Neke bakterije mogu da se pretvore u sporu — gotovo uspavanu ćelijsku strukturu zaštićenu čvrstim omotačem. U tom stanju podnose sušu, toplotu i druge uslove koji bi aktivnoj ćeliji teško naškodili. Zbog takve izdržljivosti spore deluju kao gotovo savršeno sredstvo opstanka. Ipak, istraživači su postavili jednostavno pitanje: koliko bakteriju košta da tu zaštitu napravi, a zatim se iz nje ponovo vrati aktivnom životu? Njihov energetski obračun pokazuje da je račun ogroman u poređenju s mnogim drugim bakterijskim poslovima. Time se objašnjava i jedna stara zagonetka: zašto bakterije koje dugo žive u udobnim laboratorijskim uslovima ponekad tokom generacija izgube sposobnost stvaranja spora.
Tim je za model koristio dobro proučenu zemljišnu bakteriju Bacillus subtilis. Pratio je koje gene ćelija uključuje dok gradi sporu, koliko proteina mora da proizvede, kako nastaju omotači i šta je potrebno da se kasnije probudi. Kao zajedničku meru troška koristili su ATP, molekul koji ćelijama služi za prenos energije. Prema računici predstavljenoj u tekstu istraživačice Canan Karakoč za The Conversation, ceo ciklus stvaranja spore i njenog ponovnog oživljavanja povezan je s troškom bliskim deset milijardi ATP molekula. To nije jednostavna gomila goriva koja odjednom izgori. Veliki deo troška predstavlja materijal i vreme koje ćelija ulaže u zaštitu umesto u sopstveno razmnožavanje.
Posebno je zanimljivo kako je taj trošak raspoređen. Majčinska ćelija plaća najveći deo izgradnje spore, prenosi joj materijal, a zatim se raspada i oslobađa je. Spora s druge strane ne čuva dovoljno lako dostupne energije da se potpuno vrati aktivnom rastu bez pomoći spolja. Ima zalihe koje joj omogućavaju prve korake buđenja, ali za završetak mora naići na odgovarajuće hranljive materije. Tako nastaje paradoks: omotač joj pruža veliku otpornost dok miruje, ali trenutak prelaska iz zaštićenog u aktivno stanje može biti osetljiv. Istraživači upravo u toj energetskoj praznini vide mesto za buduća ispitivanja kontrole štetnih spora.
Kada su uslovi stalno dobri, geni za stvaranje spora nose trošak čak i ako se retko koriste. Svaki put kada se bakterija deli, kopira i deo DNK koji čuva tu sposobnost. Ako zaštita generacijama nije potrebna, jedinke koje izgube skupi sistem mogu imati prednost u rastu. Suprotno tome, u promenljivoj sredini, gde su suša i nedostatak hrane realna opasnost, ulaganje u sporu može spasiti potomstvo. Model tako povezuje ekologiju, genetiku i potrošnju energije bez predstavljanja evolucije kao svesne odluke bakterije. Različiti uslovi jednostavno daju prednost različitim osobinama kroz mnoge generacije.
Istraživanje ima značaj i za bolničko okruženje, jer pojedini uzročnici infekcija stvaraju spore koje je teško ukloniti. Računica sama po sebi nije novo sredstvo za dezinfekciju niti uputstvo za lečenje. Ona pomaže da se preciznije odredi u kom delu buđenja spora može biti najranjivija: kada odbaci zaštitu, a još nije pribavila dovoljno energije za pun rast. Naučnicima to pruža smer za naredne eksperimente. Spora na prvi pogled deluje kao besplatna karta za dug opstanak. Novi rad pokazuje da je njena izdržljivost skupo plaćena i da se upravo u toj ceni krije deo objašnjenja njenog ponašanja.
S.B.
