細菌“記憶”多種多樣。中國科學院微生物研究所微生物資源前期開發國家重點實驗室研究員付鈺介紹,在對環境變化的適應性方面,細菌可通過改變自身的基因表達來適應不同的環境條件。如當細菌與抗生素“狹路相逢”時,它們可能會激活一些原本處於沉默狀態的耐藥基因,從而獲得對抗生素的耐受性。而當環境條件恢復正常時,它們又會關閉這些基因。這種對環境變化的快速響應和適應,可以被看成是一種“記憶”機制。
在對遺傳信息的傳遞方面,細菌可以通過垂直遺傳(從母細胞到子細胞)和水平遺傳(如質粒交換)的方式,將有利於其生存的遺傳信息傳遞給後代或其他細菌,這可以被看作是一種長期的“記憶”機制。
而在化學物質的傳遞方面,細菌一般通過分裂來繁殖。在分裂過程中,細胞內的化學物質會“分道揚鑣”進入兩個細胞內,這樣化學物質所介導的特定反應會延續一段時間,體現出細菌擁有“記憶”。
然而,這些“記憶”其實都不是真正的記憶。
人們很早就發現釀酒酵母在遭到DNA損傷物質的脅迫後,下一次面臨同樣境遇時,酵母細胞的成活率會大大提高。這看來就好像是酵母細胞“記住”瞭如何應對DNA損傷的脅迫。研究人員對這一現象開展了研究,並於2022年在《應用和環境微生物學》雜誌刊發論文揭示了其中的祕密:釀酒酵母在受到DNA損傷物質的脅迫時,會分泌一些小肽。這些小肽會殺死羣體中一些不太健康的個體,從而提高了羣體應對脅迫的能力。這種看似是“喫一塹長一智”的“記憶”現象,事實上更像是“優勝劣汰”。