«Дилемма заключенного» в мире бактерий

Версия для печати

Даже самые примитивные формы бактерий могут «общаться» друг с другом, подобно клеткам в человеческом теле.

Когда они сталкиваются с смертельной опасностью, бактерии используют очень сложную версию эволюционной «теории игр», чтобы рассмотреть различные варианты и выбрать лучший путь защиты, об этом сообщили ученые в Сан-Диего 27 марта.

На фото: миллиардные колонии бактерий так называемой сенной палочки (Bacillus subtilis) обладают сложной структурой, которая иногда образуется под под воздействием екологического стресса. (Фото: Эшель Бен Яков,Тель-Авивский университет)

В своём исследовании физики и химики рассматривали «социальную» динамику бактерий сенной палочки(Bacillus subtilis) В своем выступлении на 243-м Национальном собрании Американского химического общества (ACS), они заявили, что микробы принимают решения, сходные с таким понятием как «Дилемма заключенного» — в теории игр, это версия игры согласно которой игроки не всегда будут сотрудничать друг с другом, даже если это в их интересах. 

Известное по теории игр понятие «дилемма заключенного», заключается в выборе для каждого, сотрудничать ли со следствием, стоящем перед парой бандитов-сообщников. Если сотрудничающий преступник сознается то получает малый скок или вообще выходит, а его сообщник получает по полной. Если «расколются» оба, то получат чуть меньший срок чем один, но если оба будут молчать, то шансы избежать тюрьмы будут у обеих. Выбор казалось бы очевиден — молчать, но каждый не знает о решении своего напарника, и если он будет молчать, а тот проговорится, то он получит «по полной».

Каждая бактерия стоит перед дилеммой, следует ли ей стать спорой, то есть законсервировать свое ДНК и ждать благоприятных условий для возрождения, в общем сотрудничать, или уйти в так называемое «компетентное» состояние,  в таком состоянии клеточные стенки и мембрана становятся легко проницаемы для ДНК и белков, поступающих из внешней среды — в том числе и от разрушенных в ходе спорообразования бактерий. Таким образом бактерия продолжает выживать за счет других.

С другой стороны, если обстановка продолжит ухудшаться, такая клетка погибнет куда скорей, чем ее соседи, решившие перейти в состояние споры. Весь этот сложный процесс взаимодействия бактерий друг с другом и принятия ими «решения» об использовании той или иной стратегии выживания, вовлекающий множество генов и белков, описали математически.

Используя математику, биологию и физику, команда ученых определила белки, гены и другие вещества, участвующие в принятии таких решений   и как они взаимодействуют друг с другом. Теперь если понять о чем и как «говорят» бактерии, можно будет достичь прорыва в области здравоохранения и болезней.

«Аргумент»