Τα βακτήρια που λιμοκτονούν μετατρέπονται σε κανίβαλους;

Σε περιόδους κρίσης, τα βακτήρια έχουν μερικά κόλπα επιβίωσης κρυμμένα στα μανίκια τους. Για παράδειγμα, υπάρχουν βακτήρια που τρώνε τους συγγενείς τους για να επιβιώσουν σε σκληρές συνθήκες, όπως η έλλειψη θρεπτικών συστατικών. Ο κανιβαλισμός τους είναι μια τόσο αποτελεσματική στρατηγική, που οι επιστήμονες υποθέτουν ότι τα βακτήρια θα μπορούσαν να ζήσουν αδρανή με αυτόν τον τρόπο για εκατομμύρια χρόνια!

Φανταστείτε μια μέρα, ένα αεροπλάνο που βρίσκεστε σε συντριβή προσγειώνεται σε ένα έρημο νησί, όπως στην παράσταση LOST, και δεν υπήρχε φαγητό. Θα φάγατε τους συνεπιβάτες σας για να επιβιώσετε;

Αποδεικνύεται ότι τα βακτήρια θα. Στην πραγματικότητα, θα έτρωγαν ακόμη και τους συγγενείς τους, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences.

Τα βακτήρια μπορούν να επιβιώσουν για χίλιες ημέρες χωρίς τροφή

Σε αυτή τη μελέτη, τα βακτήρια συλλέχθηκαν από το έδαφος και αναπτύχθηκαν σε μια φιάλη με φυσιολογικό ορό για 1.000 ημέρες. Τους στερήθηκαν όλες οι πηγές τροφής, αλλά ακόμη και μετά από περισσότερα από 2,5 χρόνια, διαπιστώθηκε ότι ήταν ακόμα ζωντανοί!

Πώς είναι λοιπόν αυτό δυνατό; Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί, άλλωστε, χρειάζονται τροφή για να επιβιώσουν. Όπως αποδεικνύεται, τα βακτήρια δεν είναι πολύ συναισθηματικά και θα φάνε τα λείψανα των νεκρών φίλων και της οικογένειάς τους για να επιβιώσουν.

Υποθέτω ότι κάνουν αυτό που πρέπει να κάνουν για να ζήσουν. Δεν λέω ότι τα βακτήρια έσπασαν όλη τους την πίστη και έφαγαν ζωντανούς τους συντρόφους τους. Τα ισχυρότερα βακτήρια απλώς έφαγαν τα υπολείμματα των πιο αδύναμων που λιμοκτονούσαν και πέθαναν—μια ευκαιριακή εκδοχή της «επιβίωσης του ισχυρότερου».

Το αν τα ισχυρότερα βακτήρια σκότωσαν τα πιο αδύναμα είναι άγνωστο. Ίσως οι δολοφονίες από βακτήρια να είναι κάτι που δεν έχουμε ανακαλύψει ακόμα; Αυτό που γνωρίζουμε είναι ότι τα βακτήρια έχουν τα εργαλεία για τη δολοφονία, όπως τα ένζυμα που μπορούν να ανοίξουν τρύπες στα βακτηριακά κυτταρικά τοιχώματα. Όταν τα βακτήρια χρησιμοποιούν αυτά τα δολοφονικά εργαλεία για να σκοτώσουν άλλα βακτήρια, αυτό ονομάζεται αλλόλυση.

Υπάρχουν επίσης μερικά βακτήρια, για παράδειγμα, το Bdellovibrio bacteriovorus, που είναι ικανά να τρώνε ζωντανά άλλα βακτήρια, αλλά αυτό είναι μια ιστορία για άλλη φορά.

Λοιπόν… είναι το μόνο που έκαναν για να επιβιώσουν; Θα ήταν αρκετά τα νεκρά βακτήρια για να συντηρήσουν τα πεινασμένα βακτήρια για χρόνια, δεκαετίες ή και αιώνες;

Τα βακτήρια έχουν μηχανισμούς διατήρησης ενέργειας

Όταν αρρωσταίνουμε ή επιστρέφουμε σπίτι εξουθενωμένοι μετά από μια κουραστική μέρα στη δουλειά, συχνά γινόμαστε τεμπέληδες και μη ενεργητικοί. Δεν έχουμε όρεξη να κάνουμε τίποτα άλλο εκτός από το να κουλουριαζόμαστε στο κρεβάτι.

Λοιπόν, τα βακτήρια αισθάνονται το ίδιο. Γίνονται τόσο πεινασμένοι και έχουν χαμηλή κατανάλωση ενέργειας που σταματούν ή επιβραδύνουν όλες τις άλλες βιολογικές διεργασίες τους. Είναι το ισοδύναμο του αισθήματος λήθαργου, παρόμοιο με το πώς μια αρκούδα πέφτει σε χειμερία νάρκη τον χειμώνα. Με αυτόν τον τρόπο, οι ενεργειακές τους απαιτήσεις πέφτουν, γεγονός που τους επιτρέπει να διατηρήσουν ό,τι λίγη ενέργεια τους απομένει.

Οι πιο δύσκολες επιλογές απαιτούν την ισχυρότερη θέληση.

Βάκιλλος, ένα βακτηριακό είδος που συμμετείχε στη μελέτη, βρέθηκε να έχει την καλύτερη μακροζωία. Αυτά τα βακτήρια έχουν την ικανότητα να μετατρέπονται σε ενδοσπόρια. Αυτό είναι ένα κοινό εργαλείο επιβίωσης που χρησιμοποιείται από τον Bacillus είδη κάθε φορά που βιώνουν παρατεταμένες περιόδους στρες. Αυτή η ιδιαίτερη δύναμη είναι ο λόγος που έχουν την πιο εντυπωσιακή μακροζωία.

Τα σπόρια είναι μικροί μονοκύτταροι οργανισμοί που φέρουν τη γενετική πληροφορία του είδους τους, ώστε αργότερα να μετατραπούν σε νέα άτομα.

Σχηματισμός ενδοσπόρων. (Φωτογραφία:Farah/Wikimedia commons)

Λοιπόν, τι είναι ο Βάκιλλος Τα βακτήρια κάνουν ένα αντίγραφο του DNA τους, το τοποθετούν σε ένα σπόριο επικαλυμμένο με προστατευτικές πρωτεΐνες, καθιστώντας το ικανό να περιμένει το σκληρό ταξίδι. Αυτά τα σπόρια παραμένουν κοιμισμένα ή «αδρανή» έως ότου το περιβάλλον γίνει πιο ευνοϊκό για την επιβίωση.

Σε αυτήν την περίπτωση, αν κάποιες πηγές τροφής είχαν εισέλθει στη φιάλη στην οποία αναπτύσσονταν τα βακτήρια, αυτά τα σπόρια θα άνοιγαν και θα άρχιζαν να αναπτύσσονται νέα βακτηριακά κύτταρα.

Ωστόσο, δεν έχουν όλα τα βακτηριακά είδη αυτό το χαρακτηριστικό σχηματισμού σπορίων. Άλλα είδη βακτηρίων τελικά θα πέθαιναν νωρίτερα και δεν θα επιβίωσαν τόσο πολύ. Ωστόσο, για να σχηματιστούν σπόροι, απαιτείται ενέργεια, δηλαδή βάκιλλος πρέπει να φάει νεκρά υπολείμματα βακτηρίων για να συγκεντρώσει την ενέργεια για να το κάνει.

Πόσο καιρό θα μπορούσαν να επιβιώσουν τα βακτήρια χωρίς τροφή;

Δυστυχώς, η μελέτη διεξήχθη μόνο για 1.000 ημέρες, αλλά οι εγκέφαλοι πίσω από τη μελέτη, με βάση τη μαθηματική ανάλυση, υποθέτουν ότι τα βακτήρια της μελέτης θα μπορούσαν να ζήσουν περίπου 100.000 χρόνια χωρίς τροφή!

Δεν είναι ακόμη σαφές πώς τα βακτήρια αποφασίζουν το επόμενο βήμα όταν λιμοκτονούν.

Αυτός ο αριθμός υπολογίστηκε εξετάζοντας τον ρυθμό ανάπτυξης και τη δυναμική ανάπτυξης των βακτηρίων που λιμοκτονούν.

Ωστόσο, ρεαλιστικά μιλώντας, θα ήταν πολύ δύσκολο να αποδειχθεί επιστημονικά αυτό, δεδομένου ότι οι κύριοι επιστήμονες θα είχαν πεθάνει πολύ πριν μπορέσουν να προσδιορίσουν εάν η υπόθεση ήταν αληθινή!

Μια τελευταία λέξη

Εκτός από την πείνα, τα βακτήρια μπορούν να επιβιώσουν μέσα από μερικά πολύ δύσκολα σενάρια. Από τα εξαιρετικά σκληρά περιβάλλοντα των καυτών ερήμων μέχρι τις ηπείρους που καλύπτονται από πάγο, τα βακτήρια διαπερνούν κάθε φορά. Πράγματι, πριν από ένα χρόνο, μερικοί Ιάπωνες επιστήμονες αναβίωσαν βακτήρια από τον ωκεανό που ήταν αδρανή για περισσότερα από 100 εκατομμύρια χρόνια!

Ακόμη και από ιζήματα που έχουν συλλεχθεί από τα πιο βαθιά και σκοτεινά μέρη του ωκεανού, έχουν βρεθεί βακτήρια, παρόλο που υπάρχει ελάχιστη έως καθόλου διαθέσιμη ενέργεια. Κάπως έτσι, καταφέρνουν να το ξεπεράσουν!

Αυτό είναι που κεντρίζει περισσότερο το ενδιαφέρον των επιστημόνων. Πώς το κάνουν; Η κατανόηση αυτού θα μας έδινε μια καλύτερη κατανόηση της εξέλιξης και ίσως ακόμη και του τρόπου με τον οποίο δημιουργήθηκε πραγματικά η ζωή σε αυτόν τον μεγάλο μπλε πλανήτη μας.

Οι επιστήμονες πίσω από τη μελέτη των πεινασμένων βακτηρίων πιστεύουν ότι η κατανόηση της δυναμικής της επιβίωσης των βακτηρίων είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της ιστορίας της ζωής σε αυτόν τον πλανήτη. Θα μπορούσε να εξηγήσει πώς η ζωή κατάφερε να επιβιώσει πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, όταν η Γη ήταν μακριά από ένα φιλόξενο μέρος.

Με αυτές τις πληροφορίες, θα μπορούσαν να αναπτυχθούν νέοι τρόποι στόχευσης ανθεκτικών στα αντιβιοτικά βακτηρίων και θα μπορούσαμε να βρούμε τρόπους για την καταπολέμηση και τη θεραπεία πιο επιθετικών ασθενειών. Όλα αυτά θα γίνουν ευκολότερα μόλις κατανοήσουμε τα αδύνατα σημεία τους.

Για να απαντήσουμε στην κύρια ερώτηση, ΝΑΙ, τα βακτήρια μπορούν να γίνουν κανίβαλοι αν λιμοκτονήσουν, αλλά φαίνεται να τρώνε τα υπολείμματα των νεκρών. Μην ανησυχείτε, δεν γίνονται ζόμπι που λαχταρούν τη σάρκα των ζωντανών!