Bakterie občas tvoří komplexní struktury podobné těm u zvířat

TLDR: Studium reakce bacila senného na nedostatek živin odhalila, že kolonie bakterií ve formě biofilmu vytváří letokruhům podobné struktury – což ukazuje podobné dělení kolonie, jaké známé z počáteční fáze růstu embrya živočichů. Studie tuna.

Složitější, než se zdají

Když vidíte chrchel slizu někde na stromě při procházce lesem, asi tak nějak tušíte, že je tvořen myriádou titěrných bakterií. Pravidelní čtenátoři vědí, primitivní jednobuněční biočichové jako hlenky dovedou navzdory své jednoduchosti reagovat na změny překvapivě komplexně. A nyní nová studie ukázala, že složitost organizace kolonií některých mikrobů může připomínat složitost raných vývojových fází embryí rostlin a živočichů.

Řeč ale dnes není o hlenkách, nýbrž celé plejádě jiných bakterií, ale stejně jako jednobuněčných hub. Jmenovitě vědátoři týmu Gürola Süela z UC-San Diego zkoumali třeba bacila senného(Bacillus subtilis),což je jednoduchá půdní bakterie. Kolonie těchto (a mnoha jiných, podobných) bakterií žijí ve svém prostředí v počtu mnoha jedinců. Organizovanost takové kolonie ale byla dlouho považována za tupou jako žiletky z bazaru. Süelův tým ale za náhodou odhalil, že taková kolonie ve formě biofilmu se vlastně chová nečekaně složitě

Vědátory původně zajímala reakce bacilů na nedostatek životně důležitého dusíku. Ten by obvykle měl způsobit, že se bakterie stanou odolnějšímu skrze takzvanou sporulaci – proces obvykle sloužící pro nepohlavní množení, ale vznikající i při nedostatku žrasa. Namísto toho ale Sandiegovci pozorovali, kterak se všichni bacilové v daném biofilmu přizpůsobili různě.

Ty buňky, které disponovaly geny zmírňujícími zátěž z nedostatku živin, vytvořily vlastní, zhruba kruhový separátní biofilm. Vnitřní stavba kolonie tak začala připomínat tvorbu letokruhů včetně složitější vzorců vznikajících v důsledku další odlišné reakce té či oné bakterie.

To ukazuje, že představa kolonie bacilů jako primitivní koule je hrubě podhodnocená.

Rozkolíkování těla

Vědátoři tak v zásadě zjistili, že biofilmy vytvářejí jakési prstencové struktury, ve kterých se odlišují schopnější bakterie od těch méně schopných. Ale moment, to jaksi furt nezní tak, že bacilové mají stejné schopnosti jako živočichové? Inu, pojďme o fous hlouběji – řeč totiž není o komplexnosti dospělého živočicha, ale o fázi jeho embryonálního vývoje. A tady jde už srovnávat chrchal bacilů senných s chrchlem buněk člověka nedlouho poté, co se začne dělit oplodněné vajíčko.

Epická podobnost! Zdroj: MILOSLAVvonRANDA/Deviantart, vlastní
Epická podobnost! Zdroj: MILOSLAVvonRANDA/Deviantart, vlastní

Dynamická reakce a rozkouskovávání kolonie bacilů se totiž nápadně podobá tomu, jak při procesu formování embrya vznikají somity – a dochází tak na rozkouskování různých částí vznikajícího těla živočicha či rostlin. Říká se tomu model „clock and wavefront„, protože na jev jakoby došlo až poté, co odbije určitý čas pomyslného vývoje plodu. V případě bakteriálního chrchlu sice nedochází (zjevně… naštěstí…) na nějaký další růst kolonie do mnohobuněčného jedince…

Ale to, že spolu dovedou bacily takto složitě komunikovat a strukturovat se, z jejich kolonie ve formě biofilmu de facto dělá mnohobuněčného živočicha. Alespoň dle jedné z definic!

Evoluce bude levnější

Vědátoři z původní studie připomínají, že zjištění rozšiřuje naše pochopení chování biofilmů, což má praktické dopady, bla bla bla. Jasně, lépe zotročit bacily a naučit je efektivněji čistit vodu nebo zabraňovat erozi – anebo naopak lépe pochopit, jak zabraňovat infekci ran zlými bacily – to vše jsou krásné věci. Ale dejme ruku na srdce, aktuální studienás k nim přibližuje asi jenom o milimetr. Přinejlepším dává podměty k úvaze pro jiné týmy, jak zefektivnit uspořádání praktických biofilmů. Ale o tom jindy.

To skutečně zajímavé na ní je, že z nečekaného směru může rozšířit poznání evolučních tezí o tom, jak vznikl „skutečný“ mnohobuněčný život. Tedy my, trilobiti anebo třeba ta kytka, co máte na okně. Pokud bakteriální chrchlíky disponují podobnou organizovaností jako počáteční fáze embryí, nebude to MOŽNÁ úplně náhoda! Možná, že se nám tu začíná formovat část odpovědi na to, jak se z oplodněného vajíčka začíná formovat autentický živočich.

Samozřejmě, klidně to také náhoda být může – respektive může jít o jinou manifestaci podobných důvodů. To musí potvrdit až další výzkum.Pokud ale vývoj embryií měl snad kořeny v podobném jevu, měli jsme to konec konců tušit. Co jiného by mělo být výsledek upoceného snažení dvou (tří, čtyř…) pohlavně dospělých živočichů, než něco s formou nechutných chrchlů slizu!

[Ladislav Loukota]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Reklama