بایگانی “برقراری ارتباط بین باکتری ها”

چرا میکروب ها از آنچه که فکر می کنیم، باهوش ترند؟|شگفتي هاي جهان

سه شنبه, ۲۹ دی, ۱۳۹۴

چرا میکروب ها از آنچه که فکر می کنیم، باهوش ترند؟

آیا تا به حال فکر کرده اید که چرا با وجود این همه پیشرفت علم و دانش، مخصوصا” دانش پزشکی، هنوز هم انسان موفق نشده بر بسیاری از بیماری ها غلبه کند؟ و هنوز بسیاری از میکروب ها و باکتری ها وجود دارند که دارویی برای مبارزه با آن ساخته نشده است. علت این امر شاید ناتوانی انسان نیست، ممکن است علت در توانایی و قدرت این جانداران تک سلولی باشد

بر اساس مطالعات، باکتری ها با مواد شیمیایی ای که ترشح می کنند با یکدیگر حرف می زنند و ارتباط برقرار می کنند. بد نیست بدانیم که گروه عمده ای از جانداران زمین را جانوران تک سلولی یا همان میکروب ها و باکتری ها تشکیل می دهند، به طوری که حتی بسیاری از آن ها نامی هم ندارند. در مطالعاتی که روی برخی از آن ها انجام شده، دانشمندان قابلیت ها و توانایی های باورنکردنی و منحصر به فردی را یافته اند. به طوری که برخی از این میکرو ارگانیزم ها به طرز شگفت آوری قوی هستند، برخی دیگر می توانند بعد از هزاران هزار سال به خواب رفتن و غیر فعال شدن، بیدار شده و فعالیت خود را از سر بگیرند یا برخی دیگر می توانند در یک چشم برهم زدن بیش تر گونه های حیات را نابود کنند.

● چگونگی برقراری ارتباط بین باکتری ها

بر اساس مطالعات، باکتری ها با مواد شیمیایی ای که ترشح می کنند با یکدیگر حرف می زنند و ارتباط برقرار می کنند. البته چگونگی این ارتباطات کاملا” درک نشده است و گویا برای درک کامل این که باکتری ها به هم چه می گویند، باید یک باکتری باشیم. یکی از انواع باکتری که این نوع ارتباط را اثبات کرده، باکتری باسیلوس (Bacillus subtilis) است.

جالب است بدانید وقتی باکتری ای باسیلوس در یک منطقه ی فقیر غذایی رشد می کند و متوجه می شود که غذای چندانی در این ناحیه نیست، در محیط اطرافش مواد شیمیایی را پخش می کند که به دیگر همسایگانش هشدار می دهد در این منطقه غذای چندانی وجود ندارد و برای زنده ماندن باید این منطقه را ترک کنند. در پاسخ به این پیام، دیگر باکتری ها شکل کلونی خود را کاملا” تغییر داده و به نقاط دیگر مهاجرت می کنند.

● تصمیم گیری در میان باکتری ها

شاید برای تان عجیب باشد دانستن این مطلب که باکتری ها و میکروب ها با هم مشورت و تصمیم گیری می کنند. بسیاری از این جانداران تک سلولی قادرند بفهمند که تعدادشان در یک منطقه چقدر است؟ و حتی می توانند از تعداد باکتری های غریبه نیز در آن منطقه آگاه شوند.

این توانایی منحصر به فرد باکتری ها به quorum sensing (دریافت حد نصاب لازم برای مذاکره) معروف است. به طور مثال یک باکتری اقدام به ترشح مقدار کمی از یک ماده ی شیمیایی در اطرافش می کند، این ماده ی شیمیایی دیگر باکتری ها را از حضور باکتری های بیگانه آگاه می کند. در پاسخ به این اقدام دیگر باکتری های این کلونی نیز شروع به ترشح همان مواد شیمیایی می کنند تا جایی که مقدار این مواد شیمیایی به نقطه ای بحرانی می رسد و هشداری قوی به باکتری های غریبه است که رفتار خود را تغییر دهند و محل را ترک کنند در غیر این صورت مورد حمله ی دسته جمعی قرار خواهند گرفت.

باکتری پاتوجنیک (pathogenic) که یک نوع باکتری بیماری زاست زمانی که تصمیم می گیرد تا به بدن میزبان حمله کند، از همان ویژگی quorum sensing (دریافت حد نصاب لازم برای مذاکره) استفاده می کند. به طوری که آن ها ناگهان تبدیل به توده های متراکم به تعداد کافی برای غلبه به سیستم ایمنی میزبان می شوند. در واقع آن ها به طور دسته جمعی با متراکم و فشرده شدن در کنار یکدیگر سیستم ایمنی میزبان را از پای درمی آورند.

● زندگی شهرگونه ی باکتری ها

توانایی باکتری ها فقط در با هم سخن گفتن یا همکاری کردن نیست، آن ها ارتباطاتی بسیار گسترده تر با هم دارند. می توان مشهورترین نوع باکتری ها را به صورت لایه ای نازک در درون لوله های آب یا سطوح مختلف آشپزخانه دید. آن ها در مکان های مختلف تحصن می کنند و پناهگاه ها و شهرهای زیستی برای خود به وجود می آورند. این پناهگاه های زیستی باکتری ها را در هر جایی می توان دید حتی در درون سیستم گوارش انسان و مخصوصا” مکان های پر آب. باکتری ها در کنار هم در این شهرها زندگی می کنند و با همکاری هم از منابع غذایی در دسترس بهره برداری می کنند و حتی برای امنیت شهر و پناهگاه شان در برابر تهدیدهای خارجی مثل آنتی بیوتیک ها همکاری می کنند.

● جهش ها و تغییرات پر شتاب باکتری ها و میکروب ها

باکتری ها می توانند به طرز باور نکردنی نرخ جهش ها و تغییرات ژنی خود را شتاب دهند. این توانایی به آن ها این امکان را می دهد تا در هر بار جهش ژنی توانایی ها و قدرت های جدیدی را کسب کنند. مخصوصا” زمانی که محیط شان در حال تغییر و دگرگونی است. این توانایی برای شان بسیار مفید و ضروری است، چرا که آن ها را برای سازگاری با تغییرات محیطی توانمندتر می کند. برخی باکتری های بیماری زا با داشتن این استراتژی خطرناک ممکن است در هر بار جهش ژنی، بسیار مهلک تر و خطرناک تر شوند و راه درمان و دفاع را در برابر آن ها سخت تر کنند.

به طور مثال باکتری Escherichia Coli وقتی با تهدید و خطری مواجه می شود، بسرعت شروع به تغییر و جهش می کند. این نوع تغییر و جهش در برابر تهدید را در مخمرها نیز می توان دید. در سال ۱۹۹۰ دانشمندان چنین ادعا کردند که باکتری ها ممکن است با جهش های ژنی مفیدتر شوند. این عقیده بین دانشمندان بسیار جدال بر انگیز شد تا جایی که در سال ۲۰۰۱ عده ای دیگر به شواهدی دست یافتند که این عقیده را نقض کرد، چرا که مشاهده شد در بسیاری از جهش های ژنی باکتری ها مهلک تر و خطرناک تر می گردند.

گروهی از باکتری ها می توانند خود را در حوزه ی مغناطیسی زمین قراردهند و به راحتی قادرند جهت شمال و جنوب را یافته و در مسیر دلخواه خود حرکت کنند.

● مهاجرت و جهت یابی در باکتری ها

می دانیم که بسیاری از حیوانات می توانند تا مسافت هایی دور مهاجرت کرده و تغییر مکان دهند که پرندگان و زنبورهای عسل نمونه های خوبی هستند، اما جالب است بدانید که میکروب؟ ها و باکتری ها نیز از این دسته از جانداران می باشند.برخی از باکتری ها مثل باکتری کولی Escherichia Coli می توانند جهت مواد شیمیایی موجود در محیط حرکت کنند همانند کوسه ها که رد خون را برای رسیدن به شکار دنبال می کنند، این باکتری مولکول های غذایی را دنبال می کند تا به منبع غذا دست پیدا کند.

گروه دیگری از باکتری ها حتی می توانند خود را در حوزه ی مغناطیسی زمین قراردهند و به راحتی قادرند جهت شمال و جنوب را یافته و در مسیر دل خواه خود حرکت کنند. این توانایی منحصر به فرد در این باکتری های مغناطیسی ناشی از وجود عضوی خاص می باشد که حاوی کریستال های مغناطیسی است. شاید بتوان برجسته ترین مورد مهاجرت را در کپک Physarum polycephalum دید. کلونی این نوع آمیب همیشه می تواند براحتی مسیر خود را از راه های پر پیچ و خم و مارپیچ بیابد.

● یادگیری و حافظه در تک سلولی ها

وقتی که آمیب Dictyostelium در ظرف مخصوص کشت باکتری قرار می گیرد به صورت مکرر شروع به گردش می کند، البته این گردش ها و چرخش ها به طور تصادفی نیست. به طوری که اگر باکتری ای به راست گردش کند در گردش بعدی خود به طور ماهرانه ای به سمت چپ می پیچد. به نظر می رسد که این باکتری حرکات خود را به حافظه می سپارد مخصوصا” آخرِین حرکت خود را.

در باکتری Escherichia Coli این حرکات جالب تر است. این باکتری بیش تر وقت خود را در سیستم گوارشی انسان می گذراند. این باکتری قبل از این که با قند لاکتوز مواجه شود اول این قند را مزه مزه می کند و سپس همانند یک ماشین هوشمند زیستی روشن شده و آن را هضم می کند. هم چنین این باکتری فعالیت خاصی را در مواجهه با قند مالتوز انجام می دهد.

دانشمندان زمان زیادی را صرف مطالعه ی لاکتوز و مالتوز کرده ند. آن ها دریافتند که این باکتری به طور منظم رفتار و وظایف خود را تغییر می دهد. دانشمندان می گویند که این توانایی ها بخش کوچکی از توانایی هایی است که این موجودات کوچک دارند و درک کامل این توانایی ها و رفتارها نیازمند تحقیقات بیش تری است.

برگرفته از نشریه و رسانه‌ی الکترونیکی موفقیت