Може и да сме създали глобална компютърна мрежа, свързваща потребители от цялото земно кълбо - и това безспорно е едно от най-големите достижения на човешката цивилизация до момента, - но се оказва, че някой ни е изпреварил. И то не кой да е, а какво - микробите, и то с повече от три милиарда години. Тези микроскопични едноклетъчни организми не само са отговорни за възникването на живота на Земята, но дори имат своя собствена версия на световната мрежа и Интернет на нещата. И ако не ви се вярва, ето как точно става това.

Ново ДНК изследване показва, че нашите тела съдържат много по-богато разнообразие от микроби, отколкото се предполагаше по-рано. Освен това основна част от тези микроби са непознати на науката, смятат учени от „Станфорд“. Анализирайки пробите, учените са открили, че 99 процента от ДНК фрагментите в пробите, които не са човешки, не отговарят на нито една вече съществуваща генетична база данни, т.е. са непознати. Също като нашите собствени клетки микробите разглеждат отделните ДНК елементи като закодирани съобщения. Тези съобщения съдържат информация за комбинирането на протеини в молекулярни машини, които могат да решават конкретни задачи, като например да възстановят клетката. Микробите обаче не получават тези съобщения само от своята собствена ДНК; те възприемат информация от своите умрели събратя или пък директно я обменят с живите.

Малки тайни, огром­на важност

След това тези ДНК елементи се вграждат в геномите им, които са един вид компютри, наблюдаващи работата на цялата протеи­нова система. По този начин същият този мъничък микроб се превръща в гъвкава изчислителна машина, която има способността интелигентно да търси и усвоява ресурси в средата около себе си. Ако една протеинова система не работи, микробът пробва друга и методът „проба - грешка“ решава всички потенциални проблеми.

Но микробите са твърде малки, за да действат сами. Вместо това те образуват общества. Още от памтивека микробите живеят на гигантски колонии, съдържащи трилиони членове. Тези колонии дори са оставили след себе си минерални структури, известни като строматолити. Това са микробни метрополии, замразени във времето, подобно на древния град Помпей, които ни дават доказателства за съществуването на живот отпреди милиарди години.

Микробните колонии непрекъснато се учат и адаптират. Първоначално се появяват в океаните и постепенно завладяват земята - и в основата на тяхната стратегия за проучване е обменът на информация. Както видяхме, отделните членове комуникират чрез обмен на химически послания по един тясно координиран начин. По този начин микробиалното общество ефективно изгражда своя колективен „ум“. Този колективен ум разпраща парчета софтуер, написани в ДНК код, напред-назад между трилиони микроби с една-единствена цел: пълноценно проучване на местната среда за ресурси.

Когато на едно място ресурсите са изчерпани, микробиалната експедиция се отправя на поход в търсене на нови земи. Тя предава своите открития обратно към щабквартирата, използвайки различни видове химически сигнали, призоваващи членовете на микробиологичното общество да се превърнат от заселници в колонизатори.

По този начин микробите в крайна сметка завладяха цялата планета, създавайки глобална микробна мрежа, която наподобява на нашата Световна мрежа, но вместо електронни използва биохимични сигнали. На теория един сигнал, излъчван във водите около Южния полюс, може бързо да се при­движи във водите около Северния полюс.

Интернет на живите неща

Приликите с човешката технология не спират дотук. Учените и инженерите понастоящем работят върху разширяването на собствената ни информационна мрежа в Интернет на нещата, интегрирайки всякакви видове устройства, оборудвани с микрочипове. Вашият хладилник ще ви предупреди, когато е свършило млякото. Къщата ви ще може да сигнализира кога са влезли крадци.

Микробите отдавна са изградили своята версия на Интернет на нещата. Можем да я наречем „Интернет на живите неща“, въпреки че е по-известна като биосфера. Всеки организъм на планетата е свързан в тази сложна мрежа, която зависи от микробите за оцеляването й.

Преди повече от един милиард години един микроб намира своето място в друг микроб, който се превръща в негов домакин. Двата микроба се превръщат в симбиотичен хибрид, известен като еукариотната клетка - основата на повечето форми на живот, които днес познаваме. Всички растения и животни са произлезли от това микробно сливане и така съдържат биологичния plug-in софтуер, който ги свързва с Интернет на живите неща.

Нашите тела съдържат много по-богато разно­образие от микроби, отколкото се предполагаше

Хората например са проектирани по такъв начин, че да не могат да функционират без трилионите микроби в телата им (микробиология), които помагат за храносмилането и развиването на имунитет срещу бактерии. В организма ни има толкова микроби, че оставяме личен микробен отпечатък върху всяка повърхност, до която се докосваме.

Интернет на живите неща е чиста и красиво функционираща система. Растенията и животните живеят върху екологичните отпадъци, образувани от микробите.

Удивителният малък свят около нас

Вселената на микробите продължава да ни учудва с тайните, които крие, и възможностите, които предлага. Неотдавна компанията Cambrian Innovation използва микроби за генериране на електричество от отпадни води. Системата EcoVolt представлява реактор с размерите на транспортен контейнер, който използва микроби, за да превръща разтворения въглерод в промишлените отпадъчни води в биогаз, който може да бъде използван за електричество или отопление чрез изгаряне.

Полиестерът е най-разпространеният материал за производство на платове, но е труден за рециклиране. Нова технология използва микроби, които се хранят с полиестера и по този начин го рециклират без понижение на качеството му. Това откритие е особено полезно за рециклиране на платове, които освен полиестер съдържат и друг материал, например памук. Досега подобни материи не можеха да бъдат преработени.



Учени създадоха и удивителен щам на микроб - протобактерия, наричана „геобактер“, която може да генерира електричество от петролни замърсители и радиоактивни материали. С други думи геобактерията не само може да се използва за почистване на вредни замърсители, тя действително може да превърне тези замърсители в чиста енергия. Изследователите в момента работят за създаването на горивни клетки въз основа на геобактерията. Не е зле за скромен микроорганизъм, нали?

Туристи без билет

Микробите са дори потен­циални космически туристи. Ако хората пътуват в космическото пространство, микробите ще пътуват с тях. Интернет на живите неща може да има дълъг космически обхват. Мисията Foton M3 на Европейската космическа агенция изведе в Космоса много твърд природен камък, каквито се срещат в Шотландия и където се намират живи организми. След 12 денонощия във вакуум, безтегловност и космическа радиация камъкът бе хвърлен от Космоса на Земята, за да се сблъскат бактериите с полет през атмосферата и екстремално високи температури. Целта на този странен експеримент - да изяснят учените дали след това микробите ще останат живи. Вероятността за това е голяма най-малкото защото вид издръжлива бактерия, която може да бъде открита на практика на всякъде - от човешката кожа до корените на растенията, - може да оцелее и в условия, сходни с тези на Марс. Serratia liquefaciens е може би най-непретенциозната бактерия - тя е еволюирала на морското дъно, а сега живее в растенията, животните и водните басейни.

Микробните колонии непрекъснато се учат и адаптират и така тяхното общество ефективно изгражда своя колективен „ум“.

За да разберат как бъдещите космически мисии могат да застрашат Марс с нашите собствени бактерии, микробиолозите, ръководени от Андрю Шюргер от Университета на Флорида, решават да проучат как една често срещана земна бактерия може да оцелее в среда, сходна с марсианската. Учените изследват 26 щама на 22 вида бактерии, събрани от космическите апарати. Съответно много е вероятно именно те да достигнат на автостоп до Марс. След като отглежда колонии от бактерии, екипът намалява температурите, налягането (до 7 милибара) и нивото на кислород. Много от щамовете умират при тези условия - земното налягане е 1000 милибара. Serratia liquefaciens обаче оцелява. Дори при 7 милибара, при изключително ниски температури, малко кислород и големи количества въглероден диоксид - същите условия, които наблюдаваме и на Марс.



Отделът за иновации в NASA работи за създаването на малки роботи за проучване на планети, които ще се задвижват от бактерии. Разработките в тази насока са едно от новите течения в работата на учените, тъй като гарантират надежден източник на енергия за по-дълги периоди от време, повече дори от използваните към момента ядрени реактори. Оказва се, че по този начин акумулаторът на машината може да се презарежда от само себе си, тъй като микроорганизмите се възпроизвеждат. Ако тази технология намери място в реални космически мисии, това ще означава пробив в изследването на дълбокия Космос, тъй като за момента тези мисии са застрашени от проблеми със захранването. Потенциалът на тази технология ще положи основите на космическа електроника от ново поколение. Микробните енергийни клетки могат да се окажат елегантно решение на проблемите с захранването на роботизирани системи, а това ще бъде от особена полза за космическите роботизирани модули за изследвания.

Парадоксът е, че все още възприемаме микробите като низши организми. Реалността обаче е, че микробите са невидимите и интелигентни владетели на биосферата. Тяхната глобална биомаса надвишава собствената ни. Те са оригиналните изобретатели на информационното общество. На­шият интернет е само страничен продукт на микробната информационна игра, започнала преди три милиарда години.

Оцени:
Рейтинг: 4
Тагове:
Още от HiEnd

Ракетата New Shepard бе изстреляна по-далеч от всякога

2 | 19.07.2018