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La spettacolare intelligenza dei microbi

La spettacolare intelligenza dei microbi
Tempo di lettura: 2 minuti

Alcune tecniche di visualizzazione sviluppate di recente hanno permesso di osservare direttamente le incredibili manifestazioni di intelligenza dei microbi.

L’intelligenza non è una qualità da attribuire con leggerezza ai microbi

Apparentemente infatti, non c’è alcun motivo per credere che batteri, muffe e altre forme di vita unicellulari siano dotate di capacità quali la consapevolezza e la comprensione. Tuttavia, specialmente quando un gran numero di queste cellule entra in contatto e inizia a comunicare, vediamo emergere il loro strabiliante talento collettivo per risolvere i problemi e controllare il proprio ambiente. Si tratta di comportamenti che sono stati geneticamente codificati nelle cellule in miliardi di anni di evoluzione.

microbi

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Roberto Kolter, professore di microbiologia e immunobiologia alla Harvard Medical School, sin dal dal 1983 guida un laboratorio che studia questi fenomeni e, negli ultimi anni, ha anche sviluppato alcune tecniche per poterli osservare.

Memorizzazione

Il fungo mucillaginoso Physarum polycephalum dimostra un’intelligenza sorprendente per un organismo unicellulare. Quando i sensori della sua membrana cellulare rilevano buone fonti di nutrienti, le reti di proteine contrattili (molto simili a quelle trovate nei muscoli umani) iniziano a pompare flussi di citoplasma in quella direzione, facendo avanzare la muffa verso ciò di cui ha bisogno.

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La sua caratteristica più interessante tuttavia è la strabiliante capacità di sfruttare la sua secrezione come “memoria” esterna. La muffa ha infatti sviluppato una sorta di sistema per mappare il suo terreno e memorizzare dove non andare: mentre si muove lascia una scia chimica traslucida dietro si sé, che indica in quali aree non tornare. Se ad esempio un determinato luogo risulta essere povero di sostanze nutritive, la muffa si fissa un promemoria che le ricorda che li non vale la pena tornare.

Vivere in società: i biofilm

Diversamente da quanto si potrebbe pensare, in natura la maggior parte dei batteri sono altamente socievoli e preferiscono vivere in società compatte ancorate alla superficie, chiamate biofilm. Talvolta però, in alcuni ambienti è possibile osservare batteri singoli: in realtà la maggior parte delle volte si tratta di emanazioni dei biofilm in cerca di nuove zone per la colonizzazione.

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I biofilm non sono solo ammassi di cellule batteriche: essi hanno delle complesse strutture funzionali e un meccanismo di differenziazione cellulare.

Nel Bacillus subtilis ad esempio le cellule ai bordi si scindono per far crescere in grandezza il batterio, mentre quelle centrali sono incaricate di produrre le spore necessarie alla sopravvivenza e alla colonizzazione di nuove aree.

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In generale, ogni ruolo ricoperto dalle cellule dei biofilm ha i suoi pro e i suoi contro. Le cellule ai bordi da un lato sono più esposte ai pericoli e devono riprodursi velocemente per espandere il biofilm, ma dall’altro hanno accesso alla maggior parte dei nutrienti e dell’ossigeno. Le cellule centrali invece dipendono da quelle esterne per quanto riguarda le razioni vitali, ma c’è la probabilità che sopravvivano più a lungo.

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Fonte:

https://www.quantamagazine.org/the-beautiful-intelligence-of-bacteria-and-other-microbes-20171113/

Credit photo: Scott Chimileski and Roberto Kolter, and Steve Minsky

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