Suicidalno ponašanje karakteristično za određene stanice u koloniji poznato je kod nekoliko vrsta bakterija. Istraživanja objavljena u časopisima American Naturalist i Nature pokazuju kako je ova izuzetna prilagodba stečena za borbu protiv kompetitivnih bakterija, a uvjetovana je ekspresijom određenih gena. No postavlja se pitanje, kako je žrtvovanje evolucijski nadvladalo osnovnu životnu potrebu za reprodukcijom?

Bakterije su organizmi koji se razmnožavaju poprilično brzo, od jedne stanice nakon 20 ciklusa dioba nastane preko milijun stanica, a nakon par sati kolonija može sadržavati i do par milijuna stanica. Kako su sve stanice potekle od jedne originalne, tako sve sadrže i isti genetički materijal i možemo govoriti kako su te bakterije klonovi. U naseljavanju nekog pogodnog medija gdje mogu iskorištavati hranjive tvari, bakterije često moraju voditi bitku s drugim bakterijama koje potencijalno mogu naseliti isti hranjivi medij. Primjer su bakterije koje pokušavaju inficirati probavni trakt kralješnjaka. Da bi počele iskorištavati hranjive tvari, patogene bakterije prvo moraju nekako djelovati kako bi onesposobile "domaće" bakterije prirodne mikroflore da ne iskorištavaju iste resurse hrane.

Istraživanje vođeno od strane Fredrika Inglisa i suradnika, objavljeno u časopisu American Naturalist, pokazalo je kako pojedine stanice u koloniji vrste Pseudomonas aerugionsa mogu eksplodirati i tako razasuti svoje toksine po mediju u kojem se nalaze. Toksini mogu onemogućiti naseljavanje drugih vrsta bakterija ili oštetiti postojeće. No suicidu nisu sklone sve stanice u koloniji nego samo one koje se nalaze na rubovima kolonija. Stanicama na rubu kolonije se aktivira takozvani kamikaza gen zbog kojeg one umiru i tako osiguravaju svojoj koloniji preživljavanje. Iako je poznato kako je za samožrtvovanje odgovorna njihova genetička uputa, takav oblik samoobrane/napada se ipak javlja u kolonijama u kojima su sve stanice klonovi, odnosno imaju identični genetički sastav. 

U časopisu Nature Martin Ackermann je sa suradnicima otkrio kako istu strategiju koriste i patogene bakterije Salmonella typhimurium i Clostridium difficile (naslovna fotografija) koje zaražavaju i uzrokuju bolesti u probavnom sustavu kralješnjaka. Istraživanja su pokazala kako i kod ovih vrsta bakterija postoji gen odgovoran za suicid, ali je on aktivan samo kod određenih stanica. Stanice na rubovima kolonija aktiviraju svoj kamikaza gen i rasipanjem toksina uokolo ubijaju kompetitivne bakterije prirodne mikroflore te si tako stvaraju novu podlogu za infekciju.

U svojoj borbi za hranu s drugim bakterijama, kolonije bakterija sklonije su žrtvovanju svojih stanica ukoliko se dvije vrste bore oko istog izvora hrane te ako u okolini ne postoje drugi izvori hrane. Ukoliko postoji više izvora iste hrane ili je sastav hrane na nekom području raznolik, manja je vjerojatnost da će doći do žrtvovanja pojedinih bakterija uslijed kompeticije.

Iako žrtvuju stanice koje bi se mogle razmnožavati, bakterije u koloniji su ipak razvile ovakav suicidalni sustav funkcioniranja. Upravo zbog činjenice da su sve stanice u koloniji genetički identične, ne dolazi do gubljenja genetičkih informacija uslijed ovakvih pogubnih borbi za hranu. Bakterije su prevladale osnovno evolucijsko načelo reprodukcije na štetu gubitka, no jedino ukoliko o tome ovisi opstanak cijele kolonije, a moguće i vrste.  

Izvori:

Inglis R.F., Roberts P.G., Gardner A., Buckling A., 2011. Spite and the Scale of Competition in Pseudomonas aeruginosa. The American Naturalist 178: 276-285.

http://www.sciencedaily.com/releases/2011/07/110727165135.htm

http://www.nature.com/news/2008/080820/full/news.2008.1056.html