Student World

Vědci University of California podrobili rozsáhlým testům bakterii Bacillus subtilis. Velké kolonie těchto bakterií vystavili stresujícím podmínkám – záření, nedostatku živin nebo naopak toxickým látkám. Jednou z možností, jak bakterie mohly zareagovat, byla sporulace.

To ale představovalo časově náročný proces, který trval mnoho hodin a vyžadoval změnit aktivitu asi 500 genů. Spory jsou proti nepříznivým vnějším podmínkám odolnější a mohou z nich po zlepšení situace zase vyrůst normální bakterie.

Bakterie nefungují v kolonii izolovaně, ale neustále spolu komunikují prostřednictvím chemických signálů. Jejich „rozhodnutí“ se navzájem ovlivňují a mohou je také průběžně měnit, respektive odsouvat na později. Proces sporulace může probíhat dvěma způsoby, při jednom z nich mateřská buňka až na sporu umírá a do prostředí se vylijí proteiny. Proces lze ale i přepnout, nakonec nesporulovat a naopak vstřebávat látky z cizích umírajících buněk; toto je tedy „nepřátelská“ strategie („competence intermediate state“). Pokud takto nakrmená bakterie přežije, bude mít oproti spórám výhodu – nebude se muset znovu „oživovat“ a začne ihned po zlepšení podmínek zase růst a množit se. Na druhou stranu riskuje, že při dalším zhoršení podmínek bez spory nepřežije vůbec.

Bakterie se mohou pokoušet klamat, vydávat „matoucí“ chemické signály, taktéž se mohou např. snažit rozhodnout o své strategii až v poslední chvíli. Obecně se dá říct, že čím více buněk sporuluje, tím je pro konkrétní bakterii výhodnější spóry nevytvořit (větší výhoda, pokud přežije, a větší možnost se vykrmit). To ale platí i pro další buňky. Máme zde tedy skutečnou teorii her, systém se zpětnou vazbou, kdy bakterie nejen vyhodnocuje vnější podmínky sama za sebe, ale také sleduje, jak tyto podmínky vyhodnocují ostatní (bakterií v kolonii může být mnohonásobně více než lidí na Zemi). Ve sledovaných podmínkách se ukázalo, že spory vytvoří asi 90 % buněk.

Vědci se domnívají, že bakterie de facto hrály nějakou verzi Vězňova dilematu (ovšem značně složitou, vzhledem k množství bakterií v kolonii) a získané matematické modely by se mohly uplatnit i v politologii či ekonomii k modelování lidského rozhodování. Srovnávají situaci třeba s epidemií nebezpečného viru, kdy vakcína je ovšem též riziková. Za těchto okolností se vyplatí udělat opak toho, co většina (pokud se většina lidí nechá očkovat, je výhodnější se nenechat, a naopak; asi předpokládáme, že očkovaný člověk nebude fungovat jako přenašeč).

Vědci také upozorňují, že bakterie volí různé způsoby chování, přitom na začátku se vychází ze stejných buněk ve stejném vnějším prostředí. Nemohou se pak třeba i buňky naší tkáně v podobné verzi teorii her třeba rozhodovat, zda se stanou rakovinnými?

Zdroj: ScienceDaily

autor Pavel Houser