We vragen het ons allemaal wel eens af als we een bacterie tegen het lijf lopen: wat gaat er door hem heen? Wetenschappelijk onderzoek heeft die vraag nu deels beantwoord door in ieder geval te bevestigen dat bacteriën in staat zijn om te denken en ingewikkelde beslissingen te nemen.

Vrijwel alle biologen werpen zich massaal op de bacterie Escherichia coli als er iets onderzocht moet worden. Onderzoeker Gladys Alexandre besloot het anders te doen en zich op de bacterie Azospirillum brasilense te storten. Simpelweg omdat de E coli bacterie “nogal dom is”.
Een bacterie heeft diverse cellen die allemaal een eigen taak hebben. Zo zijn er cellen die aangeven waar de bacterie het beste heen kan gaan, wanneer de bacterie giftig moet worden of hoe de bacterie moet functioneren. E coli heeft zo’n vijf receptoren die bij het maken van dergelijke beslissingen komen kijken. De Azospirillum brasilense heeft er 48 en is dus ‘slimmer’.

Alexandre besloot de receptor die de bacterie gebruikt om stikstofgas om te zetten in ammonium dat door alle organismen gebruikt kan worden, te bestuderen. Deze eigenschap is bijzonder belangrijk voor alle levende wezens, omdat het de enige manier is waarop stikstof in bouwstenen of cellen kan worden opgenomen. Het proces van omzetting wordt geleid door een enzym. Dit enzym raakt beschadigd zodra er hoge concentraties zuurstof bij komen. En dat zorgt voor een heus ‘bacteriedilemma’. Want de energie die nodig is voor de omzetting wordt verworven door de aanwezigheid van zuurstof. Alexandre creëerde enkele gemuteerde bacteriën zonder de receptor en zij bleken ‘blind’ te zijn. Ze konden de juiste hoeveelheid zuurstof niet detecteren.

Met dat onderzoeksresultaat in de pocket, werd wetenschapper Igor Jouline erbij geroepen. Hij legde de receptor bloot en concludeerde dat de bacterie maar liefst 100 aminozuren gebruikt om te ‘meten’ of er voldoende en niet teveel zuurstof bij de omzetting komt kijken. Als de meting aangeeft dat het proces van omzetting gevaar loopt, kan de bacterie ‘redeneren’ en handelen.

Het feit dat bacteriën denken, werpt een heel ander licht op hun bestaan. Het verklaart waarom ze in staat zijn om zo goed met verandering om te gaan. Dat inzicht helpt vervolgens weer om gevaarlijke bacteriën te bestrijden of de kleine organismen te gebruiken in bijvoorbeeld de landbouw. “We zien nu dat bacteriën, op hun eigen manier, grote denkers zijn,” concludeert Alexandre. “En doordat we nu weten hoe ze zich ‘voelen’ bij het milieu rondom hen kunnen we naar nieuwe en andere manieren zoeken om met hen te werken.”