De darmbacterie is veel slimmer dan we dachten /4 reacties

De darmbacterie is veel slimmer dan we dachten

Het Pavlov-effect bij honden is bekend: honden beginnen te kwijlen bij het horen van een belletje als ze eerder hebben ervaren dat dit belletje eten betekent. Amerikaanse onderzoek heeft nu voor het eerst aangetoond dat ook de darmbacterie E. coli eveneens kan anticiperen op aankomende gebeurtenissen.

E. coli staat heel zijn leven bloot aan grote omgevingsveranderingen zoals temperatuur- en zuurgraadfluctuaties. Snelle aanpassing hierop is van levensbelang, en associatief leergedrag is hierbij erg belangrijk, schreven systeembiologen van de universiteit van Princeton in Science. De bacterie moet als het ware vooruit kunnen ‘denken’. De onderzoekers kwamen tot deze conclusie door een veel voorkomende omgevingsverandering na te bootsen, namelijk de voedselopname in het darmstelsel van de mens. Na ons eten krijgt de bacterie eerst een temperatuursstijging van ongeveer 20 naar 37 graden te verwerken, gevolgd door een sterke daling van het zuurstofniveau. De mate van anticipatie lazen de onderzoekers af aan de hoeveelheid downregulatie van genen betrokken bij zuurstofverbranding.

Wat bleek? De bacteriën stapten tijdens de temperatuursstijging al over op anaërobe verbranding, waarbij ze dus anticipeerden op het te verwachten zuurstoftekort. Dat dit geen standaard ingebouwd mechanisme is, bewezen de onderzoekers door het systeem om te gooien: ze lieten de temperatuursstijging volgen door een zuurstoftoename. Binnen honderd generaties schakelden de coli’s niet meer vooraf over op anaërobe verbranding.

Weerstaan

Dat lijkt onverwacht intelligent gedrag. Maar onderzoeksleider Saeed Tavazoie relativeert dit aan de telefoon: ‘Mensen moeten niet denken dat deze bacteriën daadwerkelijk iets voelen en hierop anticiperen. Het is pure natuurlijke selectie, gebaseerd op spontane mutaties. Coli’s die bij een temperatuurstijging niet overstappen op anaërobe verbranding, vallen af.’

Tavazoie denkt dat het Pavlov-mechanisme optreedt bij het weerstaan van veel meer dreigingen, waaronder de behandeling met antibiotica. ‘We zien bijvoorbeeld ook een correlatie tussen de temperatuurstijging en een pH verandering.’ Hij staat dan ook te popelen om uit te zoeken waar en hoe deze mutaties plaatsvinden. Dit moet inzicht geven in het overlevingsinstinct van bacteriën. Het fascinerende is volgens Tavazoie dat het mechanisme bij deze primitieve wezens niet wezenlijk verschilt van dierlijk gedrag. Hierdoor overstijgen de bevindingen hen vakgebied van de microbiologie. Tavazoie: ‘Deze studie brengt evolutie, ecologie en psychologie bij elkaar.’

Reageren via Facebook

Over Jop de Vrieze

Jopinie is schrijver en wetenschapsjournalist, gespecialiseerd in biologie, psychologie, farmaceutische en medische wetenschap, met uitstapjes naar maatschappelijke ontwikkelingen met een wetenschappelijk tintje.

Jopinie schrijft vlot, enthousiast en liefst verpakt in mooie woorden. Omdat niet alleen het brein, maar ook het oog wat wil.