Inteligencia microbiana

La inteligencia microbiana (también inteligencia bacteriana ) es un concepto que considera ciertos aspectos del comportamiento de los microorganismos como inteligencia . Este concepto abarca el comportamiento adaptativo complejo exhibido por células individuales, así como el comportamiento altruista o cooperativo [1] en poblaciones de células similares o diferentes, mediado por señalización química que induce cambios fisiológicos o de comportamiento en las células y afecta las estructuras de las colonias [2] .

Las células complejas, como los protozoos o las algas , muestran notables capacidades de autoorganización en circunstancias cambiantes [3] . La construcción de caparazones de ameba exhibe habilidades complejas de discriminación de hábitat y manipulación de su entorno que normalmente se encuentran solo en organismos multicelulares.

Incluso las bacterias pueden exhibir un comportamiento más sofisticado como población. Este comportamiento se observa en poblaciones de una sola especie o en poblaciones de especies mixtas. Ejemplos son las colonias o los llamados. " bandadas " de mixobacterias , quorum sensing y biofilm [2] [4] .

Se ha sugerido que una colonia bacteriana imita débilmente una red neuronal biológica . Las bacterias pueden tomar entradas en forma de señales químicas, procesarlas y luego producir productos químicos de salida para enviar señales a otras bacterias en la colonia.

La comunicación y autoorganización de las bacterias en el contexto de la teoría de redes fue investigada por el grupo de investigación de Eshel Ben-Jakob en la Universidad de Tel Aviv, quien desarrolló un modelo fractal de una colonia bacteriana e identificó patrones lingüísticos y sociales del ciclo de vida de la colonia. . [5]

Ejemplos de inteligencia microbiana

Bacterias

• Los biofilms bacterianos pueden resultar del comportamiento colectivo de miles o millones de células. [6]
• Las biopelículas formadas por Bacillus subtilis pueden usar señales eléctricas (transmisión de iones) para sincronizar el crecimiento de modo que las células más internas de la biopelícula no mueran de hambre. [7]
• Bajo condiciones de estrés nutricional , las colonias bacterianas pueden organizarse de tal manera que maximicen la disponibilidad de nutrientes.
• Las bacterias se reorganizan bajo la acción de los antibióticos . [ocho]
• Las bacterias pueden intercambiar genes (como los genes que codifican la resistencia a los antibióticos ) entre miembros de colonias de especies mixtas. [9] [10] [11] [12]
• Las células de mixobacterias individuales se coordinan para crear estructuras complejas o moverse como entidades sociales. Las mixobacterias se mueven y se alimentan cooperativamente en grupos depredadores conocidos como enjambres, con varias formas de señalización. [6]
• Las poblaciones de bacterias utilizan la detección de quórum para juzgar su densidad y cambiar su comportamiento en consecuencia. Esto ocurre en la formación de biopelículas, enfermedades infecciosas y en los órganos de luz del calamar Sepiolida . [6]
• Para que cualquier bacteria entre en una célula huésped, la célula debe mostrar receptores a los que la bacteria pueda adherirse y poder entrar en la célula. Algunas cepas de E. coli pueden ingresar a la célula huésped incluso sin la presencia de receptores específicos, porque traen su propio receptor, al que luego se adhieren y entran a la célula.
• Con la restricción de nutrientes, algunas bacterias se convierten en endosporas para resistir el calor y la deshidratación.
• Una gran variedad de microorganismos tienen la capacidad de superar el reconocimiento por parte del sistema inmunitario a medida que cambian sus antígenos de superficie, de modo que cualquier mecanismo de defensa dirigido contra antígenos previamente presentes ahora es inútil con antígenos recién expresados.
• En abril de 2020, se informó que los colectivos bacterianos tienen una memoria de trabajo basada en el potencial de membrana. Cuando los científicos iluminaron una biopelícula de bacterias, las huellas dactilares ópticas persistieron durante varias horas después del estímulo inicial, ya que las células irradiadas con luz respondieron de manera diferente a las fluctuaciones en los potenciales de membrana debido a cambios en sus canales de potasio. [13]

Véase también

• https://en.wikipedia.org/wiki/Cooperación_microbiana
• Inteligencia colectiva
• Inteligencia de enjambre
• estigmergia

Notas

1. ↑ Vasiliev1 Serguéi. La cooperación para las bacterias resultó ser más importante que la competencia . Ciencia al desnudo (14 de octubre de 2019). Recuperado: 21 Agosto 2022. (indefinido)
2. ↑ 1 2 La bella inteligencia de las bacterias y otros microbios  . Revista Cuanta . Consultado el 11 de septiembre de 2020. Archivado desde el original el 20 de octubre de 2020.
3. ↑ Ford, Brian J. (2004). ¿Son ingeniosas las células? (PDF) . microscopio _ 52 (3/4): 135-144. Archivado (PDF) desde el original el 2020-08-04 . Consultado el 11 de septiembre de 2020 . Parámetro obsoleto utilizado |deadlink=( ayuda )
4. ↑ Chimileski, Scott. La vida al borde de la vista: una exploración fotográfica del mundo microbiano  / Scott Chimileski, Roberto Kolter. - Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press, 2017. - ISBN 9780674975910 . Archivado el 15 de febrero de 2020 en Wayback Machine .
5. ↑ Máquina Wayback . web.archive.org (8 de agosto de 2014). Recuperado: 21 Agosto 2022. (indefinido)
6. ↑ 1 2 3 La vida al borde de la vista - Scott Chimileski, Roberto  Kolter . www.hup.harvard.edu . Recuperado: 21 Agosto 2022.
7. ↑ Sarah D. Beagle, Steve W. Sin cerradura. La señalización eléctrica se vuelve bacteriana  (inglés)  // Nature. — 2015-11. — vol. 527 , edición. 7576 . — Pág. 44–45 . — ISSN 1476-4687 . -doi : 10.1038/ naturaleza15641 .
8. ↑ El altruismo en las bacterias les ayuda a resistir los antibióticos • Science News . "Elementos" . Recuperado: 21 Agosto 2022. (Ruso)
9. ↑ Conjugación en bacterias  // Wikipedia. — 2021-02-25. (Ruso)
10. ↑ Causas de la resistencia a los antibióticos. mecanismos _ meduniver.com . Recuperado: 21 Agosto 2022. (indefinido)
11. ↑ Olga M. Zemlyanko, Zemlyanko Olga Mikhailovna, Tatyana M. Rogoza, Rogoza Tatyana Mikhailovna, Galina A. Zhouravleva. Mecanismos de multirresistencia bacteriana a los antibióticos  // Genética ecológica. — 2018-10-15. - T. 16 , n. 3 . — Pág. 4–17 . — ISSN 2411-9202 . -doi : 10.17816 / ecogen1634-17 . (Ruso)
12. ↑ Transferencia horizontal de genes  // Wikipedia. — 2022-06-28. (Ruso)
13. ↑ Chih-Yu Yang en absoluto. [ https://www.cell.com/cell-systems/pdf/S2405-4712(20)30116-2.pdf?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2405471220301162%3Fshowall %3Dtrue Membrana de codificación basada en el potencial de la memoria dentro de una comunidad microbiana] (inglés) // Cell : log. — 2020.