Когда некоторые бактерии испытывают стресс или начинают голодать, они впадают в состояние экстремального "покоя". При этом все их жизненные процессы затухают. Такие "спящие" клетки называют спорами.
Споры бактерий потрясающе живучи, они могут перенести даже суровые условия открытого космоса. Благоприятных условий в таком состоянии бактерии могут ждать тысячелетиями.
Как только окружающая среда снова становится пригодной для жизни, споры могут вновь наполниться жидкостью (регидрировать) и "проснуться" за считанные минуты.
До сих пор учёные не понимали, следят ли споры за окружающей их средой, и как именно они могут делать это, не подавая никаких признаков жизни.
В частности, исследователи задавались вопросом, как споры справляются с неоднозначными сигналами окружающей среды, не указывающими на явно благоприятные условия.
Должны же они обрабатывать хоть какую-то информацию, чтобы оценить внешние условия? А если это так, выходят ли они для этого из своей "спячки"?
Биологам из Калифорнийского университета в Сан-Диего удалось разобраться в этом вопросе.
Исследователи обнаружили, что споры обладают необычайной способностью чувствовать окружающую среду, оставаясь при этом в состоянии физиологической "смерти".
Оказалось, что споры используют для этого запасённую ранее электрохимическую энергию. Это позволяет им даже "во сне" определять, подходят ли условия для возвращения к нормальной жизнедеятельности.
Учёные проверили, могут ли спящие споры бактерий вида Bacillus subtilis воспринимать кратковременные сигналы окружающей среды, недостаточно сильные, чтобы вызвать возвращение к жизни.
Они обнаружили, что споры могут подсчитывать такие небольшие входные сигналы и, если их сумма достигает определённого порога, они выходят из состояния "покоя" и могут сразу возобновить биологическую активность.
Эта работа полностью меняет представление учёных о спорах, ведь до этого они считались инертными (не взаимодействующими с окружающей средой) объектами, пишут авторы работы.
То, как споры обрабатывают информацию, похоже на то, как работают нейроны в нашем мозгу, добавляют исследователи.
При достижении порога возбуждения споры начинают возвращаться к жизни, а нейроны похожим образом запускают потенциал действия для связи с другими нейронами.
Интересно, что спорам не требуется никакая дополнительная энергия, которую они могли бы получить от обмена веществ, чтобы поддерживать работы этого механизма детекции тысячелетиями. В то же время нейроны — самые энергозатратные клетки нашего организма.
Также учёные полагают, что их результаты могут полезны для будущих исследований космоса: учитывая эти данные, астробиологи могли бы лучше оценивать присутствие возможной жизни на других небесных телах.
Если учёные найдут жизнь на Марсе или Венере, она, скорее всего, будет находиться в спящем состоянии. И теперь исследователи знают, что кажущиеся спящими формы жизни на самом деле могут тихонько "продумывать" свои последующие шаги.
Новое исследование было опубликовано в издании Science.
Ранее мы рассказывали о том, как, не имея нервной системы, бактерии могут ощущать прикосновения.
Больше захватывающих новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
