Bakterie pamiętają. I to może zmienić wszystko, co wiemy o medycynie

Muszę wam opowiedzieć o czymś, co nie давало mi spać po pierwszym przeczytaniu. Okazuje się, że bakterie — te mikroskopijne stworzenia, nad którymi próbowaliśmy się zapanować za pomocą antybiotyków — mogą mieć pamięć. Taką prawdziwą. I potrafią przekazywać ją swojemu потомству. Co jest albo fascynujące, albo przerażające — zależnie od tego, jak na to spojrzycie.

Co takiego odkryli naukowcy?

Grupa badaczy z Carnegie Mellon i Georgia Tech postanowiła przyjrzeć się bakteriom E. coli — tym samym, które żyją sobie spokojnie w waszych jelitach. To, co znaleźli, było naprawdę zaskakujące. Te małe jednokomórkowe organizmy nie tylko reagują na to, co dzieje się wokół nich w danym momencie — potrafią podejmować decyzje na podstawie swoich wcześniejszych doświadczeń.

Naukowcy wystawili bakterie na działanie zmiennych warunków pokarmowych i obserwowali, co się stanie. Najciekawsze? Bakterie nie reagowały tylko na aktualne środowisko. Wydawały się "pamiętać", co wydarzyło się wcześniej, i wykorzystywać tę wiedzę do adaptacji. Jeden z badaczy, Josiah Kratz, powiedział to tak: "Komórka nie tylko odpowiada na sygnały z otoczenia w danym momencie — podejmuje decyzje na podstawie swojej historii."

Kiedy to przeczytałem, od razu pojawiło się pytanie, które pewnie teraz też wam chodzi po głowie: zaraz, czy to znaczy, że bakterie są świadome?

Sprawa z pamięcią robi się dziwna

Tu zaczyna się prawdziwa jazda. Kiedy bakterie napotykają stres — na przykład brak pożywienia — produkują określone cząsteczki biologiczne, które zmieniają sposób działania ich białek. Te zmiany mogą być następnie przekazywane do komórek córeczek, a nawet wnuczek. Czyli przyszłe pokolenia dziedziczą wspomnienia o środowiskach, których nigdy faktycznie nie doświadczyły.

Pomyślcie przez chwilę. Pra-pra-prawnuk jakiejś bakterii "wie" o trudnościach, które wydarzyły się przed nim, zanim w ogóle powstał. To mniej więcej bakteryjny odpowiednik urodzenia się z traumą babci. (No dobrze, może nie do końca, ale przyznasz, że coś w tym jest.)

To ma też całkiem poważne konsekwencje dla rzeczywistości. Jeśli bakterie potrafią się uczyć i zapamiętać, to mogą też przewidywać zagrożenia — na przykład antybiotyki. A to prowadzi nas do problemu oporności na antybiotyki, który jest szczerze mówiąc jednym z najstraszniejszych wyzwań współczesnej medycyny.

Dlaczego to jest istotne dla antybiotyków?

Bez owijania w bawełnę: oporność na antybiotyki to już ogromny globalny problem zdrowotny. Jeśli bakterie nie tylko losowo mutują, żeby przetrwać nasze leki, ale faktycznie uczą się i adaptują na podstawie wcześniejszych doświadczeń, to wszystko się zmienia w kwestii podejścia do leczenia infekcji bakteryjnych.

Kratz mówi to wprost: "Jeśli naprawdę chcemy lepiej rozumieć i skuteczniej kontrolować eliminację populacji bakteryjnych, musimy brać pod uwagę to, co przeszły."

Może więc bakterie, które przeżyły waszą ostatnią kurację antybiotykową, to nie tylko szczęśliwe mutanty — mogą to być mali generałowie, którzy pamiętają starcie i szykują się na następne.

Ale czy one faktycznie myślą?

Zanim zaczniemy się martwić, że bakterie potajemnie knują przeciwko nam, hamujmy trochę. Niektórzy naukowcy proponują tak zwaną "Koncepcję Komórkowych Podstaw Świadomości" — że nawet najmniejsze organizmy mogą mieć jakąś formę świadomości. Twierdzą, że uczenie się przez skojarzenia i tworzenie pamięci to fundamentalnie procesy poznawcze.

Ale jest jedno ale: świadomość to temat, w którym eksperci nawet nie potrafią dojść do zgody co do definicji. Kiedy badacze mówią o bakteryjnej "pamięci", niekoniecznie mają na myśli myśli czy uczucia — nic z tego, co składa się na ludzką świadomość.

Sam Kratz zauważa: "Jeśli zdefiniujesz pamięć jako trwałość informacji w czasie, to nie wymaga to świadomości ani nawet inteligencji."

Może więc najdokładniejszym sposobem myślenia o tym jest taki: bakterie to niezwykle zaawansowane systemy przetwarzania informacji. Nie siedzą gdzieś, rozmyślając o sensie życia, ale na pewno robią coś więcej niż tylko mechaniczne przetrwanie. Uczą się. Adaptują. A teraz wiemy, że potrafią też zapamiętywać.

Co to dla nas oznacza?

Szczerze mówiąc, uważam to za jednocześnie pokorne i ekscytujące. Wydawaliśmy bakterie za proste formy życia — maleńkie fabryczki chemiczne, które po prostu sobie istnieją. Ale im bliżej się przyglądamy, tym bardziej złożone wydają się ich zachowania.

A to jest właśnie to, co mnie naprawdę fascynuje: jeśli bakterie potrafią się uczyć i pamiętać, to co jeszcze gdzieś tam cicho robi to samo? Jakie inne "proste" organizmy ukrywają zaskakująco zaawansowane zdolności poznawcze?

Badacze nie zamierzali filozofować o świadomości. Chcieli tylko zrozumieć, jak E. coli udaje się przeżywać w tak szerokim zakresie środowisk. Ale czasem największe odkrycia pochodzą z zadawania pozornie prostych pytań.

Może granica między "prostym" a "złożonym" życiem nie jest tak wyraźna, jak nam się zawsze wydawało. I może — tylko może — nasze wspomnienia nie są tak wyjątkowo nasze, jak chcielibyśmy wierzyć.

Tak czy inaczej, myślę, że wszyscy możemy się zgodzić, że bakterie właśnie stały się o wiele ciekawsze na imprezach.