البكتيريا تتمتع بحاسة الشم

اكتشف فريق بحثي بريطاني من علماء الأحياء المجهرية البحرية بجامعة نيوكاسل للمرة الأولى أن البكتيريا تمتلك “أنفا” جزيئيا وكيميائيا يميز الروائح وقادرا على اكتشاف الكيميائيات المنتجة للروائح والمحمولة هوائيا، مثل الأمونيا.

وبحسب بيان جامعة نيوكاسل، فقد أظهر الباحثون بقيادة الدكتور ريندِرت نيغلاند كيف تستطيع البكتيريا الشم واستشعار الكيميائيات المتطايرة بالهواء، كالأمونيا التي تنتجها بكتيريا منافسة موجودة بنفس البيئة.

وتستجيب البكتيريا لهذه الرائحة بإنتاج غشاء حيوي (بيوفيلم) تنضم إليه البكتيريا فرادى لاستعمار منطقة معا، كمحاولة لطرد أي منافس محتمل.

واعتبر نيغلاند -الذي أجرى البحث بمختبر دوڤ للأحياء البحرية بجامعة نيوكاسل ونشرت حصيلته بدورية “التكنولوجيا الحيوية”- أن هذا أول دليل على وجود أنف بكتيري قادر على اكتشاف المنافسين المحتملين.

ويضيف أن اكتشاف أن البكتيريا تشكل الغشاء الحيوي لدى تعرضها للأمونيا له آثار هامة بالنسبة لفهم كيفية تشكل الأغشية الحيوية ولإمكانية استخدامها لصالحنا.

فالغشاء الحيوي سبب رئيس لإصابة الأعضاء المستزرعة طبيا، كصمامات القلب مثلا، بالعدوى. لكن له مزايا أيضاً فهناك أغشية حيوية محددة تزدهر باستهلاك النفط، ويمكن استخدامها لإزالة بقع التسرب النفطي.

ويضيف نيغلاند أن هذه النتائج ستعزز فهم العلماء لكيفية تشكل الأغشية الحيوية، وإمكانية التلاعب بها للسيطرة عليها، منبهاً بأن الخطوة التالية ستكون في تحديد الأنف أو أداة الاستشعار التي تشم بالفعل.

الحواس الأربع

ويظهر هذا الاكتشاف أن البكتيريا تمتلك على الأقل أربعا من الحواس الخمس المعروفة لدى البشر.

وهي: الاستجابة للضوء (البصر)، والتعبيرات الجينية المعتمدة على الاتصال (اللمس)، والاستجابة للكيميائيات والسميات في بيئتها بواسطة الاتصال المباشر (الذوق)، أو بواسطة الهواء (الشم).

فالمعلوم أن الأمونيا هي أحد أبسط مصادر النيتروجين، وهو بدوره عنصر غذائي رئيس لنمو البكتيريا، وقد استخدم الباحثون نوعين متنافسين من البكتيريا موجودان بالتربة وهما: البكتيريا العصوية الرقيقة، والبكتيريا العصوية الحزازية.

ووجد الباحثون أن كلا من النوعين يفرز غشاء حيويا استجابة للأمونيا التي يحملها الهواء من البكتيريا الأخرى، وتراجعت الاستجابة مع زيادة المسافة بين منطقتي نشاط نوعي البكتيريا.

ويقول البروفيسور غرانت بورغيس -مدير مختبر دوڤ للأحياء البحرية والمشرف على مشروع البحث- إن فهم آليات إطلاق هذا النمط من الاستجابات البكتيرية سيكون له إمكانات هائلة.

ويضيف أن حاسة الشم قد رصدت لدى مخلوقات مجهرية عديدة، حتى الخمائر والعثة، لكن هذا البحث يظهر للمرة الأولى أن حاسة الشم توجد أيضا لدى البكتيريا الأدنى مرتبة في سلم الأحياء وصاحبة بعض أبشع الروائح على وجه الأرض.

ومن منظور تطوري، يعتقد بورغيس أن طريقة الشم هذه هي أول مثال تعلمته الكائنات الحية لشم الكائنات الأخرى.

وتعتبر هذه النتائج رصدا أوليا حيث لا يزال هناك الكثير من العمل البحثي ينتظر الإنجاز لكن هذا الاكتشاف يعتبر كذلك اختراقا هاما يظهر أيضا مدى تعقيد البكتيريا كمنظومة حيوية، وكيف تستخدم عددا متزايدا من السبل للتواصل فيما بينها.

ونظراً لأن العدوى البكتيرية لا تزال تقتل الملايين سنويا فإن اكتشاف طرق اتصال البكتيريا ببعضها البعض سيكون خطوة هامة نحو كسب الحرب على الأمراض التي تسببها البكتيريا.