Koennen Bakterien lernen?

Hoehere Tiere sind mehr oder weniger faehig, sich durch Lernen auf Veraenderungen der Umwelteinfluesse einzustellen. Aber das Organismen, die so “einfach” aufgebaut sind wie das Bakterium (Escherichia coli) das auch koennen ist erstaunlich. Ich bin mir als Biologe durchaus bewusst, dass die Beschreibung “einfach” nicht angebracht ist, fuer ein Lebewesen, dass Millionen von Jahren Evolutionsdruck ueberstanden hat und das es wahrscheinlicher ist, dass diese Eifachheit seiner Organisation einen Vorteil darstellt und eine schnelle Anpassung ermoeglicht. Aber im Vergleich zu den Tieren, die ueblicherweise fuer Verhaltensstudien eingesetzt werden um Lernverhalten zu demonstrieren ist ein Bakterium einfach “einfach” aufgebaut, also entschuldigen sie diese Ausdrucksweise.
Jeder kennt die beruehmten Pavlov´schen Hunde, die trainiert wurden, das Klingeln einer Glocke mit der Fuetterung zu verbinden und nach einiger Zeit auch auf das alleinige Klingeln mit Speichelfluss reagierten. Diese Verhaltensfixierung wurde “Konditionierung” genannt.
Ein vergleichbarer Prozess wurde nun fuer diese winzigen und schleimigen Kraturen, auch bekannt als E. coli, nachgewiesen. Wissenschaftler wussten bereits, das sie einfache Reaktionen auf Veraenderungen in ihrem Lebensraum bewerkstelligen koennen, wenn diese regelmaessig genug auftreten.

 Koennen Bakterien lernen?

Zum Beispiel beinhaltet ihr natuerlicher Lebenszyklus die Aufnahme in den Mund, zusammen mit kontaminierter Nahrung. Dies fuehrt zu einer Erhoehung der Temperatur, die als Signal fuer den nun folgenden Weitertransport in den Verdaunungstrakt dient. Dabei muss sich das Bakterium auf eine Verringerung des Sauerstoffgehaltes einstellen, wofuer eine Anpassung des Metabolismus vorgenommen wird. Dies stell eindeutig eine Vorbereitung auf die veraenderten Umweltbedingungen dar.
Die Gruppe um Tavazoie hat nun diese Umweltbedingungen so veraendert, dass auf eine Temperaturerhoehung eine Erhoehung des Sauerstoffgehaltes folgte und bereits nach 100 Generationen (E. coli teilt sich alle 20 min), hatte der Organismus seine Antwort den neuen Bedingungen angepasst. [PubMed] Deis deutet darauf hin, dass die BAkterien die alte Assoziation durchbrechen konnten und eine vollstaendig neue Antwort auf den Reiz “Temperaturerhoeung” generierten, was als Lernen definiert werden kann.
Dies waere die erste und verblueffende Beschreibung einer Antzipation zukuenftiger Geschehnisse durch Umwelteinfluesse in Bakterien.

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Kategorie: Wissenschaftsnews

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