A St. Louis-i Washington Egyetem új kutatásai szerint a baktériumok tanulhatnak a múltból, hogy megjósolják a jövőt.


Mikhail Tikhonov és szerzőtársai számítógépes szimulációk és egy egyszerű elméleti modell segítségével az eLife folyóiratban publikált tanulmányukban bemutatták, hogy a baktériumok hogyan alkalmazkodhatnak egy ingadozó környezethez azáltal, hogy megtanulják annak statisztikai szabályszerűségeit - például azt, hogy mely tápanyagok korrelálnak egymással -, és ezt gyorsabban teszik, mint azt az evolúciós próba és tévedés normális esetben lehetővé tenné – írja a Phys.org.

Az evolúciós "tanulás" mindennapos dolog. Például sok élőlény kifejlesztett egy cirkadián órát, amely követi a 24 órás nappali és éjszakai ciklust. Az evolúció azonban sok generáción keresztül zajlik. Megmutatjuk, hogy a baktériumok elvileg képesek lennének arra, amire mi is: A közelmúltbeli tapasztalatokból összefüggésekből tanulni, és a jövőbeni viselkedésüket ennek megfelelően alakítani, akár még az életük során.

- mondta Tikhonov, a Bölcsészettudományok és Fizikatudományok adjunktusa.

Három fontos összetevőnek azonban jelen kell lennie. A kutatók kikötik, hogy ez a fajta tanulás csak akkor történhet meg: ha a baktériumok több szabályozóval rendelkeznek, mint amennyi szükségesnek tűnik; ha maguk a szabályozók önaktiválódnak; és ha a baktériumok a valós világban olyan "nemlineáris" körülmények között működnek, amelyeket a modellekben gyakran távolról figyelnek.

Azzal, hogy a biológiát a fizikusok szemszögéből vizsgálja, Tikhonov reméli, hogy több fényt vethet arra, hogy a hagyományos biológiai elméletek hogyan korlátozzák a kutatók által feltett kérdéseket. Ez a nemrég megjelent tanulmány új hipotézisekkel szolgál arra vonatkozóan, hogy egyes baktériumok miért használhatnak látszólag redundáns szabályozókat vagy módokat a különböző útvonalak modulálására.

A"pazarló" redundancia és a szükségtelen szabályozók, amelyeket sok laboratóriumi kísérletben látunk, rejtélyesek lehetnek. De a tudósok általában leegyszerűsített környezetben vagy statikus környezetben tanulmányozzák az organizmusokat. Az általunk leírt előnyök csak reálisabb, ingadozóbb körülmények között jelentkeznének.

- fejtette ki Tikhonov.

A figyelmetekbe ajánljuk