Ученые обнаружили неожиданную активность в «мертвых» бактериях

Это может перевернуть наше представление о способах поиска внеземной жизни.

Ученые обнаружили неожиданную активность спор спящих бактерий: они впервые показали, что даже когда бактерии физиологически «мертвы», микроорганизмы все еще фиксируют свое окружение.

Используя накопленный запас заряженных частиц для получения энергии, а не свое обычное «топливо», бактерии могут активно реагировать на малейшие изменения в уровне питательных веществ, чтобы определить лучшее время для пробуждения. Это открытие бросает вызов нашему пониманию не только того, как распространяются болезни, но и того, как живые организмы могут выжить в экстремальных условиях на Земле и за ее пределами.

«Если ученые найдут жизнь на Марсе или Венере, она, скорее всего, будет в спящем состоянии, и теперь мы знаем, что форма жизни, которая кажется совершенно инертной, все еще может планировать свои следующие шаги», – добавляет Зюэль. 

Как именно споры узнают, когда проснуться? Чтобы реагировать на каждую каплю влаги или толику питательных веществ, нужно терять немало энергии.

Чтобы выяснить это, Зюэль и его команда протестировали тысячи спящих спор Bacillus subtilis – сенную палочку, известную как вид грамположительных спорообразующих факультативно аэробных почвенных бактерий. Эти бактерии считаются безвредными для человека, а также являются рекордсменами по продолжительности существования в космосе.

Исследователи выяснили, могут ли споры улавливать многочисленные кратковременные импульсы питательных веществ, посылаемых в их среду. Но эти сигналы не должны были стать достаточно сильными, чтобы заставить спору вернуться к жизни.

Как и предполагалось, одного или двух таких импульсов питательных веществ было недостаточно, чтобы разбудить бактерии. Но со временем, похоже, возникал кумулятивный эффект. Каким-то образом бактериям удавалось «оживать» после определенного количества сигналов.

Ученые также смогли отследить изменения активности спор в ответ на эти кратковременные сигналы и показать, что бактерии использовали накопленную энергию в виде ионов калия. Они объясняют, что это нечто вроде конденсатора в цепи, сохраняющего энергию для последующего использования.

Используя математическую модель для объяснения происходящего, команда показала, что каждый сигнал запускал высвобождение ионов калия, и со временем ионы калия становились достаточно сильными, чтобы вызвать пробуждение бактерий.

Фото: Süel Lab

Однако, в отличие от нейронов, которые являются невероятно энергоемкими клетками, споры могут делать это вообще без какой-либо метаболической энергии, только запасаясь калием.

«Предстоит еще много работы, но открытие бросает вызов нашему пониманию "спящих" бактерий как инертных, а также переосмысливает поиск признаков внеземной жизни в будущем», – заключают исследователи.