باکتری‌هایی که بینی دارند

برگردان: احسان سنایی

باکتری‌ها، به‌عنوان عامل تولید برخی از زننده‌ترین بوهای زمین شناخته می‌شوند؛ اما حال دانشمندان دریافته‌اند که این ریزجثه‌ترین جانداران نیز از حس بویایی منحصر به فردی برای خود برخوردارند.

گروهی از میکروب‌شناسان دریایی دانشگاه نیوکاسل انگلستان، برای نخستین بار پی به وجود نوعی بینی مولکولی در باکتری‌ها برده‌اند که به آنان امکان شناسایی مواد شیمیایی بودار و معلّقی چون آمونیاک را می‌دهد.

این پژوهش که به سرپرستی دکتر «ریندرت نیجلند» (Reindert Nijland) در نشریه‌ی علمی «بیوتکنولوژی ژورنال» به انتشار رسیده، نشان می‌دهد که چگونه باکتری‌ها قادر به استشمام‌ مواد شیمیایی فرّاری چون آمونیاک‌اند که توسط باکتری‌های رقیب موجود در محیط ایجاد گشته‌اند. طبق این بررسی، باکتری‌ها پس از احساس وجود بیگانگان در محیط، اقدام به ایجاد «بیوفیلم» می‌کنند؛ توده‌ای متراکم از هم‌نوعانشان که به سطح واحدی چسبیده‌ و هر هم‌آوردی را در آن نزدیکی از خود می‌رانند.

بیوفیلم‌، علت عمده‌ی بروز عفونت در محل ایمپلنت‌های پزشکی یا کاشت بافت اعضایی چون شریانات قلبی، لگن مصنوعی و حتی بافت سینه‌ در زنان هستند. این توده‌های ریز همچنین به شکل آلودگی‌های زیست‌محیطی یا biofouling؛ با کاهش سرعت حرکت کشتی‌ها و نتیجتاً هدررفت سوخت‌ باارزش، سالیانه میلیون‌ها دلار به صنایع دریایی لطمه می‌زنند. برخی بیوفیلم‌ها هم با رشد و تکثیر بر نفت خام، به‌منظور پاک‌سازی لکه‌های نفتی به‌کار برده می‌شوند.

تصویر میکروسکوپی از باکتری عامل وبا

به‌گفته‌ی دکتر نیجلند، که این پژوهش را در آزمایشگاه Dove Marine دانشگاه نیوکاسل به ثمر رسانده، این کشف به تعمیق درک‌مان از نحوه‌ی ایجاد بیوفیلم‌ها و نیز استخدام‌شان در راستای نیازهایمان کمک خواهد نمود. او می‌گوید:

«این، نخستین مدرک از وجود یک بینی باکتریایی، با قابلیت شناسایی رقبای احتمالی‌ست. بیوفیلم در حوزه‌های صنعت و پزشکی حائز اهمیت است و این حقیقت که سلول‌ها با قرارگیری در معرض گاز آمونیاک ایجاد چنین توده‌ای می‌کنند؛ اصلی مهم در فهم نحوه‌ی تشکیل بیوفیلم‌ها و به‌کار بستن‌شان در راستای منافع‌مان است. گام بعدی، شناخت بینی یا حسگر بویایی[شان] خواهد بود.»

کشف اخیر، نشان از توان باکتری‌ها در احساس دست‌کم چهار مورد از پنج حس موجود را می‌دهد که عبارتند از پاسخدهی به نور (بینایی)، تشخیص ژن‌ها با تماس (لامسه) و پاسخ به مواد شیمیایی و زهرآلود محیطشان، چه از طریق تماس مستقیم (چشایی) و چه از راه هوا (بویایی).

آمونیاک، از ساده‌ترین منابع نیتروژن‌دار است؛ غذایی کلیدی برای رشد باکتری‌ها. گروه با به‌کارگیری دو گونه باکتری موسوم به باسیل‌های فرّار و «باسیلوس لیچنیفورمیس»‌ها، که دو گونه‌ی رقیب باکتریایی محسوب می‌شوند و در خاک می‌توان یافت‌شان؛ دریافتند که هر گونه، در پاسخ به رویارویی با گاز آمونیاک اقدام به ایجاد بیوفیلم می‌کند و هر چه فاصله‌ی مابین این دو جماعت کمتر شود، این پاسخ متقابل نیز ضعیف‌تر می‌شود.

به‌گفته‌ی پروفسور «گرنت بورگس» (Grant Burgess)؛ مدیر آزمایشگاه Dove Marine و ناظر این پروژه؛ درک محرک‌هایی که چنین واکنش‌هایی را موجب می‌شوند، استعداد فراوانی نهفته در خود دارد. او در ادامه می‌گوید:

«حس بویایی در موجودات زیادی، حتی مخمرها و توده‌های کپکی دیده شده؛ اما کار ما برای نخستین بار نشان می‌دهد که حس بویایی حتی در باکتری‌های ریزجثه نیز وجود دارد. از دید فرگشتی، معتقدیم این احتمالاً اولین مثال از نخستین گام‌های نحوه‌ی فراگیری بوییدن دیگر موجودات، توسط گونه‌های جاندار است. [البته] هنوز این مشاهدات ابتدایی است و کار بیشتری را بایستی به انجام رساند؛ اما به هر ترتیب، این کشفی‌ست مهم، که نشان از پیچیدگی باکتری‌ها و نحوه‌ی به‌کارگیری را‌‌ه‌های ارتباطی فزاینده‌ای مابین‌شان نیز می‌دهد. عفونت‌های باکتریایی، سالیانه میلیون‌ها نفر از مردم را از پای در می‌آورند و کشف نحوه‌ی ارتباط مابین دشمنان باکتریایی‌تان، گامی مهم در فتح این جنگ است. این پژوهش، مدارکی از وجود راه‌هایی تاکنون ناشناخته‌ در فرآیند ارتباط مابین باکتری‌ها فراهم آورده است.»