I batteri possono sviluppare una memoria collettiva

Se i batteri sono stressati da un aumento della concentrazione di sale, sopravvivono a un secondo shock salino meglio che senza questo "preavviso". Tuttavia, questo allenamento degli organismi unicellulari non dura a lungo. Dopo appena mezz'ora, il tasso di sopravvivenza non dipende più dalla storia precedente.

I due microbiologi Roland Mathis e Martin Ackermann dell'istituto di ricerca acquatica Eawag e dell'ETH di Zurigo riferiscono ora di una nuova scoperta effettuata con Caulobacter crescentus,un batterio comune in acqua dolce e salata, al microscopio.

Se si osservano non singole cellule ma un intero gruppo di batteri, questi sembrano sviluppare una sorta di memoria collettiva. I tassi di sopravvivenza nelle popolazioni che sono state avvertite in una fase iniziale di stress sono più alti rispetto alle popolazioni di confronto, anche dopo due ore.

Interazione complessa

Utilizzando un modello computerizzato, i ricercatori hanno identificato una complessa interazione di due fattori come causa di questo fenomeno. Da un lato, lo stress salino porta a una sincronizzazione e a un rallentamento dei cicli di divisione cellulare. In secondo luogo, le possibilità di sopravvivenza dipendono dallo stadio di divisione cellulare in cui si trova il singolo batterio quando si verifica il secondo stress. Regolando i cicli di divisione cellulare, la suscettibilità della popolazione cambia nel tempo. Le popolazioni preallertate possono sopravvivere meglio agli stress futuri, ma in circostanze diverse possono addirittura essere più suscettibili delle loro controparti non allertate.

"Se comprendiamo questi effetti collettivi, possiamo aiutarci a controllare meglio le popolazioni batteriche", afferma Martin Ackermann. Questa conclusione è importante per capire come gli agenti patogeni si difendono dagli antibiotici o come le colture batteriche nei processi industriali o negli impianti di trattamento delle acque reflue possano rimanere efficienti anche in condizioni molto diverse. Questo perché i batteri svolgono un ruolo chiave in quasi tutti i processi bio- e geochimici sulla terra. A seconda del processo, sono utili dal punto di vista umano - ad esempio quando decompongono gli inquinanti e convertono i nutrienti in energia - o dannosi, soprattutto quando sono responsabili di malattie.

Un'altra scoperta è importante per i ricercatori: "Se si vuole capire il comportamento e il destino delle popolazioni batteriche, a volte è necessario analizzare ogni singola cellula", afferma Mathis.

Questo testo si basa su uno studio pagina esternaComunicato stampa di Eawag.