Σάββατο, 20 Ιουνίου 2009

Τα μικρόβια είναι πιο δικτυωμένα από εμάς

Απο το PATHFINDER

Όταν χρησιμοποιούμε τον όρο δικτύωση, φέρνουμε στο μυαλό μας ανθρώπους και τα εκατομμύρια καλώδια που είναι απλωμένα σε όλο τον πλανήτη, με σκοπό την επικοινωνία σε παγκόσμιο επίπεδο.


Η προσπάθεια μας να ανακαλύψουμε πώς να μετακινούμε τα ηλεκτρόνια έχει μεταμορφώσει την εικόνα της ανθρώπινης κοινωνίας, ωστόσο δεν είμαστε το μοναδικό είδος στον πλανήτη που ζει «καλωδιωμένο».

Πριν από μερικά χρόνια, η μικροβιολόγος Gemma Reguera από το Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν ανέφερε ότι ένα συγκεκριμένο είδος βακτηρίων χρησιμοποιούσε τη σκουριά για να αναπτύξει ηλεκτρικά αγώγιμα προσαρτήματα. Μετέπειτα έρευνες έδειξαν πως πολλά είδη βακτηρίων έχουν την ικανότητα να αναπτύσσουν νανοκαλώδια. Τα κυανοβακτήρια, που «εφεύραν» τη φωτοσύνθεση, παράγουν αγώγιμα νανοκαλώδια, ανταποκρινόμενα στις περιορισμένες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα. Πρόκειται για ομάδες μικροοργανισμών που αγαπούν τη θερμότητα και παράγουν μεθάνιο, ενώ φαίνεται ότι παράγουν και μικροσκοπικά καλώδια, τα οποία συνδέουν μεταξύ τους οργανισμούς από διαφορετικούς τομείς της ζωής.

Αργά αλλά σταθερά, συνειδητοποιούμε ότι πολλά (ίσως τα περισσότερα) βακτήρια παράγουν νανοκαλώδια. Και οι εξωκυτταρικές δομές, που συνδέουν τα κύτταρα των βακτηρίων σε περίπλοκες ενσωματωμένες κοινωνίες, δημιουργούν ένα σχέδιο που μοιάζει κατά πολύ με ένα δίκτυο του νευρικού συστήματος.

Ενδεχομένως να βρισκόμαστε μπροστά από ένα νέο επιστημονικό σύνορο. Η μελέτη της Ηλεκτρομικροβιολογίας θα αποφέρει σίγουρα νέες γνώσεις γύρω από τα συστατικά, την αντιδραστικότητα και το ρόλο των βακτηριακών νανοκαλωδίων. Η βαθύτερη γνώση της βακτηριακής δραστηριότητας ισοδυναμεί με μεγαλύτερη κατανόηση του σώματός μας και του πλανήτη μας. Το ανθρώπινο σώμα περιλαμβάνει ένα φυσικό συμπλήρωμα βακτηριακών κυττάρων που ξεπερνούν σε αριθμό έως και 10 φορές τον αριθμό των ανθρώπινων κυττάρων. Οι προκαρυωτικοί οργανισμοί, εκείνοι δηλαδή που δεν έχουν κυτταρικό πυρήνα όπως τα βακτήρια και τα αρχαία (μονοκύτταροι οργανισμοί), αποτελούν την πλειονότητα της γήινης βιομάζας και ευθύνονται για την ανακύκλωση των πιο σημαντικών θρεπτικών συστατικών.

Η έρευνα βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο. Μόλις έξι μελέτες έχουν δημοσιευτεί σχετικά με τα βακτηριακά νανοκαλώδια, αλλά υπάρχει ένας αριθμός πολύ ενδιαφερουσών πιθανοτήτων σχετικά με τον ρόλο που μπορούν να παίξουν στον βακτηριακό κόσμο.

Είναι ήδη γενικά αποδεκτό πως πολλά είδη βακτηρίων επικοινωνούν μεταξύ τους, απελευθερώνοντας και αισθανόμενα συγκεκριμένους τύπους χημικών σινιάλων. Μία από τις πιο εντυπωσιακές υποθέσεις σχετικά με τα βακτηριακά νανοκαλώδια είναι η πιθανότητα να αποτελούν μέρος ενός άλλου τύπου πρωτόγονου (ή μήπως προχωρημένου;) συστήματος επικοινωνίας. Αν αναλογιστεί κάποιος πως τα μεμονωμένα κύτταρα -το καθένα με το δικό του ενσωματωμένο σύνολο μεταβολικών αντιδράσεων- συνδέονται μέσω ηλεκτρικά αγώγιμων νημάτων, η υπόθεση αυτή έχει αρκετά λογική βάση. Η συχνότητα της μεταφοράς ηλεκτρονίων από τον ένα οργανισμό στον άλλο θα μπορούσε πολύ λογικά να λειτουργεί ως μία μορφή επικοινωνίας.

Το να αποδειχτεί ότι τα βακτήρια μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους, χρησιμοποιώντας ενσωματωμένα νευροβιολογικά κυκλώματα, δεν θα είναι μία εύκολη υπόθεση, αλλά αν τελικά επιτευχθεί, θα αλλάξει ριζικά ο τρόπος κατανόησης της μικροβιακής φυσιολογίας και οικολογίας.

Πολλοί επιστήμονες προσπαθούν ακόμα να χαρακτηρίσουν αυτά τα μικροσκοπικά ηλεκτρικά προσαρτήματα. Γνωρίζουμε πως τα νανοκαλώδια αποτελούνται κατά κύριο λόγο από πρωτεΐνες, αλλά ο τύπος των πρωτεϊνών φαίνεται πως ποικίλλει από οργανισμό σε οργανισμό. Μπορούν να αναπτυχθούν και να γίνουν 10 φορές μεγαλύτερα σε μήκος από ένα τυπικό βακτήριο και συνήθως έχουν διάμετρο 8 με 10 νανόμετρα. Αυτού του είδους τα καλώδια μπορεί να λειτουργήσουν ως αναπνευστικές οδοί. Τα στοιχεία δείχνουν πως τα νανοκαλώδια μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρόνια σε αποστάσεις 10 φορές μεγαλύτερες από το μήκος ενός μεμονωμένου κυττάρου. Έτσι, τα κύτταρα θα μπορούν να αποκτήσουν πρόσβαση σε μία πηγή ενέργειας, η οποία είναι πολύ μακριά από αυτά, αλλά ακόμα δεν είναι σαφές εάν τα νανοκαλώδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά αυτό τον τρόπο.

Ίσως, η κατανόηση των στρατηγικών για αποτελεσματική διανομή ενέργειας και επικοινωνία στους παλαιότερους οργανισμούς του πλανήτη μας να λειτουργήσει ως μία χρήσιμη αντιστοιχία της βιωσιμότητας στο ανθρώπινο είδος

Δεν υπάρχουν σχόλια: