Intelligenti come i batteri

Intelligente come… i batteri! Una ricerca su biofilm batterici svela che hanno una “memoria” che funziona in modo sorprendentemente simile ai neuroni.

I batteri non sono ben noti per la loro intelligenza. Almeno fino a ora. Crescono, si adattano, un po’ come cercano di fare tutti gli esseri viventi, ma di solito non li prendiamo a esempio per la brillante memoria o intelligenza.

Forse dovremo, almeno parzialmente, ricrederci.

Ricercatori dell’Università della California (UC), San Diego, hanno usato la luce per imprimere una “memoria” su un biofilm batterico e hanno scoperto che i microbi hanno agito in modo sorprendentemente simile ai neuroni.

Il nostro lavoro mostra per la prima volta che batteri semplici possono codificare la memoria a livello del loro potenziale di membrana cellulare, in maniera simile al processo di memoria che coinvolge i neuroni nel cervello

ha detto il biologo molecolare Gürol Süel che continua

Siamo rimasti sorpresi di scoprire che il meccanismo con cui si forma la memoria, è simile tra batteri e neuroni, poiché si tratta di sistemi evolutivi molto distanti.

La trasmissione tra neuroni avviene con i potenziali d’azione che smuovono ioni attraverso la membrana cellulare

Quando i neuroni generano i potenziali d’azione nel nostro cervello, gli ioni si riversano nel piccolo spazio tra le cellule nervose, informando così il neurone successivo che è stato ricevuto un messaggio e innescando lo stesso processo in modo che la trasmissione continui.

Il flusso ionico produce un potenziale a cavallo della membrana cellulare, cioè una differenza nella carica elettrica tra l’interno e l’esterno della cellula. Praticamente tutti gli esseri viventi usano questo fenomeno per alimentare i meccanismi della membrana cellulare e per trasmettere segnali tra le diverse aree del corpo.

Nei neuroni, questo cambiamento nel potenziale della membrana cellulare è noto per essere coinvolto nel processo di formazione della memoria e ora sembra che qualcosa di simile possa accadere nei biofilm batterici.

 

 

Il team ha esaminato una semplice specie batterica chiamata Bacillus subtilis stimolandola con una emissione di luce laser blu della durata di cinque secondi. Hanno scoperto che questa luce provoca un cambiamento nel potenziale della membrana: molti ioni vengono spostati fuori dalla cellula e rientrano poi all’interno. Questo effetto è perdurato per diverse ore dopo l’esposizione alla luce.

I batteri che sono stati esposti alla luce, hanno persistentemente mostrato un diverso potenziale di membrana rispetto a quei batteri che non sono stati esposti, quindi era chiaro che questi batteri “ricordavano” l’esposizione alla luce.

Ecco l’effetto nel video sottostante.

 

 

Abbiamo paragonato quest’effetto alla memoria, certo è qualcosa di simile, ma non è sicuramente la stessa cosa che succede nel nostro cervello. Non sappiamo ancora perché si verifichi o se i batteri utilizzino effettivamente questa capacità nella loro, diciamo così, “vita di tutti i giorni”.

Non sappiamo ancora perché i batteri abbiano questa proprietà. Chiaramente dobbiamo studiare più in profondità cosa questo possa significare per loro e come possa essere utile.

spiega Süel.

Si potrebbe ipotizzare che i nostri neuroni abbiano ereditato le loro capacità da antichissimi antenati batterici della loro storia evolutiva.

I ricercatori affermano che questa scoperta nei batteri fornisca indizi per comprendere alcune caratteristiche chiave del cervello in sistemi più semplici.

Questa non è la prima evidenza della “memoria” dei batteri

Questa non è comunque la prima evidenza scientifica di batteri che riescano a “ricordare” qualcosa.  Alcuni anni fa, un diverso gruppo di ricercatori ha scoperto che i batteri avevano una memoria collettiva che aumentava la loro tolleranza allo stress quando esposti al sale.

L’attuale team di ricercatori pensa già a come in futuro i batteri possano essere usati per costruire computer “biologici”, ma siamo ancora troppo lontani da tutto ciò che rimane pura immaginazione e fantascienza. Almeno per ora.

 

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• Encoding Membrane-Potential-Based Memory within a Microbial Community (cell.com)
• Potenziale d’azione (wikipedia.org)
• Bacillo del fieno (wikipedia.org)
• Response of single bacterial cells to stress gives rise to complex history dependence at the population level (pnas.org)