Микробы и предвидение

В процессе исследований израильским учёным удалось обнаружить у микроорганизмов, а именно у дрожжей Saccharomyces cerevisae и Escherichia coli – кишечной палочки, способность к опережающему реагированию, которое напоминает классические условные рефлексы Павлова. Более частое появление одного из двух стимулов в естественной среде обитания может обучить микробы реагировать на него, как на сигнал, который предупреждает о неминуемом появлении второго стимула. Микробы, в отличие от «павловских» собак, приобретают «рефлексы» посредством отбора и мутаций в длинной череде поколений, а не путём обучения. Подавляющее большинство животных в многообразии сигналов, которые поступают из внешней среды, могут улавливать определённые закономерности, а потом использовать их, предвосхищая грядущие события. Однако у организмов, которые лишены нервной системы (и микроорганизмы относятся к таковым) способности к обучению резко ограничены. Однако к опережающему реагированию, как считают учёные, они все же способны. То-есть, израильские исследователи полагают, что микроорганизмы можно научить предвосхищать события, и они будут делать это не хуже собак Павлова. Вот только это обучение будет происходить за счёт эволюции. При этом вместо «обычной» памяти, записывающейся в структуре межнейронных связей, следует использовать генетическую память, записанную в ДНК. Учитывая огромную численность популяций микробов и столь же огромную скорость мутирования, а так же быструю смену поколений, скорость «эволюционного обучения» микроорганизмов может быть теоретически сопоставимой с обучением у высших животных.

Для изучения этого вопроса была выбрана кишечная палочка, удобная для исследователей тем, что она живёт то во внешней среде (вода, почва и др.), то у млекопитающих в пищеварительном тракте. Попадая в организм млекопитающего, бактерия сталкивается с двумя стимулами: нехваткой кислорода и повышением температуры. Учёные выяснили, что у этого микроорганизма уже выработалось «опережающее симметричное реагирование» на упомянутые стимулы. Попадая в организм млекопитающих, бактерии реагируют на повышенную температуру, в результате чего у них активизируются гены, которые отвечают за противостояние «температурному шоку» и «кислородному голоданию». При воздействие на бактерии фактором «кислородного голодания» без повышения температуры, у неё проявляются сразу две реакции: «прямая» - на отсутствие кислорода и «опережающая - на тепловой шок, который к тому времени ещё не наступил. Создаётся впечатление, что бактерия заранее знает, что попала в среду с повышенной температурой, не характерной для внешней среды, где она до этого пребывала. Эти рефлексы выработались у бактерий в процессе эволюции, и они же могут быть утрачены при их выращивании в среде, содержащей всего один из выше упомянутых стимулов (например, с избытком кислорода и при повышенной температуре).