研究:細菌無腦 但會儲存記憶並傳承好幾代

【2023年11月24日訊】(記者陳俊村報導)美國的一項研究顯示,儘管細菌沒有大腦或神經系統,但它們卻可以把何時應該聚集起來以感染人類之類的訊息像記憶一樣儲存起來,並傳承給未來好幾代。

美國德州大學奧斯汀分校(University of Texas at Austin)在11月21日發表的新聞稿指出,該校研究人員發現,大腸桿菌使用的含量來儲存有關不同行為的訊息。當它們受到某些刺激時,這些行為就會啟動。

科學家先前觀察到,有群集(使用鞭毛在表面上集體移動)經驗的細菌可以改善隨後的群集表現。為了探求原因,該校研究團隊著手進行研究。

細菌因為沒有神經元、突觸(兩個神經元的相接處)或神經系統,所以任何記憶都無法長久留存。它們比較像是儲存在電腦上的訊息。

主導這項研究的該校分子生物學家巴塔查亞(Souvik Bhattacharyya)說:「細菌沒有大腦,但它們可以從環境中收集訊息。如果它們經常遇到這種環境,它們可以儲存這些訊息,並在以後迅速取得,使其受益。」

這一切都與有關。鐵是地球上最豐富的元素之一。單一和自由漂浮的細菌具有不同含量的鐵。科學家發現,鐵含量較低的細菌細胞比較會群集。相較之下,形成生物膜的細菌,其細胞中的鐵含量很高。這些鐵的記憶持續了至少四代,到第七代之前就消失了。

巴塔查亞說:「在地球大氣中有氧氣之前,早期的細胞生命利用鐵進行許多細胞代謝過程。鐵不但對地球生命的起源至關重要,而且在生命的演化上也是如此。細胞會以這種方式運用它是有道理的。」

研究人員主張說,當鐵的含量低時,細菌的記憶會被觸發,進而形成迅速移動的遷徙群體,在環境中尋找鐵。當鐵含量高時,記憶會指示,這種環境是黏附並形成生物膜的好地方。

巴塔查亞說:「歸根結底,我們對細菌的行為了解得越多,就越容易對抗它們。」

上述研究成果發表於《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)。

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