Ve světě mikroorganismů platí tvrdá pravidla: přežít, množit se, přizpůsobit. A přesto, právě tam, kde bychom čekali jednoduchost a sobectví, nacházíme překvapivou složku spolupráce.

Nejnověji se o to postaral objev tzv. multicelulárních magnetotaktických bakterií (MMB) – mikroskopických tvorů, kteří se dokážou orientovat podle magnetického pole Země a žít jen tehdy, jsou-li součástí kolonie.

Když spolupráce znamená život

Zatímco většina bakterií žije „samostatně“, MMB fungují zcela jinak. Jednotlivé buňky se seskupují do shluků zvaných konsorcia, které svým vzhledem připomínají jednoduchý mnohobuněčný organismus.

A skutečně – i když každá buňka je samostatným organismem, bez ostatních nedokáže přežít.

Jak ukázaly laboratorní pokusy, osamocené buňky hynou, zatímco uvnitř konsorcia se bakterie navzájem podporují a chrání. Tato „společenská smlouva“ je doslova otázkou života a smrti.

Magnetický kompas uvnitř buňky

MMB si zaslouží pozornost i kvůli své neobvyklé orientaci v prostoru. V jejich tělech se nacházejí magnetozomy – specializované struktury obsahující nanočástice magnetitu nebo greigitu, které bakterii umožňují vnímat magnetické pole Země.

Díky tomu se celá kolonie dokáže pohybovat přesně tam, kde jsou ideální podmínky – obvykle do nízkookysličených vrstev sedimentů, kde nacházejí potravu a optimální prostředí pro přežití.

Tento směr pohybu, takzvaná magnetotaxe, je velmi přesný a umožňuje kolonii koordinovaný pohyb jako u hejna ryb.

Biologický orchestr

Klíčem k efektivnímu pohybu je koordinace. Každá buňka je vybavena bičíky, které fungují jako vesla.

Aby se kolonie pohybovala efektivně, musí být bičíky všech bakterií synchronizované – a to vyžaduje neustálou komunikaci prostřednictvím chemických signálů.

Tento jev vědci přirovnávají k orchestru, kde každý hudebník přesně ví, kdy vstoupit. Jde o extrémně komplexní úroveň organizace, která se donedávna připisovala pouze mnohobuněčným organismům.

Evoluční mezistupeň?

Z hlediska evoluce je tento objev fascinující. MMB představují jakýsi přechod mezi jednobuněčnými a mnohobuněčnými organismy. Každá buňka má vlastní genom, a přesto bez ostatních nefunguje.

Tento „živý kolektiv“ může pomoci pochopit, jak se před miliardami let vyvinuly první složité formy života – když si jednotlivé buňky uvědomily, že spolu je to lepší.

„Tato bakterie je fascinujícím příkladem toho, jak spolupráce vzniká i v těch nejjednodušších formách života,“ uvádí mikrobioložka Dr. Anya Bliesnerová. „Je to živý důkaz toho, že evoluce podporuje týmovou hru.“

Technologické možnosti

MMB nejsou jen kuriozita. Jejich schopnost řídit se magnetickým polem by mohla najít uplatnění v oblasti biomedicíny, například při konstrukci biologických mikrorobotů pro dopravu léčiv přesně na místo určení v těle.

Dále mohou být využity v bioremediaci, tedy při cíleném čištění kontaminovaných půd nebo vod.

Jejich unikátní struktura a komunikační systémy mohou také sloužit jako modelové systémy pro vývoj umělé inteligence a distribuovaných sítí.