Zinātnieki jau ilgu laiku zina, ka daudzi baktēriju veidi veido dažādas kopienas, kas sastāv no milzīga indivīdu skaita, un šie mikroorganismu "kolektīvi" demonstrē diezgan ziņkārīgas un grūti izskaidrojamas uzvedības iezīmes. Koloniālās miksobaktērijas ir visspilgtākie šādu "oriģinālu" piemēri.
Šie mikroorganismi visvieglāk jūtas augsnē, kūtsmēslos, kā arī uz sabrukušām augu atliekām. Tomēr to īsās stieņa formas šūnas, kuru lielums ir tūkstošdaļas milimetra, var pastāvēt atsevišķi.
Bet tomēr visbiežāk tie tiek sakārtoti tūkstošiem kopu, kas, meklējot pārtiku ar visu savu masu, pārvietojas no vienas vietas uz otru. Tajā pašā laikā katrs komandas dalībnieks izdala bagātīgas gļotas, kas kalpo kā sava veida "smērviela", ar kuras palīdzību mikroorganismu armada slīd pāri augsnes virsmai.
Pārsteidzoši ir tas, ka visas kolonijas šūnas darbojas pārsteidzoši koordinēti, it kā tās vadītu neredzams vadītājs. Un, ja pēkšņi kāda baktērija atrodas ārpus kolonijas malas, tā nekavējoties steidzas atpakaļ, it kā kāds neredzams pavediens spiestu to darīt.
Tiklīdz šī mikroorganismu saimnieka ceļā parādās laupījums, piemēram, citas sugas baktēriju uzkrāšanās, kolonijas avangards strauji pagriežas pret upuri un pārmeklē to, pārklājot to ar daudziem niecīgiem ķermeņiem. Pēc tam miksobaktērija sāk īstus svētkus, kuru laikā ar īpašu enzīmu palīdzību sagremo laupījumu viegli sagremojamā stāvoklī.
Ja vienas un tās pašas miksobaktēriju sugas nonāk ūdenī, tās nekavējoties pārveidojas par lodveida kolonijām, kas sastāv no simtiem tūkstošu vai pat miljonu īpatņu. Un, kad šīs miniatūrās bumbiņas ceļā sastopas citi mikroorganismi vai to kolonijas, aktīvās šūnu kustības laupījumu ieved īpašās ieplacībās uz plēsonīgās bumbas virsmas, ko sauc par gremošanas kabatām, kur tā tiek sagremota.
Bet īpaši interesantas parādības miksobaktēriju uzvedībā tiek novērotas, ja trūkst pārtikas resursu.
Reklāmas video:
Un, ja pirms tam miksobaktēriju šūnas kopējā gļotādas masā tika vienmērīgi sadalītas, tad tagad tās sāk pulcēties kolonijas centrā, kur ierodas arvien vairāk jaunu šūnu pasūtījumu. Šādu šūnu masu aktīvu kustību rezultātā kolonija malās samazinās, bet centrālajā daļā tā, it kā ar lēcieniem un kustībām, paceļas uz augšu.
Un nevis kā bezveidīga masa, bet kā pilnīgi strukturēts veidojums: no tikko pamanāma bumbuļa izaug vertikāla kolonna, kuras augšdaļā parādās daudz zaru. Galu galā no gļotādas kūkas izveidojas kaut kas līdzīgs mazam kokam, kurā zaru galotnes rotā dīvaini lieli "ziedi" ar daudzām biezām "ziedlapiņām".
Šie kokveidīgie veidojumi sasniedz vairāku milimetru augstumu, tāpēc tie ir skaidri redzami arī bez mikroskopa. Dažādās miksobaktēriju sugās tie var atšķirties pēc formas, kā arī pēc krāsas, kas var būt zaļa, dzeltena vai oranža. Šie "ziedi" ir augļķermeņi un būtībā sastāv no divām šūnu kategorijām.
Lielākā daļa no tām "koka" augšanas laikā kalpo kā celtniecības materiāls. Tie veido augļķermeņa "stumbru" un "zarus". Bet “ziedu ziedlapiņas” ir dažas to šūnu grupas, kuras, pārdzīvojušas skarbo laiku, atkal atgriezīsies pie aktīva dzīvesveida.
Augļķermeņu veidošanās laikā baktērijas maina stienim līdzīgu formu uz apaļu, pārklāj ar blīvām membrānām un pārvēršas par pasīvām šūnām. Kad būs pagājis nelabvēlīgais periods, tie nokritīs no augļķermeņa zariem, zaudēs aizsargājošo apvalku un atkal pārvērtīsies par pārvietojamām nūjām. Viņi atkal sāks dalīties un tādējādi ieliks pamatu jaunajām miksobaktēriju paaudzēm …
Miksobaktēriju augļu ķermeņi
Dabiski, lai, piemēram, lai pārvietotos "veidojumā" vai vienoti uzbruktu upurim, nemaz nerunājot par sarežģītākām uzvedības darbībām, baktērijām kaut kā ir jānotiek. Viņiem saziņai ir īpaša - ķīmiska - valoda, kuru visaktīvāk lieto, ja ir daudz baktēriju.
Šajā gadījumā katra baktēriju šūna rada noteiktas signālmolekulas. Un, kad viņu skaits sasniedz noteiktu kritisko punktu, viņi kļūst par "tautas balsi", kurai pakļaujas lielākā daļa "sapulces" dalībnieku.
Tādējādi šī ķīmiskā "saruna" ir nepieciešama baktērijām, lai pieņemtu kolektīvus lēmumus. Jo īpaši ar šādu molekulāro komunikāciju mikroorganismi var viens otru “saskaitīt”, pulcēties kolonijās vai sinhronizēt toksīnu sintēzi un izdalīšanos ārējā vidē.
"Universālais vārds" baktērijās ir īpaša signālviela AI-2, kuras sintēze dažādos mikroorganismos tiek veikta viena un tā paša gēna kontrolē. Turklāt, neskatoties uz tā daudzpusību, dažādas baktērijas uz šo signālu reaģē dažādi. Piemēram, viņš var “ieslēgt” jūras mikroorganismu mirdzumu un atvērt “saziņas sesiju” E. coli kolonijā.
Jāsaka arī, ka dažāda veida baktēriju nevienlīdzīgās "valodas" interpretācijas dēļ var rasties starpsugu konflikti. Turklāt dažas sugas ar šīs valodas palīdzību var kontrolēt citas: piemēram, iesaistoties konkurentu “dialogā”, var rīkoties tā, lai varētu kļūt par uzvarētāju cīņā par vienu vai otru resursu.
Baktērijas vairumā gadījumu ir "plēsēji", kas ne tikai uzbrūk cilvēkiem, dzīvniekiem vai augiem. Viņi nenovērš ļaunu darbību pret saviem vienšūņu radiniekiem.
Tātad, laktobacilli, nonākot šādā citu baktēriju vidē, nekavējoties tiek pārveidoti. Viņi sāk enerģiski izdalīt ārējā vidē noapaļotas granulas ar kaimiņiem kaitīgām vielām: pienskābi, lizocīmu un dažiem specifiskiem proteīniem.
Bet cīņa neiziet bez pēdām pašiem laktobacilliem: to šūnas ir bojātas, un citoplazmas saturs izplūst.
Un jo aktīvākas ir laktobacillas, jo vairāk to rindās parādās bojātas šūnas, kuras pēc tam iet bojā. Un visaktīvākajos celmos mirst vairāk nekā trešdaļa mini cīņu dalībnieku. Bet baktēriju kopiena nepieļauj visu tās dalībnieku nāvi - kritiskā situācijā dažas mikrobu šūnas pārklāj savu sienu ar papildu aizsargslāņiem un nonāk miera stāvoklī.
Kas attiecas uz ievainoto pusi, tā izturas tā, kā būtu jāuzvedas armijai, kas zaudēja kaujā. Dažas sakauto baktēriju šūnas vienkārši pārstāj vairoties, citas pamazām sabrūk, bet vēl citas pārtrauc kontaktēties savā starpā un starp tām parādās tukša vieta.