Bacteriile ar putea avea o formă de „memorie” moleculară, chiar dacă nu dispun de creier sau de un sistem nervos. O cercetare realizată de oameni de știință de la Carnegie Mellon University și Georgia Tech arată că bacteriile E. coli care au fost expuse anterior unor condiții instabile, în care perioadele de abundență alternează cu cele de lipsă a hranei, se pot adapta mult mai rapid la o nouă sursă de hrană decât bacteriile provenite dintr-un mediu stabil.
Descoperirea este cu atât mai interesantă cu cât, atunci când au fost puse în fața exact acelorași condiții imediate, cele două grupuri de bacterii nu au reacționat la fel.
Studiul, publicat în mai 2026 în revista PRX Life, sugerează că experiența anterioară a unei celule poate influența modul în care aceasta răspunde ulterior la schimbările din mediul său.
Cercetătorii au urmărit zeci de mii de bacterii individuale E. coli și au identificat un mecanism molecular care poate păstra informații despre mediul anterior al celulei, influențând comportamentul acesteia ulterior.
Aceleași bacterii, reacții diferite la aceeași situație
În mod intuitiv, dacă două bacterii identice ar primi exact aceeași cantitate de hrană, ne-am aștepta să reacționeze în același mod.
Experimentul a arătat însă că lucrurile nu sunt atât de simple.
Bacteriile care proveneau dintr-un mediu în care perioadele cu hrană abundentă alternau cu perioade de lipsă a hranei s-au adaptat la o nouă sursă de hrană mult mai rapid decât bacteriile care trăiseră într-un mediu stabil.
Important este că, în momentul în care au fost testate, condițiile din fața bacteriilor erau identice.
Diferența venea, așadar, din experiența anterioară a celulelor.
Rezultatul i-a determinat pe cercetători să caute mecanismul prin care o celulă atât de simplă poate păstra, într-o anumită formă, informații despre ceea ce a întâlnit în trecut.
Ribozomii ar putea sta la baza acestei „memorii”
Cercetătorii, printre care s-a numărat Josiah Kratz, au urmărit individual zeci de mii de bacterii E. coli cu ajutorul unui dispozitiv special de tip microfluidic.
Atenția s-a îndreptat către ribozomi, componentele celulei responsabile de producerea proteinelor și care au un rol important în determinarea ritmului de creștere al bacteriei.
Studiul a arătat că ribozomii nu reacționează toți în același mod la modificările nivelului de nutrienți.
Unii răspund imediat atunci când condițiile se schimbă, în timp ce alții reacționează mai lent.
Această combinație de răspunsuri diferite poate crea o formă de memorie la nivelul fiecărei celule, care poate persista de la câteva minute până la câteva ore.
Astfel, bacteria nu are nevoie de un creier pentru ca experiența anterioară să influențeze modul în care reacționează ulterior.
O formă de memorie construită prin chimie
Descoperirea devine și mai interesantă atunci când cercetătorii compară mecanismul observat în bacterii cu anumite sisteme utilizate în inteligența artificială.
Potrivit studiului, rețeaua de ribozomi din bacterii urmează aceeași logică de calcul ca o rețea neuronală recurentă cu porți, cunoscută sub denumirea de gated recurrent neural network.
Acest tip de arhitectură este utilizat pentru procesarea unor secvențe, inclusiv în sisteme care lucrează cu vorbirea.
În cazul bacteriei, însă, nu este vorba despre software sau despre cod.
Mecanismul este unul biologic și se bazează pe chimia celulei.
„Porțile” bacteriei decid ce informație păstrează
Unul dintre cele mai importante aspecte ale cercetării este modul în care celula pare să decidă cât din informația anterioară trebuie păstrată și cât trebuie înlocuită cu informațiile noi.
Cercetătorii descriu existența unor „porți” moleculare care permit bacteriei să echilibreze memoria trecutului cu informațiile primite din mediul actual.
Practic, celula trebuie să decidă între două nevoi.
Pe de o parte, experiența anterioară poate fi utilă dacă mediul se schimbă din nou într-un mod asemănător. Pe de altă parte, păstrarea unei reacții vechi poate deveni inutilă dacă mediul s-a schimbat complet.
Această logică este comparată cu modul în care porțile din anumite sisteme moderne de inteligență artificială ajută modelele să decidă cât din informația anterioară trebuie păstrată și cât trebuie înlocuită.
Diferența este că, în cazul bacteriei, „poarta” nu este alcătuită din instrucțiuni informatice, ci din procese chimice.
Memoria nu este gratuită pentru bacterie
Faptul că o bacterie poate păstra informații despre mediul în care s-a aflat nu înseamnă că această capacitate nu are niciun cost.
Cercetătorii au observat un compromis între capacitatea de a fi pregătită pentru schimbările din mediu și ritmul de creștere.
Resursele folosite pentru a rămâne pregătită pentru adaptare nu mai pot fi folosite în aceeași măsură pentru creștere.
Astfel, bacteriile se află permanent în fața unui compromis între stabilitate și flexibilitate.
Dacă investesc mai mult în pregătirea pentru schimbare, pot reacționa mai bine atunci când mediul se modifică. În același timp, această pregătire consumă resurse care ar putea fi folosite pentru creștere.
Cercetătorii compară acest compromis cu cel întâlnit de ingineri atunci când proiectează sisteme de inteligență artificială capabile să învețe și să păstreze informații.
De ce este importantă descoperirea pentru înțelegerea bacteriilor
Rezultatele pot ajuta la înțelegerea modului în care organisme extrem de simple reușesc să se adapteze la medii aflate într-o continuă schimbare.
Bacteriile nu au creier și nici sistem nervos, însă pot răspunde diferit la aceeași situație în funcție de condițiile pe care le-au întâlnit anterior.
În cazul E. coli analizat în studiu, bacteriile care fuseseră expuse unor perioade succesive de abundență și lipsă a hranei au dezvoltat o capacitate de adaptare mai rapidă la o nouă sursă de hrană.
Această reacție nu pare să fie doar rezultatul condițiilor existente în acel moment, ci și al modului în care celula fusese „pregătită” de experiențele anterioare.
Legătura cu bacteriile patogene
Cercetătorii subliniază și importanța acestor mecanisme pentru înțelegerea bacteriilor patogene.
O parte dintre bacteriile care provoacă boli reușesc să supraviețuiască datorită capacității lor de a se adapta la schimbările mediului din organism.
În interiorul corpului, condițiile pot varia, iar capacitatea de a răspunde rapid la schimbări poate fi importantă pentru supraviețuirea bacteriilor.
Din această perspectivă, înțelegerea mecanismelor prin care o bacterie păstrează și folosește informații despre mediul anterior poate contribui la o imagine mai clară asupra modului în care astfel de organisme se adaptează.
Bacteriile nu „gândesc”, dar pot folosi trecutul
Descoperirea nu înseamnă că bacteriile au creier sau că își amintesc experiențele în același mod în care o fac oamenii.
Ceea ce au observat cercetătorii este un mecanism molecular prin care experiența anterioară a celulei poate influența reacția ei la o situație nouă.
Ribozomii, prin vitezele diferite cu care răspund la schimbările de nutrienți, contribuie la apariția unei memorii care poate dura de la minute la ore.
În același timp, celula trebuie să găsească permanent un echilibru între păstrarea informației utile din trecut și adaptarea la ceea ce se întâmplă în prezent.
O descoperire care apropie biologia de logica inteligenței artificiale
Studiul realizat de cercetătorii de la Carnegie Mellon University și Georgia Tech scoate în evidență un mecanism surprinzător prin care o bacterie unicelulară poate folosi experiența anterioară pentru a răspunde mai eficient la schimbările din mediul său.
Ceea ce atrage în mod special atenția este asemănarea dintre rețeaua de ribozomi identificată în bacterii și logica utilizată de rețelele neuronale recurente cu porți.
Într-un caz, informația este gestionată prin reacții și mecanisme chimice. În celălalt, prin sisteme informatice.
Ambele trebuie însă să rezolve o problemă asemănătoare: cât din trecut merită păstrat atunci când apare informație nouă.
Pentru bacterii, această capacitate are un preț, deoarece resursele investite în pregătirea pentru adaptare nu mai sunt disponibile în aceeași măsură pentru creștere. Tocmai acest compromis dintre stabilitate și flexibilitate pare să fie una dintre piesele importante pentru înțelegerea modului în care organismele simple se adaptează la un mediu în continuă schimbare.
VEZI ȘI – Apple lansează cel mai scump iPhone din istorie. Noul telefon pliabil costă cel puțin 1.999 de lire