مطالعه‌ای جدید نشان می‌دهد که برخی باکتری‌ها زمانی که منابع غذایی تمام می‌شود، به باکتری‌های اطراف خود حمله می‌کنند و از بقایای آن‌ها تغذیه می‌کنند. این رفتار نه تنها شایع است، بلکه یک ترفند بقا است که سال‌ها در مقابل چشمان ما پنهان بوده است.
این تحقیق توسط دانشمندان دانشگاه ایالتی آریزونا، دانشگاه ETH زوریخ و مؤسسه فدرال علوم و فناوری آبی سوئیس (Eawag) انجام شده است.
باکتری‌های گرسنه چگونه زنده می‌مانند؟
سیستم ترشح نوع شش (T6SS)؛ سلاح مخفی باکتری‌ها
محققان کشف کردند که باکتری‌های گرسنه یک سلاح میکروسکوپی به نام «سیستم ترشح نوع شش» یا T6SS را فعال می‌کنند تا زنده بمانند. این سیستم مانند یک نیزه کوچک عمل می‌کند که باکتری آن را به سمت سلول‌های مجاور پرتاب می‌کند و سم‌های کشنده به آن‌ها تزریق می‌کند.
باکتری‌ها، همسایگان خود را می‌خورند
دکتر گلن د‌سوزا، یکی از نویسندگان این مطالعه، به صراحت اعلام کرد: «اصل ماجرا این است که وقتی اوضاع سخت می‌شود، باید همسایه‌ات را بخوری!»
او ادامه داد: «ما می‌دانستیم که باکتری‌ها یکدیگر را می‌کشند، این مطلب در کتاب‌های درسی هم آمده است. اما چیزی که اکنون کشف شده، این است که باکتری‌ها نه تنها سلاح دارند، بلکه زمان استفاده از این سلاح‌ها را هوشمندانه انتخاب می‌کنند؛ زمانی که دیگر نمی‌توانند خودشان رشد کنند.»
شکارچیان گرسنه؛ برنامه‌ای دقیق برای بقا
قبلاً تصور می‌شد که T6SS تنها برای باز کردن فضا برای رشد استفاده می‌شود، اما داده‌های جدید هدفی تاریک‌تر را نشان می‌دهند. این سیستم تنها زمانی فعال می‌شود که غذا تمام شده باشد؛ یعنی باکتری شکار را فقط برای تغذیه و زنده ماندن انتخاب می‌کند.
دکتر فران گارسیا-پیچل این موضوع را به زبان ساده بیان می‌کند: «بیشتر باکتری‌ها آرام و بی‌سروصدا مواد مغذی را از محیط جمع می‌کنند، اما برخی شکارچی‌های متخصص هستند که دیگر موجودات را می‌کشند و می‌خورند.»
وی می‌گوید: «این مطالعه نشان می‌دهد که حتی باکتری‌هایی که بی‌خطر به نظر می‌رسند، در شرایط سخت می‌توانند به قاتل تبدیل شوند. این باکتری‌ها مانند دکتر جکیل و مستر هاید عمل می‌کنند؛ ظاهرشان فریبنده است.»
نبرد پنهان در دنیای میکروب‌ها
رقابت بی‌پایان برای بقا
در دنیای میکروسکوپی، زنده ماندن فقط به سرعت یا اندازه بستگی ندارد، بلکه به استراتژی و زمان‌بندی نیز مرتبط است. سلاح‌هایی مانند T6SS فقط بخش کوچکی از یک مسابقه تسلیحاتی عظیم در دنیای میکروب‌ها هستند.
جامعه‌های فشرده و رقابتی
بسیاری از باکتری‌ها در جوامع فشرده‌ای زندگی می‌کنند؛ در خاک، آب دریا یا حتی دستگاه گوارش انسان، جایی که مرز میان همزیستی و درگیری بسیار باریک است.
این موجودات ریز به‌طور مداوم محیط اطراف خود را بررسی می‌کنند و دوست یا دشمن را شناسایی می‌کنند. برخی از آن‌ها اتحاد تشکیل می‌دهند. اما باکتری‌هایی که سلاح T6SS دارند، صبور هستند؛ منتظر می‌مانند تا منابع کم شود، سپس با دقت حمله می‌کنند.
تصمیم‌گیری هوشمندانه
نکته جالب این است که باکتری‌ها از این سلاح به‌طور تصادفی استفاده نمی‌کنند. فعال‌سازی این سیستم کاملاً هدفمند و تحت کنترل است. این موضوع نشان می‌دهد که باکتری‌ها موجوداتی بی‌هدف نیستند؛ بلکه بازماندگان باهوشی هستند که زمان مناسب را برای حمله به‌خوبی تشخیص می‌دهند.
در حقیقت، باکتری‌ها زمانی حمله می‌کنند که هزینه صبر کردن، از خطر حمله کمتر است. این رفتار دقیقاً شبیه همان رقابت‌های منابع در اکوسیستم‌های بزرگ‌تر است، اما در مقیاسی بسیار کوچکتر.
نقشه‌برداری از قدرت‌های پنهان
با رمزگشایی این‌که باکتری‌ها چه زمانی و چگونه می‌جنگند، دانشمندان در حال ترسیم ساختارهای قدرتی هستند که دنیای میکروب‌ها را اداره می‌کنند.
باکتری‌های گرسنه برای زنده ماندن می‌کشند
مشاهدات زنده از شکار باکتری‌ها
تیم تحقیقاتی با استفاده از تصویربرداری تایم‌لپس، سوئیچ‌های ژنتیکی و برچسب‌های شیمیایی، این شکارچیان کوچک را حین شکار مشاهده کردند. آن‌ها دیدند که باکتری‌ها ابتدا به هدف حمله می‌کنند، سپس صبر می‌کنند تا مواد مغذی آزاد شود و بعد شروع به رشد می‌کنند.
وقتی محققان این سیستم را در برخی باکتری‌ها غیرفعال کردند، آن باکتری‌ها از گرسنگی مردند، اما باکتری‌های سالم به رشد ادامه دادند.
دکتر د‌سوزا تأکید کرد: «این رفتار فقط در آزمایشگاه دیده نمی‌شود. این سازوکار در محیط‌های مختلف طبیعی نیز فعال است؛ از اقیانوس‌ها گرفته تا روده انسان.»
کشف یک حلقه ناشناخته در زنجیره غذایی میکروبی
آسترید استوبوش که حملات را به‌صورت فریم به فریم بررسی کرده است، می‌گوید: «مشاهده این فرآیند واقعاً نشان می‌دهد که باکتری‌ها چقدر می‌توانند باهوش و سازگار باشند.»
او افزود: «این باکتری‌ها با آزادسازی تدریجی مواد مغذی از همسایگانشان، بهره‌برداری خود از منابع را به حداکثر می‌رسانند، به‌طوری که حتی کوچک‌ترین مولکول هم اهمیت دارد. این کشف، حلقه‌ای جدید در زنجیره غذایی میکروبی است که قبلاً توجهی به آن نداشتیم.»
پیامدهای بزرگ از شکارچیان کوچک
فرصت‌های جدید برای پزشکی و محیط زیست
شناخت بهتر این سلاح‌ها می‌تواند به تولید پروبیوتیک‌های مؤثرتر کمک کند که از روده انسان بهتر محافظت کنند. همچنین ممکن است الهام‌بخش تولید آنتی‌بیوتیک‌های جدیدی باشد که دارو را مستقیماً به باکتری‌های مضر تزریق می‌کنند.
در مقیاس جهانی، جنگ‌های میکروبی می‌توانند حتی بر چرخه کربن تأثیر بگذارند؛ چون این درگیری‌ها تعیین می‌کنند که کدام میکروب‌ها جلبک‌های دریایی را تجزیه کنند.
باکتری‌ها فقط بازیافت‌کنندگان منفعل نیستند؛ آن‌ها در شرایط سخت، به شکارچی تبدیل می‌شوند. در دنیای میکروسکوپی، بقا یعنی خوردن همسایه.
این مطالعه کامل در مجله Science منتشر شده است.
