakav mi na Zemlji poznajemo ili farmaceuti koji bi da to stvaranje spreče? Vi zaključite na osnovu onoga što ste do sada pročitali. I imajte u vidu da se Luj Paster odrekao svoje teorije o patogenim mikroorganizmima koji se nalaze u vazduhu, ali da NEKO zbog svog interesa ovo teoriju i dalje održava u medicinskim školama. Zasnovana na pogrešnoj teoriji i čitava savremena medicina je tako pogrešna. Da je tačna ovi patogeni mikrorganizmi bi se hvatali u vazduhu, a ne bi bili uzimani sa podlogom (preko brisa) i gajeni na hranjivom agaru (uvek istom).
Pogrešno instruirani "stručnjaci" mogu biti veoma opasni po život, daleko opasniji od mnogih vrsta bakterija. Prodaja zaštitnih maski, rukavica, odela, dezinficijenasa i aparata za sterilizaciji je i veoma unosan biznis.
Tako su zabludeli farmaceuti, nesposobni da nađu pravi otrov protiv “patogenih” bakterija, naložili svojim istraživačima da prouče kako bakterije međusobno komuniciraju i pronađu način da tu komunikaciju prekinu. Uložen je ogroman novac u ta istraživanja i…
I efekti su doveli naučničnike pred nova još frapantnija otkrića o sposobnostima bakterija.
Odavno se znalo da bakterije na ograničenom prostoru znaju da se kreću u pravcu materije koja predstavlja za njih hranu, kao i da se udaljavaju od onoga što za njih predstavlja otrov. Ova istraživanja potiču još iz šezdesetih godina dvadesetog veka kada su obavljena testiranja koja su pokazala da su bakterije u stanju da na neki način "donose odluke", što zapravo predstavlja najprimitivniji način razmišljanja.
Nemački biolog Vilhem Fefer obavio je još 1883. jedno takvo posmatranje, a rezultati su devedeset godina bili potpuno zanemarivani.
On je u tubus stavio bakterije i na jedan kraj tubusa stavio za njih atraktant (privlačnu materiju), a na drugi kraj odbojnu (npr. otrov). Bakterije su nepogrešivo plivale prema privlačnoj materiji, iako to nije uvek bila hrana. Čak i kada bi im otrov stavljao "pod nos" ili njime prosto ganjao bakterije, one su nepogrešivo išle na stranu atraktanta.
Tek 1974. u jednom članku u "Science Magazine" pojavio tekst o bakterijama koje možda "znaju" da "donose odluke" (Decision- Making in Bacteria). Autori članka su bili Julijus Adler i Vung Vai Zo. I oni su potsetili na Feferov ekeperiment.
Kako ovo sićušno stvorenje čiji se DNK sastoji samo iz jednog molekula i koje živi često samo nekoliko minuta, može da "donosi odluke"?
Tako su korišćenjem bakterija iz roda Ešerihija koli (E coli), koje su naučnicima poznate "do poslednjeg gena", uspeli da odgonetnu "mehanizam" koji ovu bakteriju navodi da razlikuje atraktant od otrova. Taj "mehanizam" se nalazi u određenim molekulima koji su se na neki način specijalizovali kao senzori za stimuluse.
Ove molekule, pomoću kojih bakterije znaju na koju stranu da se okrenu, naučnici su nazvali bakterijinim "očima" i "ušima". Radi se zapravo o molekulima koji su nastali iz određenih proteina koji su proizvedeni po "recepturi" koju daju mutirani geni. Kako geni mutiraju, menja se i "receptura" za pravljenje proteina. Tako se bakterije u svakoj situaciji vešto snalaze.
Ali, ni to nije sve. Pored molekula koji služe kao "oči" i "uši", odnosno senzori stimulusa, bakterije "znaju" da naprave i molekule koji im služe kao “procesori za obradu podataka” koje sakupe molekuli "senzora stimulusa" I na osnovu kojih “donose odluke”.
Tako su otkriveni molekuli koji služe bakteriji za ono zašta mi koristimo - mozak.
Deluje sumanuto, ali to su rezultati naučnih istraživanja.
Da dođu do ovog zaključka naučnike je povelo otkriće da su E coli čak znale da odreaguju na određenu koncentraciju stimulusa odnosno da prepoznaju određeni gradijent u njemu. Pod gradijentom se podrazumeva razlika u reakciji na određenu koncentraciju nečega u hemijskom rastvoru ili udaljenost stumulusa.
Analitički podaci dobijeni nakon eksperimenata pokazali su da su pojedine bakterije razlikovale gradijent u opsegu jedan deo na 10.000. To je jednako sposobnosti našeg mozga da napravi razliku između posude u kojoj se nalazi 9,999 dinara i druge u kojoj je 10.000 dinara. Ovako precizan način opažanja gradijenta odveo je naučnike u novo istraživanje sa pitanjem: "Kako im to uspeva?"
Ukoliko bi ovaj gradijent bakterija osećala kao neku vibraciju u prostoru, to je delovalo fantastično imajući u vidu koliko je ona mala u odnosu na sredinu u kojoj se nalazi u takvim eksperimentima. Kapljica vode ili znoja je za E coli kao za čoveka kanal Lamanš.
BAKTERIJE IMAJU PAMĆENJE
Posebno je bilo zanimljivo otkriti kako bakterija uspeva da odgonetne gradijent u sredini u kojoj se prvi put nađe.
Tako se počelo sa razmišljanjem da je ovaj gradijent možda na neki način ćeliji poznat iz neke pređašnje senzacije, pa ju je bakterija nasledila kao informaciju od roditelja i samo aktivirala DNK šifru za proizvodnju određenog molekula? Da li to onda znači da bekterija ima neko pamćenje pa "automatski" reaguje na različite koncentracije stimulusa?
To je za naučnike bio veliki izazov i smišljen je jedan inteligentan test. Vodio ga je još pre četrdeset godina. Danijel Košlend, a tek nedavno je objavljen u magazinu New Scientist.
Kada E coli nije u gradiantu ona se kreće tako što se nasumice kotrlja. E coli se inače kreće pomoću specijalnih izraštaja koje ima i koji se nazivaju flagele. Oni se vrte oko nje i tako se ona kotrlja. Ali kada E coli oseti određenu koncentraciju privlačne materije (atraktanta), ona odmah zaustavlja to kotrljanje flagele se zabace unazad kao repovi. E coli tada izgleda kao spermatozoid i počinje glatko da pliva u određenom pravcu. Ovaj način promene u kretanju i adekvatno uobličavanje pokazuje i da E coli ume da stvari pojednostavi oblikovanjem u prikladniju formu za plivanje.
Pojednostavljivanje je osnovni princip u rešavanju problema. Ukoliko bi se pokazalo da E coli još ima i memoriju, onda bi se to zaista moglo nazvati razmišljanjem.
Naučnici su tako postavili pitanje šta bi se desilo kada bi se E coli našle u sredini u koju je ravnomerno i dobro umešan atraktant bez gradienta. One bi tada stalno pravile salto, odnosno okretale se u mestu. Ali ako bi se iznenada ravnomerno umešalo još više atraktanta i njegovi se molekuli trenutno rasuli po rastvoru, ali tako da opet nema gradijanta- šta bi se onda desilo?
Ukoliko bakterije “analiziraju” sredinu u kojoj se nalaze, one bi samo nastavile kotrljanje jer bi tu bilo više atraktanta, ali ne bi bilo razlike u koncentraciji, ne bi bilo gradijenta.
Sa druge strane, ukoliko bakterije pamte prethodne gradijente, dodavanje više atraktanta bi ih alarmiralo i one bi možda "pomislile" da se menja gradijent. I ukoliko imaju neko pamćenje, one bi sa ovakvom promenom u sredini prekinule sa kotrljanjem i počele bi da plivaju glatko sa zabačenim flagelama.
I eksperiment je uspeo - bakterije su u trenutku veće količine atraktanta počele glatko da plivaju. Promena sredine je nešto na šta one automatski reaguju, jer im je to u "memoriji".
Tako je napravljeno jedno od najepohalnijih otkrića u savremenoj nauci - bakterije imaju pamćenje.
Ako u rečniku pogledamo šta znači reč "pamet" - ona znači "pamćenje". "Pamćenje je za mozak što i vrelina za vatru. Bez pamćenja nema inteligencije", rezonovao je Košlend.
Inteligencija ima i druge karakteristike, od kojih je jedna sposobnost učenja. Izvesni molekuli tako kod bakterija služe kao senzorski stimuli za sve ćelije posebnog roda i mogu pokrenuti ponašanje kada se ćelija sa nečim sretne prvi put. Ali i to je samo deo priče.
Neki molekuli postaju stimuli samo ukoliko su prisutni u vreme ćelijskog sazrevanja. Kad mladi bakterijum ne sretne molekule srodnog "doba", nikada neće razviti “mehanizam” da ih opazi. Tako bakterija operiše učenjem kao i instinktom.
I tu je napravljeno još jedno frapantno otkriće - pojedine E coli imaju svoj lični "ćef". Kao što ne postoje dva identična mozga, ni E coli nisu nalik jedna drugoj. Uprkos identičnim genima, uprkos istom okruženju (podlozi), jedinka E coli može razviti individualni kapric i nastavlja da ga pokazuje do kraja svog života.
Tako ova bakterija pokazuje rudimentarnu personalnost. Ona pokazuju određene crte koje nisu karakteristika nasleđa niti okruženja, već određenih okolnosti. To je nazvano “zonom neizvesnosti” u ponašanju bakterija.
Iako ovi naučnici nisu ulazili u proučavanje evolucije bakterija, mnoge odlike u ponašanju i komunikaciji ovih bakterija očito neodoljivo podsećaju na način ponašanja ljudske zajednice kao i pojedinačnih jedinki u njoj.
Ako je tako, nije li onda logično da su se prvo organizovale bakterije, na principu koji su one "smatrale" da najviše koristi njihovom rodu kada su ušle u gradnju složenih organizama, a onda su jednostavno svoje osobine i svoja životna iskustva evolucijom prenele na tu višu organizaciju?