البكتيريا يمكنها معرفة الوقت مثل الإنسان

يمتلك البشر، وكذلك الحيوانات والنباتات، ساعات بيولوجية تتوافق مع دورة الحياة على الأرض لمدة 24 ساعة، وتكشف دراسة نشرت في العدد الأخير من دورية «ساينس أدفانسيس»، أن البكتيريا تملك أيضاً مثل هذه الإمكانية.
والساعات البيولوجية، هي آليات توقيت داخلية منتشرة في جميع أنحاء الطبيعة وتمكن الكائنات الحية من التعامل مع التغيرات الرئيسية التي تحدث من النهار إلى الليل، حتى عبر المواسم.
وتستخدم هذه الإيقاعات الجزيئية الموجودة داخل الخلايا إشارات خارجية مثل ضوء النهار ودرجة الحرارة لمزامنة الساعات البيولوجية مع بيئتها، وهذا هو السبب في أننا نشعر بالتأثيرات المتناقضة لاضطراب الرحلات الجوية الطويلة حيث إن ساعاتنا الداخلية غير متطابقة مؤقتاً قبل التوافق مع الدورة الجديدة للضوء والظلام في وجهة سفرنا.
وأظهرت مجموعة متزايدة من الأبحاث في العقدين الماضيين أهمية هذه المقاييس الجزيئية للعمليات الأساسية، على سبيل المثال النوم والأداء المعرفي لدى البشر، وتنظيم المياه والتمثيل الضوئي في النباتات.
ورغم أن البكتيريا تمثل 12 في المائة من الكتلة الحيوية للكوكب، وهي مهمة للصحة والبيئة والتكنولوجيا الحيوية الصناعية، فإنه لا يُعرف سوى القليل عن ساعاتها البيولوجية على مدار 24 ساعة.
وأظهرت الدراسات السابقة أن بكتيريا التمثيل الضوئي التي تتطلب الضوء لتوليد الطاقة لها ساعات بيولوجية، لكن البكتيريا غير الضوئية التي تعيش بحرية ظلت لغزاً في هذا الصدد.
وفي هذه الدراسة الدولية، التي شارك فيها باحثون من ألمانيا والدنمارك وبريطانيا، تم اكتشاف إيقاعات يومية في بكتيريا التربة غير الضوئية «العصوية الرقيقة»، أو ما يعرف بـ(Bacillus subtilis).
واكتشف الباحثون أن نمط مستويات الجين الذي يشفر مستقبل الضوء الأزرق، تم تعديله وفقاً لدورة الضوء والظلام، مع زيادة المستويات أثناء الظلام وتناقص في الضوء.
وتقول المؤلفة الرئيسية مارثا ميرو، من جامعة لودفيج ماكسيميليان في ميونيخ في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لمركز «جون إينيس» للأبحاث في بريطانيا، في 8 يناير (كانون الثاني) الحالي: «لقد وجدنا لأول مرة أن البكتيريا غير الضوئية يمكنها معرفة الوقت، فهي تكيف عملها الجزيئي مع الوقت من اليوم من خلال قراءة الدورات في الضوء أو في بيئة درجة الحرارة».
وتضيف: «يمكن استخدام هذا البحث للمساعدة في معالجة أسئلة مثل: هل الوقت من اليوم الذي تتعرض فيه البكتيريا مهم للعدوى؟ هل يمكن تحسين عمليات التكنولوجيا الحيوية الصناعية بأخذ الوقت من اليوم بعين الاعتبار؟ وهل وقت العلاج المضاد للبكتيريا من اليوم مهم؟».