ذكاء البكتيريا
انتبه : البكتيريا ليست من أشكال الحياة البسيطة !!
كنت قد سمعت عن فكرة أن الأشكال المعقدة من الحياة قد تطورت من أشكال الحياة البسيطة مثل البكتيريا, ويبين الشكل التالي التسلسل المفترض في نظرية التطور :
ولكن هل علم الأحياء يؤيد هذا الزعم ؟ لا.. لأن البكتيريا في الواقع ليست مجرد شكل من أشكال الحياة البسيطة.
سوط الحركة للبكتيريا المائية MO-1 له سبعة محركات تدفق أيونية يضبطها 24 ترسا كالعجلات في علبة التروس !!
This hi-speed organism has more parts than a jumbojet – But it is able to replicate
البكتيريا لديها أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار
التي بواسطتها تستطيع الإحساس بالبيئة المحيطة. وهذه المجموعة المتنوعة من الحواس المختلفة داخل البكتيريا قد يكون مفاجئا مثل :
- حاسة الشم !! المرجع
Bacterial Noses Need NarQ’s - الإحساس بالمجال المغناطيسي !! المرجع
The Attraction of Magneto tactic Bacteria - الإحساس بالصوت !! المرجع
Production of sound waves by bacterial cells and the response of bacterial cells to sound - الإحساس بالضوء !! المرجع
Scientists Watch Bacterial Sensor Respond to Light in Real Time - حاسة التذوق (اعتمادا على الرائحة) !! المرجع
Bacteria can have a ‘sense of smell’ - الإحساس بالضغط الإسموزي !! المرجع
Osmosensing by Bacteria: Signals and Membrane-Based Sensors - الشعور بالجاذبية !! المرجع
Bugs in space! Using microgravity to understand how bacteria can cause disease - الإحساس بتغير درجة الحرارة !! المرجع
How do bacteria sense and respond to low temperature? - الاحساس بالإجهاد الملحي (Osmolarity) !! المرجع
How bacteria sense salt stress - الاحساس بالأس الهيدروجيني ph !! المرجع
أي تمييز البكتريا للحامضية والقلوية
Molecular aspects of bacterial pH sensing and homeostasis - الانجذاب الكيميائي (chemotaxis) !! المرجع
وهو الاختيارية الكيميائية للبكتريا في التعامل مع المواد
The membrane of E. coli bacteria detects chemicals of interest via transmembrane receptor proteins. - الإحساس بالعوامل المضرة بالحمض النووي !! المرجع
DNA Damage Responses in Prokaryotes: Regulating Gene Expression, Modulating Growth Patterns, and Manipulating Replication Forks - الإحساس بوفرة المعادن !! المرجع
Correlation of the Abundance of Betaproteobacteria on Mineral Surfaces with Mineral Weathering in Forest Soils - الإحساس بمصادر الطاقة !! المرجع
Biologists discover electric bacteria that eat pure electrons rather than sugar, redefining the tenacity of life - الإحساس بمستقبلات الإلكترونات !! المرجع
Bacterial Adaptation of Respiration from Oxic to Microoxic and Anoxic Conditions: Redox Control - الإحساس بالمستقلبات أو نواتج الأيض !! المرجع
Where and Why: The Influence of Host Metabolism on Bacterial Niche Specificity - الإحساس بالعوامل الممرضة والفيروسات !! المرجع
Bacteria communicate to ramp up collective immune response to viral threats
فكل هذه الأحاسيس تتطلب تصميما مثاليا يجعل تكيف المستقبلات والاستجابة في البكتريا سريعا للغاية مما يؤكد على وجود آليات تصميم وليس طفرات عشوائية أو اختيار عشوائي
هل لدى البكتيريا قدرة على التعلم؟
البكتيريا ليست لديها القدرة على التعلم بالطريقة التي نفهم بها كبشر. ومع ذلك، فإن البكتيريا قادرة على التكيف مع الظروف المحيطة بها وتغيير سلوكها ونموها لتحسين فرص البقاء على قيد الحياة في بيئة معينة.
على سبيل المثال، يمكن للبكتيريا أن تتطور لتصبح مقاومة للمضادات الحيوية عن طريق الانتقاء الطبيعي، حيث يتم اختيار الفرد الذي يحمل جينات المقاومة ويتمكن من البقاء على قيد الحياة في وجود المضاد الحيوي. وعلى هذا النحو، يمكن اعتبار ذلك تكيفًا مع الظروف المحيطة بها، ولكنه ليس بالضرورة تعلمًا كما نفهمه.
كيف يمكن للبكتيريا التواصل مع بعضها البعض؟
توجد العديد من الطرق التي يمكن للبكتيريا استخدامها للتواصل مع بعضها البعض، وتشمل هذه الطرق:
- الاتصال السطحي: حيث يتم استخدام ألياف خاصة تسمى “pili” لإرسال إشارات كيميائية وكهربائية للتواصل مع بكتيريا أخرى وتنظيم النمو والتطور.
- القنوات الخلوية: حيث يتم استخدام قنوات داخل الغشاء الخلوي للتواصل بين البكتيريا وتمكينها من تبادل الإشارات الكيميائية والجزيئات المختلفة.
- الإفرازات الخلوية: حيث يتم إفراز جزيئات خاصة تعمل كإشارات كيميائية للتواصل مع البكتيريا الأخرى وتحفيزها على الاندماج في مجموعة واحدة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن للبكتيريا استخدام مواد كيميائية خاصة تعمل كإشارات لجذب بكتيريا أخرى أو التحذير من المواد السامة أو ظروف البيئة السيئة. ويتم ذلك عن طريق إفراز هذه المواد في البيئة المحيطة بها.
هل لدى البكتيريا قدرة على اتخاذ قرارات؟
تختلف الآراء حول قدرة البكتيريا على اتخاذ قرارات. ومع ذلك، فإن البكتيريا تحتوي على نظام يسمى “نظام التحكم في التعبير الجيني” (quorum sensing) الذي يسمح لها بالكشف عن كثافة البكتيريا في المحيط المحيط بها.
عندما تزداد كثافة البكتيريا، يتم إنتاج مركبات كيميائية خاصة تسمى “autoinducers”، والتي تستخدم للتواصل مع بعضها البعض. عندما تصل هذه المركبات إلى مستوى معين، يتم تنشيط سلسلة من الأحداث في البكتيريا تؤدي إلى اتخاذ قرارات معينة، مثل تفعيل أو إيقاف تشغيل بعض الجينات في جينوم البكتيريا.
وفي النهاية، يمكن القول إنه رغم أن البكتيريا لا تتخذ القرارات بالطريقة التي نفهمها ككائنات حية، فإنها تحتوي على آليات داخلية تسمح لها بالتفاعل مع بيئتها وتحديد الخطوات التالية التي يجب اتخاذها للبقاء على قيد الحياة.
ما هي الإجراءات التي يمكن للبكتيريا اتخاذها للتكيف مع التغييرات في الظروف المحيطة بها؟
البكتيريا قد تتخذ عدة إجراءات للتكيف مع التغييرات في الظروف المحيطة بها، ومن أبرز هذه الإجراءات:
- تحويل المواد الغذائية: يمكن للبكتيريا استخدام مصادر غذائية مختلفة حسب ظروف البيئة المحيطة بها. على سبيل المثال، يمكن لبعض البكتيريا التي تعيش في بيئات فقيرة بالأكسجين الحصول على الطاقة من تحويل المواد العضوية إلى طاقة بدون استخدام الأكسجين.
- تكيف درجة الحرارة: تتمتع البكتيريا بقدرة على التكيف مع درجات الحرارة العالية أو المنخفضة بإنتاج بروتينات خاصة توفر حماية للخلايا من هذه التغييرات في درجات الحرارة.
- تكيف مع مستوى الأكسجين: يمكن للبكتيريا التكيف مع مستوى الأكسجين في البيئة المحيطة بها. فعلى سبيل المثال، تعتبر بعض البكتيريا قادرة على العيش في بيئات خالية من الأكسجين بإنشاء مسارات أيض بديلة للحصول على الطاقة.
- تغيير الأيونات والمعادن: يمكن للبكتيريا تغيير نسبة الأيونات والمعادن المتوفرة في المحيط المحيط بها من خلال إفراز إنزيمات خاصة أو نقلها داخل الخلايا للمحافظة على التوازن الخلوي.
- تكيف مع ظروف الماء: يمكن للبكتيريا التكيف مع توفر الماء في البيئة المحيطة بها، حيث تستطيع بعض البكتيريا العيش في بيئات قليلة الرطوبة، بينما تتطلب بعض الأنواع وجود مستويات عالية جدًا من الماء للنمو.
هل لدى البكتيريا ذاكرة؟
لا يمكن القول بأن البكتيريا لديها ذاكرة في المعنى الذي نفهمه كبشر، حيث لا تحتوي البكتيريا على جهاز عصبي مركزي ولا على خلايا عصبية.
ومع ذلك، فإن البكتيريا تحتوي على عدد من الآليات التي يمكنها استخدامها للاستجابة للمؤثرات الخارجية وتكيف نفسها مع التغيرات في الظروف المحيطة بها. على سبيل المثال، قد تتكيف البكتيريا مع تركيب البروتينات في غشائها الخلوي للتكيف مع درجات الحرارة المختلفة أو مع مستويات الأكسجين في البيئة المحيطة بها.
ويتم تحقيق هذا التكيف بشكل رئيسي عن طريق الانتقاء الطبيعي Natural Selection، حيث يتم اختيار الفرد الذي يتمتع بالصفات المناسبة للبقاء في البيئة المحيطة به وتكاثره يؤدي إلى نشر هذه الصفات بين الأجيال المقبلة.
ولذلك، فإن البكتيريا لا تمتلك ذاكرة مثل الكائنات الحية الأخرى، ولكنها تستخدم آليات داخلية معقدة للتكيف مع التغيرات في الظروف وتحسين فرصها في البقاء على قيد الحياة.
0 تعليق