Uma nova pesquisa da Universidade de Washington, em St. Louis, sugere que as bactérias podem aprender com experiências do passado para prever o futuro.
As bactérias vivem em ambientes que estão continuamente em flutuação e mudança, como tal, qualquer previsibilidade destas flutuações pode levar a um aumento da aptidão. Em escalas de tempo mais longas, as bactérias podem “aprender” a estrutura dessas flutuações através da evolução, refere o artigo publicado na eLife.
Através do uso de simulações de computador e um modelo teórico simples, Mikhail Tikhonov e a sua equipa mostram como as bactérias se podem adaptar a um ambiente flutuante, aprendendo as suas regularidades estatísticas, fazendo este “trabalho” mais rápido do que o método “tentativa e erro”.
“A aprendizagem evolucionária é comum. Por exemplo, muitos organismos desenvolveram um relógio circadiano para seguir o ciclo diurno e noturno de 24 horas”, referiu Tikhonov, professor de física.
“Mas a evolução ocorre ao longo de muitas gerações. Mostramos que as bactérias poderiam, em princípio, fazer o que fazemos: aprender correlações com experiências recentes e adaptar o seu comportamento futuro de acordo com isso, mesmo durante a sua vida”, prossegue o especialista.
“As bactérias não têm cérebro, mas descobrimos que esse tipo de processamento de informações pode ser alcançado com um circuito que é semelhante aos circuitos que as bactérias já possuem”, disse o investigador.
No entanto, três ingredientes essenciais devem estar presentes. Os investigadores estipulam que este tipo de aprendizagem só pode acontecer se as bactérias tiverem mais reguladores do que o necessário, se os próprios reguladores são auto-ativados e se a bactéria opera sob as condições “não lineares” do mundo real que são frequentemente aproximadas em modelos, cita o Phys.
Ao estudar biologia com a perspetiva de um físico, Tikhonov espera lançar mais luzes sobre as formas como as teorias biológicas tradicionais limitam as perguntas que os investigadores fazem.
Este artigo recente fornece novas hipóteses de explicar por que razão algumas bactérias podem estar a usar reguladores aparentemente redundantes ou maneiras de modular as suas diferentes vias.
“A redundância perdulária e os reguladores desnecessários que vemos em muitas experiências de laboratório podem ser intrigantes”, afirmou Tikhonov.
“Mas os cientistas geralmente estudam organismos em ambientes simplificados ou ambientes estáticos. Os benefícios que descrevemos só se manifestariam em condições flutuantes mais realistas”, explica o professor.
Para rematar, o autor frisa que a esperança da equipa “é que um experimentalista possa ler o artigo e reconhecer os ingredientes-chave que descrevemos no sistema que eles estudam”.
