Řeč bakterií

Mnohé formy pozemského života žijí pospolitě a čile mezi sebou komunikují. Bakterie jsme dlouho považovali za samotářské poustevníky, kteří se s nikým nebaví. Ve skutečnosti vedou velmi zajímavé rozhovory, a to nejen v rámci svého vlastního druhu.

Jeden z prvních „bakteriálních rozhovorů“ zaznamenali biologové počátkem sedmdesátých let minulého století na hodně neobvyklém místě – ve světelném orgánu drobného havajského hlavonožce sepioly kropenaté (Euprymna scopoles). Světlo si sepiola nevyrábí svépomocí. Roli světlonoše plní v její lucerně bakterie Vibrio fischeri. Sepiola kropenatá takový zdroj světla nutně potřebuje. V noci vyplouvá lovit do korálových útesů, kde by se její silueta jasně rýsovala proti hladině ozářené měsícem. Před tímto nebezpečím ji chrání dutina na spodní straně těla nacpaná modře světélkujícími vibrii. Tímto „živým reflektorem“ svítí právě tak silně, aby se při pohledu zdola na světlém pozadí ztrácela. Vzájemné soužití je výhodné pro hlavonožce i bakterii. Sepiola poskytuje vibriu „byt a stravu“ a na oplátku dostává účinné světelné maskování.

Vibrio fischeri žije bez problémů i volně v moři, ale svítí pouze v těle hlavonožce. Ve vodě nedosáhnou buňky vibria takové hustoty, jako když se o překot množí v příhodných podmínkách světelného orgánu sepioly. Jakmile přesáhne koncentrace vibrií v orgánu kritickou mez, bakterie se jako na povel rozzáří. Jak se o dosažení limitu dozvědí? Bakterie vylučují do okolí různé látky. Některé představují pouhé zplodiny látkové výměny, jiné však slouží jako signál „hustoty osídlení“.¹⁾ Čím více bakterií se tísní ve světelném orgánu, tím vyšší je koncentrace signální molekuly. Po překročení kritické hodnoty signálu dochází v buňkách vibrií k aktivaci genů zajišťujících tvorbu světla.²⁾ Jde tedy o jakousi „dohodu“ mezi obrovským počtem bakterií, že už stojí za to rozsvítit.

Bakteriální dialekty a esperanto

Schopnost bakterií domluvit se, jestli „už jich je dost“, byla odhalena i u dalších mikrobů. Zajímavé výsledky přinesl výzkum blízce příbuzné světélkující bakterie Vibrio harveyi. I ta se umí rozsvítit a i ona střídá život ve volném moři s životem v těle hostitelů. Živočichům však nepomáhá, ale vyvolává u nich závažné onemocnění. Také bakterie Vibrio harveyi se domlouvají prostřednictvím signálních molekul. Některé se liší od komunikačních látek užívaných bakterií Vibrio fischeri a představují jakýsi dialekt srozumitelný jen jejich tvůrcům. Jiné jsou však srozumitelné jak bakteriím Vibrio harveyi, tak i Vibrio fischeri. Jde tedy o jakési bakteriální esperanto.