Биологическая коммуникация — это связь, общение между живыми существами путём передачи информации при помощи различных сигналов.
Коммуникация происходит не только в человеческих социальных системах, но и у животных и у бактерий.
Все животные, микробы, так или иначе, общаются для сохранение вида, индивида, обеспечение безопасности.
Коммуникация обеспечивает связь между индивидом и видом. Поведение индивида приспосабливается к формам поведения других представителей вида. Определяются друзья и враги, формируются программы поведения – на совместное бегство или нападение, предупреждение или преследование. Квазисоциальное поведение животных распространяется и на первые две области инстинктивного поведения (размножение и поиск пищи).
Природная функция общения – создание наиболее благоприятного фона жизни в суровых условиях приспособления к среде. Системы коммуникации в животном мире первичны и примитивны и определяются как «биологически целесообразное совместное поведение, направленное на адаптацию к среде и регулируемое сигнализацией».
Язык, при помощи которого общается животный мир, конкретен и прост. Он передает информацию об опасности, наличии пищи, возможности полового контакта. Биологи подсчитали количество слов-понятий (условное обозначение), которыми пользуются «меньшие братья» при взаимном контакте: у лягушек их 6, у кошки – 20, свиньи – 25, у лисы и зеленой макаки – 36.
Английский учёный Тинберген установил около 19 различных значений «мимики» слона, также учеными удалось расшифровать 14 из 20 сигналов, которыми обмениваются муравьи.
Системы коммуникаций, которыми пользуются животные, И. П. Павлов назвал первой сигнальной системой. Он подчеркивал, что эта система является общей для животных и человека, поскольку для получения информации об окружающем мире человек использует фактически те же системы коммуникаций.
Способы биокоммуникаций
Химическая коммуникация, это наиболее распространенный способ передачи информации в животном мире, который осуществляется путём выработки некоторых продуктов обмена веществ с одной стороны, с другой воспринимается органами обоняния. Химические сигналы долго сохраняются, обходят препятствия, могут использоваться в ночное время, указывают на определённые предметы или события во внешней среде. Сюда относятся также феромоны. Феромо́ны — собирательное название веществ — продуктов внешней секреции, выделяемых некоторыми видами животных и растений обеспечивающих коммуникацию между особями одного вида.
Феромоны модифицируют поведение, физиологическое и (или) эмоциональное состояние других особей того же вида. Как правило, феромоны продуцируются специализированными железами. Количество изученных феромонов достигает нескольких тысяч.
Виды коммуникаций различные: акустическая, механическая, тактильная, оптические связи и визуальная сигнализация, биотелелокация.
Комплексная коммуникация - это система сигнальных структур и поведенческих реакций. Как правило, общение животных осуществляется одновременно по нескольким каналам связи. Например, «язык» пчел мультимодален и имеет визуальный, тактильный, слуховой и химические аспекты.
Бактерии также способны к восприятию информации. Темы для разговоров, как и других существ: еда, опасность, размножение.
Чувство кворума (англ. Quorum Sensing) — способность некоторых бактерий (возможно, и других микроорганизмов) общаться и координировать своё поведение за счёт секреции молекулярных сигналов.
Сигнальные молекулы — молекулы, синтезирующиеся в сигнализирующей клетке для осуществления передачи сигнала другой клетке. Они играют важную роль в сообщении между различными клетками. Сначала сигнализирующая клетка синтезирует сигнальные молекулы, после чего высвобождает их. Затем происходит транспорт этих молекул к клетке, которой был отправлен сигнал. Клетка-мишень с помощью рецепторов распознаёт сигнальные молекулы, что приводит к изменениям в её метаболизме, функциях или развитии. Дальше сигнал удаляется из клетки-мишени.
Три сигнальных вещества-«автоиндуктора».
- А1- внутривидовая сигнализация, для своих.
- Автоиндуктор АИ-2 — универсальная молекула межвидовой сигнализации, в терминах «межклеточного общения» — своего рода интернациональное слово, существующее во всех языках. Определяет концентрацию «чужих».
У бактерий изучено два варианта межклеточной сигнализации в формате quorum sensing.
Возможно есть и третий вариант межвидовой сигнализации – высший уровень, позволяющий взаимодействовать бактерий и вирусов с растениями, млекопитающими.
А с человеком? Со всей природой Земли?
Возможна ли информационная связь экзосом человека с автоиндукторами бактерий?
Мы оказываем друг на друга эволюционное влияние не просто как факторы среды. Наши клетки непосредственно участвуют в сборке и модификации вирусных РНК. А вирусы напрямую контактируют с генами своих носителей, внедряя свой генетический код в их клетки. Вирус – это один из способов общения наших генов с миром. Иногда этот диалог дает неожиданные результаты.
Система химической коммуникации позволяет бактериям регулировать свое поведение в зависимости от фазы развития микробного сообщества. Концентрация сигнальных веществ — равно как и поведение бактерий — могут закономерным образом меняться в ходе развития колоний.
«Радикальная» позиция коммуникаций строится на принципах биологической (эволюционной) целесообразности. Прежде всего ее сторонники предлагают разделить секретируемые коммуникативные вещества на три типа: сигнальные, стимуляторы, «химические манипуляторы». Сигнальные молекулы переносят информацию, которая вызывает изменения у реципиентов, благоприятные для развития обоих партнеров.
Они синтезируются на определенных стадиях развития, при определенных физиологических условиях, и их накопление вызывает согласованный отклик во всех клетках популяции в виде изменения метаболизма после достижения пороговой концентрации.
Электромагнитные сигналы могут испускать и принимать бактериальные ДНК.
В отличие от спиралевидных ДНК высших организмов, ДНК бактерий образуют форму замкнутых колец. Группа физиков-теоретиков, возглавляемая доктором Алланом Уидомом, ( A. Widom, J. Swain, Y. N. Srivastava, S. Sivasubramanian, 2011 год) построила модель, где свободные электроны мигрируют внутри таких колец по замкнутым траекториям, перепрыгивая от атома к атому. При этом каждая смена энергетического уровня сопровождается испусканием электромагнитного кванта определенной частоты — классическая схема.
То есть, электромагнитные сигналы между различными бактериями внутри сообщества - это "беспроводная" версия межклеточной связи, обнаруженная у бактерий сообщества, связанные "нанопроводами". Беспроводные трансляции могут в принципе быть как AM, так и FM разновидности из-за периодичности магнитного потока в спектры энергии электронов в орбитальных движениях бактериальной ДНК.
В 2009 году нобелевский лауреат Люк Монтанье, один из первооткрывателей ВИЧ, опубликовал на сайте электронных препринтов результаты своих экспериментов, из которых следовало, что бактерии могут обмениваться информацией друг с другом посредством электромагнитных волн.
Возможны и дублированные пути передачи информации между бактериями.
Электромагнитные колебания могут выполнять функцию регулирования биологической активности, биофизических процессов, протекающих в палочковидных бактериях (А. В. Минакова, Н. В. Лимаренко, Д. В. Тринц Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону, Российская Федерация. 2016 год).
Воздействие электромагнитным полем в диапазоне от 30 кГц до 100 кГц на микроорганизмы вызывает агрессию палочковидных бактерий и увеличивает размножение. Воздействие электромагнитным полем в диапазоне от 5 МГц до 25 МГц приводит к возникновению отрицательных зарядов (электронов) и изменению электромагнитной восприимчивости, что вызывает губительный эффект.
Также разговоры возможны между клетками человека. Вот прямой результат этих переговоров. Недавно для лечения последствий инсульта головного мозга оказалось достаточным обеспечить должное функционирование митохондрий почек. То есть налицо "разговоры" (по-английски это звучит более научно — cross-talk) между органами, и почка со своими митохондриями помогает восстановлению головного мозга.
Предполагают химический язык общения. Хорошая и здоровая почка со своими здоровыми митохондриями вырабатывает и посылает в кровь эритропоэтин. Он обладает сильными нейрозащитными свойствами. Так на базе фундаментальных открытий начинает просматриваться стратегия лечения болезней.
Кроме разговоров бактерии, вирусы ещё и поют.Несколько лет назад группа исследователей под руководством Маркуса Бюлера из Массачусетского технологического института (MIT) разработала методику перевода белковых структур в музыку. Каждая аминокислота в белковой молекуле проявляет характерные колебания в зависимости от ее размера, молекулярной массы, энергии и состояния вязкости. В результате преобразования в слышимые частоты получаются акустические спектры и тональные последовательности, соответствующие структуре белка.
«Это произведение представляет собой музыкальное представление аминокислотной последовательности и структуры белка SARS-CoV-2», — объясняет Бюлер. «То, что вы слышите, является многоуровневой алгоритмической композицией, которая отражает вибрационный спектр всего белка в звуковых и ритмических элементах, а также последовательность и сворачивание аминокислот в виде переплетающихся мелодий.
Взаимодействие человека с бактериями в принципе возможно. Например, нет проблем с магнитотактическими бактериями. Ими можно управлять без лишних разговоров. Впервые магнитотактические бактерии обнаружил в 1975 году микробиолог Ричард Блейкмор. У них есть маленькие органеллы — магнетосомы. Это везикулы заполненные железом.
Магнитотактическая бактерия с магнетосомами (темные точки). В центре — увеличенное изображение магнетосом. В середине магнетосомы находится частичка магнита, покрытая магнетосомной мембраной (результат выпячивания внутренней клеточной мембраны). В единую цепочку комплекс магнетосом стабилизирован белком MamA. Рисунок из статьи N. Zeytuni et al., 2011. Self-recognition mechanism of MamA, a magnetosome-associated TPR-containing protein, promotes complex assembly
Магнитотактические бактерии встречаются почти во всех классах группы протеобактерий.
Можно использовать магнитотактические бактерии Magnetococcus marinus для доставки лекарств в липосомах к зоне опухоли. Движение бактерий осуществляют в магнитном поле.
Магниточувствительные бактерии могут и танцевать. Заставили их плясать под свою дудку (а вернее — под свои магниты), ученые из Германии и Нидерландов на этом веселом видео. https://youtu.be/3uUL4ooM6KI
Вывод: бактерии (вероятно, и вирусы) могут общаться, разговаривать между собой, и с бактериями других видов по трём основным темам: еда, размножение и опасность. Человек может контактировать с бактериями с помощью магнитного и электромагнитного полей, сигнальных молекул. Контакт – есть, нужно теперь взаимопонимание между нашими мирами: мир человека и Нано-микромир бактерий.
Это будет, и всё будет хорошо.
Вот только подпишитесь на мой канал.
С уважением!
Доктор ВаГер