首先，細菌看到存儲記憶并將它們傳給幾代人

根據一項新的研究，一個沒有大腦或神經系統的單細胞生物仍然可以形成記憶并將這些記憶傳遞給后代。

無處不在的細菌，大腸桿菌是研究最充分的生命形式之一在地球上，但科學家們仍在發現它生存和傳播的意想不到的方式。

德克薩斯大學和特拉華大學的研究人員現在發現了一種潛在的記憶系統，該系統允許大腸桿菌在幾個小時和幾代人之后“記住”過去的經歷。

研究小組表示，據他們所知，這種細菌記憶以前從未被發掘過。

顯然，科學家在這種情況下討論的記憶與有意識的人類記憶不同。

細菌記憶現象描述過去經驗中的信息如何影響當前的決策。

“細菌沒有大腦，但它們可以從環境中收集信息，如果它們經常遇到這種環境，它們可以存儲這些信息，并在以后快速訪問它，以造福它們。解釋來自UT的首席研究員分子生物學家Souvik Bhattacharyya。

Bhattacharyya及其團隊的發現基于10,000多種細菌“蜂群”測定的強烈關聯。

這些實驗正在測試是否大腸桿菌單個板上的細胞會聚集在一起，形成一個以相同電機移動的遷移團塊。這種行為通常表明細胞正在聯合起來有效地尋找合適的環境。

另一方面，當大腸桿菌細胞聚集在一起形成粘性生物膜，這是它們在營養表面定植的方式。

在最初的實驗中，研究人員暴露大腸桿菌細胞對幾種不同的環境因素進行觀察，看看哪些條件觸發蜂群最快。

最終，研究小組發現，細胞內鐵是細菌移動還是停留的最強預測因子。

低水平的鐵與更快、更有效的蜂群有關，而高水平會導致更穩定的生活方式。

在第一代中大腸桿菌細胞，這似乎是一種直覺反應。但是，在經歷了一次蜂群事件之后，在生命后期經歷低鐵含量的細胞在蜂群中比以前更快、更有效。

更重要的是，這種“鐵”記憶被傳遞給至少四代連續的子細胞，這些子細胞是由母細胞分裂成兩個新細胞形成的。

到了第七代子細胞，這種鐵記憶自然而然地消失了——盡管如果科學家人為地強化它，它可以重新獲得。

該研究背后的作者尚未確定潛在記憶系統或其可遺傳性背后的分子機制，但細胞內鐵和代際蜂群行為之間的密切關聯表明存在一定程度的持續條件反射。

而表觀遺傳學已知在以下方面發揮作用通過“記住”的生物環境通過幾代人大腸桿菌通過調節特定基因的“開”和“關”設置，研究人員認為遺傳力持續時間短意味著這不是這里的主要機制。

鐵與細菌的多種應激反應有關。對于圍繞它形成的代際記憶系統來說，在進化上有很大的意義。

鐵基記憶系統可能會有所幫助大腸桿菌適應惡劣的環境條件或抗生素。

單個大腸桿菌細胞可以半小時內翻倍，因此將這種記憶傳遞給子細胞的能力在緩慢變化的環境中也可能是有益的。

“在地球大氣中有氧氣之前，早期的細胞生命利用鐵進行許多細胞過程，”說巴塔查里亞。

“鐵不僅對地球生命的起源至關重要，而且對生命的進化也至關重要。細胞以這種方式利用它是有道理的。

“最終，”Bhattacharyya總結“我們對細菌行為了解得越多，就越容易對抗它們。

該研究發表在PNAS國際科學院院刊.

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