Социальные структуры и коммуникации в мире микроорганизмов

Социальная жизнь основана на взаимодействии членов сообществ. Объектом нашего исследования были микроорганизмы на разных стадиях морфогенеза сообществ и в процессе восстановления целостности социальных структур. Регистрировались показатели электрической активности отдельных клеток и групп, составляющих эти структуры. В проведенных опытах на цианобактериях Oscillatoria terebriformis, миксомицетах Lycogala epidendrum, дрожжах Saccharomyces cerevisiae получены электрографические характеристики состояний и событийной динамики социальных структур, свидетельствующие о процессах синхронизации в ходе решения задач, общих для каждого из исследованных сообществ.

Социальность — это предрасположенность живых существ к совместному существованию, обусловленная невозможностью индивидуального выживания во внешнем мире. Социальная жизнь предполагает совместную деятельность членов сообщества, направленную на сохранение и развитие условий своего существования. Она присуща (Масионис, 2004; Шовен, 1965; Эспинас, 2012), в том числе и микроорганизмам (Ben-Jacob, Cohen, 1998; Сумина, 2006, Харитонов и др., 2014; Греченко и др., 2015, 2017).

1. Ананьева К.И., Басюл И.А., Харитонов А.Н. Диалоги в эксперименте: опыт многоканальной регистрации и анализа // Материалы 7 Международной конференции по когнитивной науке. Светлогорск: Институт психологии РАН, 2016. С. 670—672.
2. Апанович В.В., Безденежных Б.Н., Знаков В.В., Самс М., Яаскелайнен И., Александров Ю.И. Различия мозгового обеспечения индивидуального, кооперативного и конкурентного поведения у субъектов с аналитическим и холистическим когнитивными стилями // Экспериментальная психология. 2016. Т. 9. № 2. С. 5—22. doi:10.17759/exppsy.2016090202
3. Воскун С.Е., Смирнов С.Г., Панов Л.А. Гетерогенность популяции Escherichia coli THR по усвоению 3Н-треонина // Микробиология. 1989. Т. 58. Вып. 4. С. 602—606.
4. Гаврилов В.В. Кооперация и ультразвуковая коммуникация у крыс // Когнитивные исследования / Под ред. Д.В. Ушакова, А.А. Медынцева. Изд. ИП РАН. 2017, С. 81—92.
5. Греченко Т.Н., Харитонов А.Н., Жегалло А.В. Инвариантные частоты биоритмов живых организмов разного эволюционного возраста // Психологический журнал. 2018. Т. 39. № 3. С. 90—101.
6. Греченко Т.Н., Харитонов А.Н., Жегалло А.В., Александров Ю.И. Психофизиологический анализ осцилляторных процессов в поведении биосоциальных систем // Психологический журнал. 2015. Т. 36. № 6. С. 76—87.
7. Греченко Т.Н., Сумина Е.Л., Сумин Д.Л, Харитонов А.Н. Синхронизация электрических процессов и организация поведения прокариот // Материалы 5 Международной конференции по когнитивной науке. Светлогорск: Институт психологии РАН, 2012. Т. 1. С. 327.
8. Греченко Т.Н., Харитонов А.Н., Орлеанский В.К., Жегалло А.В. Новые объекты психологических исследований и перспективы развития науки // История российской психологии в лицах: Дайджест. 2017. № 6. С. 248—259.
9. Зотов М.В., Андрианова Н.Е. Процессы координации в восприятии коммуникативного взаимодействия // Когнитивные исследования / Под ред. Д.В. Ушакова, А.А. Медынцева. Изд. ИП РАН, 2017. С. 50—67.
10. Иванов В.Н., Угодчиков Г.А. Клеточный цикл микроорганизмов и гетерогенность их популяций. Киев: Наукова Думка. 1984. 279 с.
11. Кольцов Н.К. Генетический анализ психических особенностей человека. Русск. евгенический журн., 1923. С. 253—307.
12. Масионис Дж. Социология. СПб.: Питер, 2004. 752 с.
13. Рыбальченко О.В. Морфо-физиологические аспекты взаимодействий микроорганизмов в микробных сообществах: дисс. д-ра биол. наук. Спб., 2003. С-Петерб. Универ., медицинский ф-т.
14. Смирнов С.Г. Этология бактерий — новое направление в исследовании прокариотов // Физико- химические исследования патогенных энтеробактерий в процессе культивирования. Иваново: ИвГУ, 1985. С. 5—10.
15. Сумина Е.Л. Поведение нитчатых цианобактерий в лабораторной культуре // Микробиология. 2006. Т. 75. № 4. С. 532—537.
16. Харитонов А.Н., Греченко Т.Н., Сумина Е.Л., Сумин Д.Л., Орлеанский В.К. Социальная жизнь цианобактерий // Дифференционно-интеграционная теория развития. Кн. 2 / Под ред. Н.И. Чуприковой и Е.В. Волковой. М.: Языки славянской культуры, 2014. С. 283—302.
17. Шапиро Дж.А. Бактерии как многоклеточные организмы // В мире науки. 1988. № 8. С. 46—55.
18. Шовен Р. От пчелы до гориллы. М.: Мир, 1965. 330 с.
19. Эспинас А. Социальная жизнь животных. Опыт сравнительной психологии. 3-е. изд. М.: Либроком, 2012. 320 с.
20. Ben-Jacob E., Cohen I., Gutnick D. Сooperative organization оf bacterial colonies: from genotype to morphotype // Annu. Rev. Microbiol. 1998. Vol. 52. P. 779—806.
21. Ben-Jacob E., Becker I., Shapiro Y., Levine H. Bacterial linguistic communication and social intelligence // Trends in Microbiology. 2004. Vol. 12. № 8. P. 366—372.
22. Canolty R. T, Ganguly K., Kennerley St. W., Cadieu Ch. F., Koepsell K., Wallis J.D., Carmena J.M. Oscillatory phase coupling coordinates anatomically dispersed functional cell assemblies // PNAS. 2010. Vol. 107. № 40. P. 17356—17361.
23. Carmena J. M. Oscillatory phase coupling coordinates anatomically dispersed functional cell assemblies // PNAS. 2010, vol.107, pp. 17356—17361.
24. Czaran T., Hoekstra R. Microbial communication, cooperation and cheating: quorum sensing drives the evolution of cooperation in bacteria // PLoS ONE. 2009. Vol. 4. № 8. P. 1—10.
25. Delgado M.R., Frank R.H., Phelps E.A. Perceptions of moral character modulate the neural systems of reward during the trust game // Nature Neuroscience. 2005. Vol. 8, P. 1611—1618.
26. Dumas G., Nadel J., Soussignan R., Martinerie J., Garnero L. Inter-Brain Synchronization during Social Interaction // PLoS ONE. 2010. Vol. 5. № 8. P. 12166.
27. Eldar A. Social conflict drives the evolutionary divergence of quorum sensing // PNAS. 2011. Vol. 108. № 33. P. 13635—13640.
28. Fiegna F., Velicer G.J. Exploitative and hierarchical antagonism in a cooperative bacterium. PLoS Biol. 2005. № 3(11): e370.
29. Fries P. Rhythms for cognition: communication through coherence // Neuron. 2015. Vol. 88. P. 220— 235.
30. Funane T., Kiguchi M., Atsumori H., Sato H., Kubota K., Koizumi H. Synchronous activity of two people’s prefrontal cortices during a cooperative task measured by simultaneous near-infrared spectroscopy // J. Biomed Opt. 2011. Vol. 16. № 7. P. 077011.
31. Hardin G. The tragedy of the commons // Science. 1968. Vol. 162. № 3859. P. 1243—1248.
32. Keller P.E., Novembre G., Hove M.J. Rhythm in joint action: psychological and neurophysiological mechanisms for real-time interpersonal coordination // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2014. Dec 19. № 369. P. 1658.
33. Likens A.D., Amazeen P.G., Stevens R., Galloway T., Gorman J.C. Neural signatures of team coordination are revealed by multifractal analysis // Soc. Neurosci. 2014. V. 9. № 3). P. 219-34.
34. Liu J., Prindle A., Humphries J., Gabalda-Sagarra M., Munehiro A., Lee D.D., Ly San, Garcia-Ojalvo J., Suel G.M. Metabolic co-dependence gives rise to collective oscillations within biofilms // Nature. 2015. Vol. 30. № 523. P. 550—554.
35. Masi E., Ciszak M.,, Santopolo L., Frascella A., Giovannetti L., Marchi E., Viti C., Mancuso S. Electrical spiking in bacterial biofilms // J R Soc Interface. 2015. Jan 6. V. 102. № 12: 20141036
36. Ménoret M., Varnet L., Fargier R., Cheylus A., Curie A., des Portes V., Nazir T.A., Paulignan Y. Neural correlates of non-verbal social interactions: a dual-EEG study // Neuropsychologia. 2014. Mar. № 55. P. 85—97.
37. Štovíček V., Váchová L., Palková Z. Yeast biofilm colony as an orchestrated multicellular organism // Communicative & Integrative Biology. 2012. Vol. 5. № 2. P. 203—205.
38. Von Bronk B., Schaffer S.A., Götz A., Opitz M. 2017. Effects of stochasticity and division of labor in toxin production on two-strain bacterial competition in Escherichia coli // PLoS Biol. May 1. V. 15. № 5: e2001457.

PlumX

Метрики публикации