Bakteerit muistavat – ja se on joko mahtavaa tai pelottavaa

Olen miettinyt tätä juttua jonkin aikaa sen jälkeen, kun törmäsin siihen ensimmäistä kertaa. Nimittäin: tämänhetkiset pikkuruiset otukset, joita vastaan me käytämme antibiootteja, saattavat kyetä muistamaan asioita. Oikeasti. Ja välittämään ne jälkeläisilleen.

Aika hurja ajatus, eikö?

Mitä tutkijat oikein löysivät?

Carnegie Mellonin ja Georgia Techin tutkijaryhmä on tutkinut E. coli -bakteereja – niitä, jotka elelevät suolistossamme – ja löytänyt jotain melko mullistavaa. Nämä yksisoluiset otukset eivät vain reagoi ympäristönsä hetkellisiin muutoksiin, vaan tekevät päätöksiä aiempien kokemustensa perusteella.

Tutkijat altistivat bakteereja vaihteleville ravinnetilanteille ja seurasivat, mitä tapahtui. Oleellinen havainto oli tämä: bakteerit eivät vastanneet pelkästään nykyiseen ympäristöön. Ne näyttivät "muistavan" menneisyyttään ja hyödyntävän sitä sopeutuessaan.

Tutkija Josiah Kratz kuvaili asiaa näin: "Solu ei vain reagoi ympäristön senhetkiseen syötteeseen, vaan se tekee päätöksiä oman historiansa perusteella."

Lukiessani tätä ensimmäistä kertaa mieleen tuli heti kysymys, joka varmaan pyörii teilläkin: tarkoittaako tämä, että bakteerit ovat tietoisia?

Muistiilmiö menee omituiseksi

Tässä kohtaa asiat alkavat toden teolla kiinnostaa. Kun bakteerit kohtaavat stressiä – esimerkiksi ruoan puutetta – ne tuottavat tiettyjä biomolekyylejä, jotka muuttavat proteiinien toimintaa. Nämä muutokset voivat periytyä tytärsoluihin ja jopa lapsenlapsen soluihin.

Pysähdy hetkeksi tämän äärelle. Bakteerin lapsenlapsenlapsenlapsi "tietää" jotenkin vaikeuksista, jotka tapahtuivat ennen sen olemassaoloa. Se on käytännössä bakteerivastine sille, että syntyy isovanhemman traumojen kanssa. No, ehkä vertaus ei ole täysin osuva, mutta jotain samaa siinä on.

Tällä on myös vakavia käytännön seurauksia. Jos bakteerit voivat oppia ja muistaa, ne saattavat myös ennakoida uhkia – kuten antibiootteja. Ja se vie meidät suoraan antibioottiresistenssiongelmaan, joka on yksi nykylääketieteen pelottavimmista haasteista.

Miksi tällä on väliä antibioottien kannalta?

Rehellisesti sanottuna antibioottiresistenssi on jo nyt valtava globaali terveysuhka. Mutta jos bakteerit eivät vain satu mutatoitumaan selviytyäkseen lääkkeistämme, vaan todella oppivat ja sopeutuvat aiempien kokemusten perusteella, se muuttaa kaiken siitä, miten bakteeri-infektioita pitäisi hoitaa.

Kratz on suorapuheinen: "Jos haluamme todella ymmärtää ja hallita bakteeripopulaatioiden hävittämistä, meidän on otettava huomioon se, mitä ne ovat kokeneet menneisyydessä."

Eli ehkä ne bakteerit, jotka selvisivät viimeisimmästä antibioottikuuristasi, eivät ole vain onnekkaita mutantteja – ne saattavat olla pieniä kenraaleja, jotka muistavat taistelun ja valmistautuvat seuraavaan.

Ajattelevatko ne oikeasti?

Ennen kuin alamme pelkäämään, että bakteerit salaa juonittelevat meitä vastaan, hidastetaanpas hieman. Jotkut tutkijat esittävät niin kutsuttua "tietoisuuden solutason perustan" teoriaa – että pienimmätkin organismit saattavat обладать jonkinlaisella tietoisuudella. Heidän mukaansa assosatiivinen oppiminen ja muistin muodostaminen ovat pohjimmiltaan kognitiivisia prosesseja.

Mutta ongelmana on, että tietoisuus on aihe, josta asiantuntijatkaan eivät pääse yksimielisyyteen. Kun tutkijat puhuvat bakteerien "muistoista", he eivät välttämättä tarkoita ajatuksia tai tunteita tai mitään sellaista, joka liittyy ihmisten tietoisuuteen.

Kratz itse huomauttaa: "Jos määritellään muisti informaation pysymisenä ajan yli, se ei vaadi tietoisuutta tai edes älykkyyttä."

Ehkä tarkin tapa ajatella asiaa on tämä: bakteerit ovat uskomattoman sofistikoituneita informaation käsittelyjärjestelmiä. Ne eivät istu pohtimassa elämän tarkoitusta, mutta tekevät selvästi enemmän kuin vain selviytyvät. Ne oppivat. Ne sopeutuvat. Ja nyt tiedämme, että ne voivat muistaa.

Mitä tämä tarkoittaa meistä?

Rehellisesti sanottuna pidän tätä sekä nöyryyttävänä että jännittävänä. Olemme pitkään ajatelleet bakteereja yksinkertaisina eliöinä – pieninä kemiallisina koneina, jotka hoitavat omaa hommaansa. Mutta mitä enemmän tutkimme, sitä monimutkaisemmilta niiden käyttäytymiset vaikuttavat.

Ja tässä kohtaa minut todella viehättää: jos bakteerit voivat oppia ja muistaa, mitä muuta siellä ulkona hiljaisuudessa tekee samaa? Mitä muita "yksinkertaisia" organismeja, jotka piilottavat yllättävän sofistikoituneita kognitiivisia kykyjä?

Tutkijat eivät lähteneet filosofoimaan tietoisuudesta. He vain halusivat ymmärtää, miten E. coli selviytyy niin monenlaisissa ympäristöissä. Mutta joskus suurimmat löydökset syntyvät näennäisen yksinkertaisten kysymysten kautta.

Ehkä "yksinkertaisen" ja "monimutkaisen" elämän välinen raja ei ole niin selvä kuin olemme kuvitelleet. Ja ehkä – vain ehkä – muistomme eivät ole niin yksinomaan meidän kuin haluaisimme uskoa.

Joka tapauksessa voimme varmaankin kaikki olla yhtä mieltä siitä, että bakteerit tulivat paljon kiinnostavammiksi illanistujaisissa.

Lähde: Popular Mechanics