Bacteriile își dau seama cînd, într-un mediu dat, sînt singure sau puține, după cum își dau seama și de momentul în care, prin diviziuni succesive, devin o comunitate. Atunci inițiază interesante și variate comportamente colective. La bază stă comunicarea dintre ele, un limbaj chimic: fiecare bacterie secretă o moleculă de tip hormon care se dispersează în mediu și nu produce consecințe atîta timp cît nu există un „cvorum”. Dar, pe măsură ce aceste organisme unicelulare devin tot mai numeroase, se înmulțesc și moleculele-hormon. Cînd ating o masă critică, se cuplează la receptori specifici de pe suprafața celulelor, ca niște chei în broaște dedicate, lucru care permite transmiterea de informații despre numărul „membrilor” de același fel. Quorum sensing se numește fenomenul prin care bacteriile fac diferența între sine și celălalt, apoi „votează cu aceste voturi chimice, votul este numărat și toată lumea răspunde la vot”, spune, într-un Ted Talk din 2013, Bonnie Bassler, celebră savantă în biologie moleculară de la Universitatea Princeton, Statele Unite. În imaginea care însoțește acest articol (o captură de ecran pe laptop), se poate vedea că moleculele („cuvintele” chimice) sînt înrudite: „Partea stîngă este identică în absolut fiecare specie de bacterii, dar partea dreaptă este puțin diferită în fiecare specie [...]. Fiecare moleculă se potrivește în receptorul său partener și în nici un altul. Deci acestea sînt conversații private, secrete, [...] pentru comunicarea intraspecie. Fiecare bacterie folosește o moleculă particulară care îi permite să își numere propriii frați”. Dar bacteriile nu trăiesc singure, „ci în amestecuri incredibile cu sute sau mii de alte specii de bacterii” (cazul omului, pe piele, de exemplu). Deci trebuie să fie capabile să facă „recensăminte” și pentru restul populației. Și astfel, Bassler a descoperit că, de fapt, „bacteriile sînt multilingve”: ele au „o a doua enzimă, care face un al doilea semnal și are propriul său receptor”, iar această moleculă e una generică, folosită de toate bacteriile: un „Esperanto bacterian” pentru comunicarea interspecie.
Pentru deplina înțelegere a acestor lucruri – dar mai ales a celor ce vor urma –, să folosim analogia, comparația și metafora (plus informații din alte surse). Iată cum decurg lucrurile în conversația „secretă”. Să ne imaginăm moleculele din imaginea noastră ca pe niște chei cu codiță. Toate sînt intersectate de linia verticală. Partea din stînga liniei (inelul cu azot și oxigen) e identică la toate cele cinci specii menționate – și asta pentru că fac parte dintr-o mare familie (numită bacterii Gram-negative). Partea din dreapta (lanțul de carbon) variază – e mai scurt sau mai lung, sau are structuri suplimentare. Fiind vorba despre aceeași familie, comunicarea are o „rădăcină” comună, un fond comun, dar „dialectele” diferă, sînt separate și ignorate reciproc. O bacterie produce mii de „cuvinte chimice” – chei cu codiță, care plutesc liber în mediu (apă, salivă, sînge). Cînd întîlnesc o bacterie de același fel, cheia intră în „broasca” de pe suprafața acesteia și se blochează acolo, apoi trimite semnal către ADN-ul bacteriei: „Am găsit o soră” (dacă vine o cheie de la altă specie, cu codiță mai lungă sau mai scurtă, pur și simplu nu intră în broască). Cînd se adună mii de bacterii identice, mediul se umple de chei, toate broaștele sînt ocupate, iar bacteriile, ca o civilizație Borg (dar biologică, nu cibernetică), primesc semnalul simultan și decid să acționeze. Dar, înainte de a detalia ce înseamnă acest lucru, e interesant de văzut și acel „Esperanto bacterian”.
În discursul ei, Bassler explică faptul că bacteriile comunică nu numai în interiorul speciei, ci și cu alte specii (de exemplu, cu bacteriile Gram-pozitive), pe care le numără în vederea evaluării raportului de forțe. Deci au două seturi de gene: unul pentru a produce și „auzi” limbajul privat, și altul pentru a produce și „auzi” limbajul universal. Avînd o structură simplă, molecula generică e mică, „ghemuită” în jurul unui atom de bor. Diferența dintre „cheița” privată și „biluța” universală este izbitoare: prima e lungă, ca un șarpe cu lungimi variabile, construită din carbon, hidrogen, azot și oxigen, pe cînd cea de-a doua e compactă, alcătuită din atomi de carbon, hidrogen și oxigen ținuți laolaltă, ca un lipici, de un atom de bor (fără azot!). De aceea, fiecare bacterie va avea două broaște: una ca un canal îngust, mai lung sau mai scurt, și una ca o cupă, pentru „biluță”. E ca și cînd ar avea două telefoane, unul pentru apeluri interne, altul pentru apeluri internaționale. Bassler a fost șocată să descopere că molecula universală nu conține azot (pentru că aproape toate moleculele biologice importante sînt construite în jurul lui: ADN-ul, proteinele, aminoacizii, chiar și cheițele private din discuția noastră; azotul este „cărămida” de bază a vieții). Echivalentul din lingvistică ar fi descoperirea unui alfabet numeric într-o lume populată cu specii care folosesc litere. Această formidabilă inginerie chimică permite bacteriilor să supraviețuiască indiferent dacă mediul e acid sau alcalin (azotul e sensibil) și să-și transmită semnale clare (un semnal bacterian cu azot ar putea trece drept zgomot de fundal al corpului uman; în plus, cel cu bor nu poate fi nici interceptat, nici bruiat, nici imitat de celulele umane).
Detectarea cvorumului declanșează comportamente colective perfect coordonate: unele bacterii secretă enzime digestive prin care descompun substanțele nutritive, altele captează fierul, ori neutralizează toxine, construiesc sau repară biofilmul care protejează colonia de antibiotice și menține mediul propice, se ocupă de apărare, se hrănesc reciproc. Găsim exemple de altruism extrem: în anumite condiții, unele bacterii se autodistrug și eliberează substanțe utile prin care protejează colonia (cooperarea mergînd pînă la sacrificiul individual complet). Există cooperare și cu alte specii, nu doar conviețuire, în care bacterii diferite se protejează reciproc, fac schimb de nutrienți și își coordonează metabolismele: produsul uneia devine hrana celeilalte; într-un proces chimic complex, fiecare are în grijă segmente separate din lanțul total; evită supraproducția, care ar fi toxică, astfel încît sistemul să rămînă stabil. Dar, pe de altă parte, au loc conflicte. În interiorul speciilor de același fel se conturează „atitudini morale” și măsuri de „reglare socială”: pedepsirea „trișorilor” (bacteriile care profită de celelalte, consumînd nutrienți, dar necontribuind cu nimic) și a „dezertorilor” (bacteriile care nu au participat la efortul comun de apărare), prin producerea de substanțe care îi elimină. În alte cazuri, prin înmulțirea coloniilor apare competiția pe resurse. Alteori, bacteriile își atacă gazda (omul, de exemplu). La frontierele dintre colonii, unde spațiul, nutrienții și oxigenul sînt limitate, apar războaie. Fascinant mi se pare că bacterii din specii diferite pot coopera excelent și invers, bacterii din acceași specie pot fi în competiție. Criteriul de conflict nu e specia în sens abstract, nu există „triburi biologice” fixe, ci doar relații dinamice dictate de context. Cu alte cuvinte, nu diferența produce automat conflictul, ci incompatibilitatea în folosirea lumii comune. Interesant e de văzut și ce arme și metode sînt utilizate în aceste războaie: se produc substanțe antibiotice care ucid alte bacterii, ori doar le inhibă creșterea, ori le blochează metabolismul; la om, se pot secreta toxine distrugătoare care deschid calea invaziei agresive prin care se paralizează funcții celulare sau se perturbă sistemul imunitar (unele bacterii dispun de arme sofisticate, un fel de „seringi moleculare” prin care injectează toxine direct în alte bacterii sau în celulele imune ale omului); competitorul sau gazda pot fi înfometate prin furtul de resurse esențiale (fier, de exemplu); unele bacterii destabilizează colonii rivale producînd substanțe care le dizolvă biofilmul.
În medicină, antibioticele actuale țin de războiul tradițional, în care se urmărește nimicirea inamicului. Dar ele sînt ca bomba atomică: în organismul uman, omoară și bacteriile folositoare omului, iar cele inamice care supraviețuiesc devin mai puternice. Din fericire, decriptarea modului în care comunică bacteriile a modificat termenii defensivei, care a devenit inteligentă: dacă privim bacteriile ca sistem de comunicații, atunci lupta e una informațională. Așa că strategia cercetătorilor din prezent (inclusiv a echipei lui Bassler) este nu să ucidă inamicul, ci, lăsîndu-l surd și mut, să îl dezarmeze. În noua viziune, conflictul nu vine din cine e „celălalt”, ci din cum se poartă el. Cea mai avansată metodă de tăiere a comunicațiilor astupă „ochii” și „urechile” bacteriilor: în laborator, se creează o moleculă-oglindă, o „cheie” falsă care seamănă izbitor cu cea reală (privată ori universală, pentru că bătălia se duce pe ambele fronturi), dar care are o mică modificare. Ea intră în broască, dar nu descuie nimic, se blochează acolo, o înfundă. Cînd vine cheia adevărată, nu are unde intra, iar bacteria e convinsă că e singură, chiar dacă sînt milioane în jurul ei. O altă metodă e interceptarea mesajelor: sînt create niște enzime speciale care distrug mesajul mîncînd moleculele de comunicare imediat ce sînt eliberate; comunicarea are loc, dar nimeni nu aude nimic. Diverse alte strategii „militare” inspirate din războiul informațional sînt explorate, teoretic, de cercetători. Printre ele, dezinformarea: inunzi sistemul cu semnale false, adică introduci în mediu o cantitate uriașă de molecule de comunicare, bacteriile cred că au cvorum și pornesc atacul prematur; în alt scenariu, trimiți un semnal de „retragere”, în plin atac; bruiajul prin zgomot alb: mediul este saturat cu atît de multe variante de molecule modificate încît bacteriile devin derutate de haos; furt de identitate: te dai drept altă specie bacteriană și destabilizezi cooperarea inter-specii; prin manipulări genetice, induci modificări la nivelul broaștei, iar cheile devin inutile; tot genetic, faci aceste receptoare mai puțin sensibile la semnalul chimic, întîrziind sau anulînd declanșarea răspunsului; modifici buclele de feedback, făcînd sistemul să creadă că a răspuns deja; menții fragmentarea prin prevenirea formării biofilmului (incidental: în studii de laborator, o mulțime de substanțe din lumea plantelor aplică deja astfel de strategii, care nu atacă viața, ci logica organizării ei. În lumea reală, plantele nu pot nici să fugă de atacatori, nici să se bată cu ei, și atunci îi descurajează prin „retorică” chimică).
Stimate și iubite cititor, poate te întrebi dacă nu cumva am trimis, din greșeală, revistei Dilema un text cu altă destinație inițială, după ce, în articolul trecut (despre peștișorul Babel și speranța iluzorie oferită de traducătorul universal), promiteam să adîncesc explicațiile vizavi de rădăcinile conflictului din lume. Am susținut atunci că dificultatea de a ne înțelege unii cu alții vine doar parțial, superficial, din limbă sau cod cultural. Azi am văzut cum primii locuitori ai Terrei, bacteriile, au viață socială și un comportament incredibil de complex – comunicare, coordonare, alianțe, războaie, inclusiv atitudini „morale”. Și, mai ales, au această regulă simplă: cooperarea funcționează în interior, conflictul apare la frontieră. Concluzia evidentă e că „Nu ne trebuie multă imaginație pentru a sesiza tipare comparabile în societățile formate din creaturi mai complexe”, cum spune celebrul neurobiolog Antonio Damasio. Se poate, deci, ca fragmentarea vieții umane despre care vorbeam data trecută să aibă cauze mult mai adînci și mai vechi, în modul în care viața însăși își organizează cooperarea și conflictul. Inevitabil vom întreba: dacă aceste dinamici sînt deja prezente în biologie, atunci e posibil ca tensiunile de azi – în politică, educație, economie etc. – să reprezinte, de fapt, continuarea lor, dar la scară umană? Articolul următor va explora acest punct de vedere, cu argumentele lui Damasio din volumul Stranie ordine a lucrurilor, în care autorul sugerează că metacriza prin care trecem ar putea fi expresia unei tensiuni profunde, înscrise în însăși logica vieții.
Laura Carmen Cuțitaru este conferențiar la Literele ieșene, specializată în lingvistică americană.
