bakteria

bakteria
Bakterie cholery (Vibrio cholerae) (wtórna mikroskopia elektronowa).  Typowe wymiary to 2-3 mikrometry długości, 0,5 mikrometra grubości.

Bakterie cholery ( Vibrio cholerae ) ( wtórna mikroskopia elektronowa ). Typowe wymiary to 2-3 mikrometry długości, 0,5 mikrometra grubości.

Systematyka
Klasyfikacja : Kreatura
Domena : bakteria
Nazwa naukowa
Bakteria
Haeckela , 1894
Plemiona

Selekcja:
Chlamydiae
Cyanobacteria
Chlorobi
Planctomycetes
Proteobacteria
Firmicutes
Spirochaetes

Helicobacter pylori , powodujący wrzody żołądka (wtórna mikroskopia elektronowa)

Te bakterie (bakterie) ( liczba pojedyncza z bakterii , przestarzały również bakterię , od starożytnego greckiego βακτήριον baktērion „pręty”, Coli również. Bacillus ) tworzą obok eukariontów i archaea jeden z trzech podstawowych dziedzin w którym wszystkie istoty żywe są podzielone.

Bakterie, jak archeonów są komórki prokariotyczne , co oznacza, że ich DNA, nie są zawarte w jądrze komórkowym oddzielone od cytoplazmy przez podwójną błonę jak w komórkach eukariotycznych, ale z nimi, jak i we wszystkich organizmów prokariotycznych, że leży DNA swobodnie w cytoplazmie sprężone w wąską przestrzeń, nukleoid ( odpowiednik jądrowy ).

Nauka i nauczanie bakterii to bakteriologia .

badanie

Bakterie zostały po raz pierwszy zaobserwowane w wodzie i ślinie ludzkiej przez Antoniego van Leeuwenhoeka przy użyciu samodzielnie wykonanego mikroskopu i opisane przez niego w raportach dla Royal Society of London w 1676 roku .

Do końca ubiegłego wieku termin „bakterie” był używany w mikrobiologii dla wszystkich mikroskopijnych, przeważnie jednokomórkowych organizmów , które nie mają prawdziwego jądra i dlatego należą do prokariotów. Dotyczy to jednak również archeonów, które od około 1990 roku są przypisane do odrębnej domeny. W celu odróżnienia go od archeowce termin „prawdziwych bakterii” ( „bakterie właściwe”) lub „na bakterie” użyto w okresie przejściowym do określenia trzech istota żywa domen i naukowych nazw eubakterie i Archaebacteria były stosowane . Eubacteria była niefortunną nazwą, ponieważ istnieje również rodzaj bakterii o nazwie Eubacterium . Dziś dwie domeny prokariontów nazywane są bakteriami i archeonami , trzecią domeną są eukarionty .

Ponad trzysta lat po pierwszym opisie bakterii i pomimo niezliczonych gatunków, które zostały już opisane i skatalogowane, można przyjąć, na podstawie aktualnej wiedzy, że zdecydowana większość (ok. 95 do 99%) wszystkich istniejących gatunków bakterii na naszej planecie nie są ani znane, ani opisane (Status: 2006). Więc zawsze są nowe odkrycia. Jako największą dotychczas znaną bakterię odkryto w 1999 roku: tak zwaną perłę siarkową Namibii, Thiomargarita namibiensis , o maksymalnej średnicy 0,7 mm, widoczną gołym okiem bakterie siarkowe . Bakteria z najmniejszą liczbą genów to Carsonella ruddii . Ma tylko 159 662 par zasad i 182 geny. Ta bakteria nie ma niezbędnych genów, których bakteria potrzebuje do samodzielnego życia. Żyje endosymbiotycznie w wyspecjalizowanych komórkach pcheł liściastych . Bakterią o najmniejszym genomie żyjącą pasożytniczo jest Mycoplasma genitalium z 582 970 par zasad. Bakteria o najmniejszym genomie, która żyje niezależnie, czyli nie jest symbiotyczna ani pasożytnicza, to Pelagibacter ubique i ma około 1,3 miliona par zasad.

nieruchomości

Kształt i rozmiar

Formy i agregaty bakterii (wybór)

Bakterie występują w różnych formach zewnętrznych (przykłady w nawiasach): kuliste tzw. kokcy ( Micrococcus ), cylindryczne tzw. pręciki ( Bacillus , Escherichia ) z mniej lub bardziej zaokrąglonymi końcami, spiralne ( spirilla , krętki ), z łodygami ( Caulobacter ), z wyrostkami ( Hyphomicrobium ), tworzącymi wielokomórkowe włosie ( Caryophanon , Oscillatoria ), tworzące długie, rozgałęzione nitki, tzw. strzępki , które rozgałęziają się i tworzą masę nitkowa zwaną grzybnią ( streptomycetes ), a także struktury z kilkoma nieregularnie ułożonymi komórki ( pleurocapsa ). Bakterie często występują w agregatach: sferyczne łańcuchy ( Streptococcus ), płaskie ułożenie kulistych komórek ( Merismopedia ), regularne trójwymiarowe ułożenie kul ( Sarcina ), pręciki ( Streptobacillus ), pręciki zamknięte w rurkach ( Leptothrix ).

Wielkość bakterii jest bardzo różna: ich średnica wynosi od około 0,1 do 700 µm, u większości znanych gatunków wynosi około 0,6 do 1,0 µm. Ich długość mieści się w większym zakresie: dla pojedynczych komórek od około 0,6 µm (w ziarnach ) do 700 µm strzępki mogą być nawet dłuższe, większość bakterii ma długość od 1 do 5 µm. Objętość większości bakterii jest rzędu 1 µm³. Poza kilkoma wyjątkami pojedyncze komórki bakteryjne nie są widoczne gołym okiem, ponieważ rozdzielczość ludzkiego oka wynosi około 50 µm. Mykoplazmy są szczególnie małe , średnica najmniejszych wynosi około 0,3 µm. Wiele cyjanobakterii jest szczególnie dużych , ich średnica wynosi zwykle od 2 do 8 µm. Największą znaną do tej pory bakterią jest Thiomargarita namibiensis : w przybliżeniu kulista o średnicy 300-700 µm, którą można zobaczyć gołym okiem. Objętość największej bakterii (średnica d ok. 700 µm, objętość kuli = 0,523 · d 3 ) jest ok. 10 miliardów razy większa od objętości najmniejszej (średnica ok. 0,3 µm).

Struktura

Schemat komórki bakteryjnej

Większość bakterii ma ścianę komórkową , wszystkie mają błonę komórkową, która otacza cytoplazmę i rybosomy . DNA jest wolny w cytoplazmie w postaci nici podobne, samoistne Molecule - tzw chromosomie bakteryjnym . Niektóre bakterie mają również dwa chromosomy bakteryjne, na przykład Ralstonia eutropha szczep H16. Często w cytoplazmie znajduje się dalsze DNA w postaci mniejszych, również nitkowatych, samoistnych cząsteczek, plazmidów , które namnażają się niezależnie od chromosomu bakteryjnego i są przekazywane podczas rozmnażania lub mogą być przenoszone z jednego osobnika na drugiego. Genom jelitowych bakterii Escherichia coli, składa się z prawie 4,7 miliona par zasad, których sekwencja jest w pełni znany. Cząsteczka DNA ma około 1,4 milimetra długości, średnicę zaledwie 2 nanometrów i zawiera około 4400 genów . Pomimo swojej długości ponad tysiąc razy większej od średnicy komórki, jest skoncentrowany (nukleoid) na obszarze około połowy średnicy komórki (przypuszczalnie wysoce uporządkowany). Znacznie więcej genomów bakteryjnych jest obecnie w pełni poznanych. Specjalnością bakterii jest także polimeraza RNA . Masz tylko jedną i składa się tylko z 5 podjednostek (α (2x), β, β 'i ω). Z drugiej strony polimeraza RNA archeonów składa się z 11-12 podjednostek, a eukarionty mają kilka polimeraz RNA, które składają się z maksymalnie 12 podjednostek.

Objaśnienia schematu bakteryjnego:

  • Schematycznie pokazano przekrój podłużny bakterii.
  • Nie wszystkie pokazane elementy strukturalne są zawsze obecne we wszystkich bakteriach.
  • Dodaje się zawsze są obecne we wszystkich bakterii: błoną cytoplazmatyczną , cytoplazma , Nukleoid i rybosomów .
  • Tylakoidy (stosowane do fototrofii ) występują w bardzo różnych formach we wszystkich bakteriach fototroficznych, z wyjątkiem chlorobii .
  • Chlorosomy (używane do fototrofii) są obecne w chlorobii.
  • Jeśli ściana komórkowa jest obecna (zdecydowanie większość bakterii), jest cienka u bakterii Gram- ujemnych i gruba u bakterii Gram-dodatnich .
  • Bakterie Gram-ujemne mają inną biomembranę poza ścianą komórkową, tzw. błonę zewnętrzną , której nie pokazano na schemacie na rysunku.
  • O ile występują wici (wici), ich liczba (1 do wielu) i ich rozmieszczenie różnią się w zależności od rodzaju bakterii. Ich długość również jest różna. Są zawsze spiralne.
  • O ile pili są obecne, ich liczba (1 do wielu), długość i rozmieszczenie są różne.
  • Jeżeli błona śluzowa , glikokaliks występuje na zewnątrz ściany komórki, może być różnej grubości, i składa się z różnych substancji śluzowych w zależności od typu bakterii i warunków zewnętrznych.
  • O ile plazmidy są obecne, to ich liczba jest inna.
  • Jeśli pęcherzyki gazowe są obecne, ich wielkość i liczba będzie się różnić w zależności od rodzaju bakterii i okoliczności zewnętrznych.

Sposób życia i reprodukcja

Droga życia

Sposób życia i metabolizm bakterii są bardzo różne. Są bakterie zapotrzebowanie tlenu ( aerobowe bakterie i bakterie tlenowe), dla których tlen jest trucizną obowiązkowo (bakterie beztlenowe lub bezwzględnymi beztlenowcami bakteriami), i które są tolerancyjne na tlen (fakultatywnie beztlenowych). Niektóre bakterie są zdolne do fotosyntezy , czyli fototroficzne , np. sinice (dawniej nazywane także sinicami ) , natomiast większość z nich jest chemotroficzna . Większość chemotrofów jest heterotroficznych , ale niektóre są chemoautotroficzne , a mianowicie litoautotroficzne .

Niektóre bakterie (np. Bacillus ) rozwijają trwałe stadia ( zarodniki ), w których cały metabolizm zostaje zatrzymany. W tym stanie bakterie mogą wytrzymać niekorzystne - nawet ekstremalne - warunki środowiskowe i przetrwać kilka tysięcy lat. Inne rodzaje bakterii opracowały inną strategię i dostosowały swój metabolizm bezpośrednio do ekstremalnych warunków środowiskowych. Są znani jako ekstremofile .

Większość bakterii żyje razem w naturze w postaci biofilmów .

Mnożenie

Bakterie rozmnażają się bezpłciowo poprzez podział komórek . Można tego dokonać przez równy lub nierówny podział poprzeczny (zwłaszcza w przypadku bakterii cylindrycznych, np. w Pseudomonas , Bacillus ), przez pączkowanie (np. w Planctomyces ), przez tworzenie wielu zarodników ( np. w Crenothrix ) lub w inny sposób. Gdy tworzą się endospory , zwykle nie ma zwiększyć, ponieważ przeważnie tylko jeden endospora powstaje na komórkę, a tylko kilka bakterii, na przykład Anaerobacter polyendosporus i Metabacterium , do kilku endospory na komórkę. Całe potomstwo rozmnażające się bezpłciowo ma identyczne genomy i dlatego tworzy klon .

Rozmnażanie w populacji bakterii jest opisane w punkcie wzrostu bakterii .

Transfer genów

Podczas koniugacji bakterie mogą wymieniać między sobą DNA za pomocą tzw. sexpili ( rurek białkowych ) ( przenoszenie genów w poziomie i w pionie ). Używając Sexpili, komórki mogą zbliżać się do siebie, a następnie przenosić DNA (chromosom bakteryjny w całości lub w części oraz plazmidy) z jednej komórki do drugiej przez mostek plazmowy. Ponieważ pilusy nie są bezpośrednio zaangażowane w transmisję DNA, może to mieć miejsce również bez pilusów, jeśli dwie komórki bakteryjne leżą blisko siebie. Ten transfer genów jest praktykowany głównie przez bakterie Gram-ujemne. W przypadku bakterii Gram-dodatnich dominuje mechanizm transdukcji . Tutaj bakteriofagi są używane jako wektor . Transformacja , pobieranie nagiego DNA, jest mało rozpowszechniona.

Ruszaj się

Bakterie zwykle swobodne poruszanie się w ciekłym środowisku płynąc przez rzęski , znany również jako wici, które w odróżnieniu od wici w komórkach eukariotycznych (np pierwotniaki), nie są zbudowane zgodnie z „9 ± 2 wzór”, ale z długim, spiralny , nić białkowa o grubości około 15 do 20 nm . Ponadto wici bakterii nie działają jako siła napędowa, zmieniając swój kształt jak wici eukariontów, ale obracają się jak śmigło. Ruch obrotowy jest generowany na skomplikowanej strukturze podstawowej przez strumień protonów , podobnie jak turbina napędzana strumieniem cieczy lub gazu. Wymagany jest do tego gradient stężenia protonów. Krętki poruszają się obracając się wokół siebie i dzięki swoim spiralnym ciałom do pewnego stopnia wkręcają się w otaczające środowisko. Niektóre bakterie nie poruszają się swobodnie, ale pełzają, na przykład myksobakterie i niektóre cyjanobakterie .

Różne czynniki środowiskowe mogą wpływać na kierunek, w którym poruszają się bakterie. Reakcje te nazywane są fototaksją , chemotaksją (chemotaksja kontra tlen: aerotaksja), mechanotaksją i magnetotaksją .

Hipoteza endosymbiotyczna

Na podstawie badań biochemicznych zakłada się obecnie, że niektóre organelle znalezione w komórkach wielu eukariontów były pierwotnie niezależnymi bakteriami ( teoria endosymbiontów ); wpływa to na chloroplasty i mitochondria . Organelle te charakteryzują się podwójną błoną i zawierają własne koliste DNA, które w zależności od typu może zawierać od 5 do 62 genów. Dowodem na to są wyniki sekwencjonowania rRNA i białek organelli, które wykazują silniejszą homologię z białkami bakteryjnymi niż z eukariontami. Kodony mitochondrium i chloroplastu są również bardziej podobne do wykorzystania kodonów przez bakterie.

znaczenie

Bakterie na i w ludziach

Człowiek składa się z około 10 bilionów (10 13 ) komórek, które wyłoniły się z zapłodnionej komórki jajowej. Ponadto na i w nim jest około dziesięciu razy więcej bakterii.

W ustach człowieka żyje łącznie około 10 10 bakterii .

Przy przeciętnej higienie na ludzkiej skórze jest około stu razy więcej bakterii, czyli łącznie około bilionów, ale rozłożone bardzo różnie: na biednych jest ich tylko kilka tysięcy, w bardziej tłustych obszarach, takich jak czoło kilka milionów i w wilgotnych regionach, takich jak Pachy, miliardy na centymetr kwadratowy. Tam żywią się około dziesięcioma miliardami płatków skóry, które są uwalniane każdego dnia, oraz minerałami i lipidami wydzielanymi z porów skóry.

W przewodzie pokarmowym, zwłaszcza w jelicie grubym, żyje 99% wszystkich drobnoustrojów żyjących w i na ciele człowieka, czyli ponad 10 14 z co najmniej 400 różnymi gatunkami, w tym głównie bakteriami. Tam tworzą florę jelitową .

Nawet w płucach zdrowych ludzi odkryto ostatnio 128 rodzajów bakterii w wyniku nowej metody badawczej w ramach projektu mikrobiomu (około 2007 r.). Do tego czasu mikrobiolodzy nigdy nie byli w stanie odtworzyć bakterii z płuc w laboratorium. Dlatego uważano, że płuca są sterylne.

Biotechnologia

Zdolność dużej liczby bakterii do wytwarzania substancji ważnych dla człowieka, takich jak antybiotyki i enzymy, jest wykorzystywana na wiele sposobów w biotechnologii . Oprócz klasycznych procesów produkcji żywności i chemicznej ( biały biotechnologicznych , zwłaszcza bioetanolu , kwasu octowego , kwasu mlekowego , aceton ), ich zdolności do usuwania odpadów problematyczne i do wytwarzania leków (zwłaszcza antybiotyki , insuliny ) są wykorzystywane. Przede wszystkim Escherichia coli i różne rodzaje Clostridia , Corynebacterium , Lactobacillus , Acetobacter i duża liczba innych bakterii odgrywają rolę, czyniąc ich metabolizm szczególnie użytecznym.

W tym celu przydatne części genomu niektórych bakterii są często wszczepiane do genomu bakterii łatwych w utrzymaniu, hodowli i w dużej mierze nieszkodliwych, takich jak Escherichia coli ( manipulacja genetyczna ).

ewolucja

Bakterie mogą wymieniać między sobą geny, nawet ponad granicami gatunkowymi, a nawet włączać do własnego DNA fragmenty kopalnego DNA, które występują w ich środowisku . W tym kontekście powstał nowy termin: ewolucja anachroniczna , ewolucja także ponad granicami czasu.

lekarstwo

Bakterie odgrywają ważną rolę w ludzkim ciele. W jelicie człowieka żyje duża liczba bakterii, które razem tworzą florę jelitową przewodu pokarmowego . Skóry zdrowych ludzi jest skolonizowana przez nieszkodliwych bakterii, które tworzą florę skóry . Szczególnie dużo bakterii znajduje się na zębach. Ale bakterie mogą również działać jako patogeny . Niektóre bakterie powodują ropne infekcje ran ( infekcje ), posocznicę (zatrucie krwi) lub stany zapalne narządów (np. zapalenie pęcherza moczowego lub zapalenie płuc ). Aby zapobiec tym chorobom, higiena , specjalność medycyny, opracowała dwie metody zwalczania bakterii:

Sterylizacja to proces, za pomocą którego sterylizuje się wyroby i materiały medyczne.

Dezynfekcja to proces, który znacznie zmniejsza liczbę bakterii na skórze lub przedmiotach (np. za pomocą środków do dezynfekcji rąk ).

Gdy bakterie wniknęły do ​​organizmu i wywołały infekcję, antybiotyki są obecnie skutecznym środkiem zwalczania bakterii, na przykład penicylin , które są wytwarzane przez grzyby z rodzaju Penicillium . Penicylina zaburza syntezę ściany komórkowej bakterii, więc działa tylko przeciwko rosnącym bakteriom. Jednak z biegiem czasu niektóre bakterie wypracowały skuteczną ochronę przed wieloma antybiotykami. Dlatego bakterie są badane w laboratoriach mikrobiologicznych i przeprowadzany jest test odporności . Podczas leczenia antybiotykami należy zauważyć, że nie tylko bakterie chorobotwórcze (powodujące chorobę), ale także bakterie mutualistyczne (użyteczne) mogą zostać zakłócone lub zabite przez lek. Może to prowadzić do tego, że początkowo niewielka liczba bakterii z gatunku Clostridium difficile bytujących w jelicie , które są naturalnie oporne na wiele antybiotyków, zdobywają przewagę w jelicie i powodują ciężką biegunkę.

Odporność na antybiotyki mogą być naturalne lub wynikiem mutacji być. Aby to udowodnić, biolodzy Max Delbrück i Salvador Edward Luria rozwinął się badanie fluktuacji .

Starszą metodą lekarzy w walce z infekcjami bakteryjnymi jest operacja z otwarciem i oczyszczeniem ropy, według starożytnego łacińskiego chirurga mówiącego „Ubi pus, ibi evacua” – po niemiecku: „Gdzie jest ropa, opróżnij ją”. W przypadku większych ognisk ropnych ta metoda w połączeniu z podawaniem antybiotyków jest znacznie skuteczniejsza niż stosowanie samych antybiotyków.

ekologia

Wiele bakterii glebowych, które działają jak destruktory lub udostępniają roślinom sole odżywcze , są niezbędne w ważnych cyklach geochemicznych materiałów .

Tak zwane cyjanobakterie tworzą dużą grupę bakterii. Ponieważ są prokariotami, nie należą do grupy glonów. Przeprowadzają fotosyntezę i dlatego są niezależne od żywności ekologicznej, ale potrzebują światła do dostarczania energii. Wraz z zielonych alg (Chlorophyta), a inne grupy glonów, tworzą się fitoplanktonu w oceanach i słodkiej , a tym samym źródłem pożywienia wielu ekosystemu .

Specjalne bakterie występują jako symbionty w jelicie lub innych narządach wielu żywych istot i biorą udział w trawieniu i innych procesach fizjologicznych. Najbardziej znanymi przedstawicielami tej grupy są Escherichia coli i enterokoki . Ale beztlenowe bifidobakterie są również częścią tego. Podczas gdy te bakterie działają jak symbionty, inne bakterie powodują choroby zakaźne u ludzi, zwierząt i roślin ( bakterioza ).

Klasyfikacja

System filogenetyczny

Drzewo filogenetyczne bakterii, w którym 16S z porównania sekwencji zasad rRNA wynika

Filogenetyczne Klasyfikacja na podstawie cech morfologicznych i metabolicznych fizjologicznych zwykle nie jest to możliwe dla bakterii, musi ona bazować na strukturę molekularną tych organizmów. Klasyfikacja odbywa się głównie za pomocą markerów filogenetycznych. Takimi markerami są makrocząsteczki komórkowe, których skład zmienia się coraz bardziej wraz ze zmniejszaniem się stopnia powiązania między różnymi organizmami. Podjednostka 16S rybosomalnego RNA jest obecnie jedną z najważniejszych cząsteczek tego typu . Sekwencja zasad tego RNA mówi się odzwierciedlać rzeczywiste ewolucyjnych związków pomiędzy organizmami.

System filogenetyczny bakterii obecnie akceptowany przez większość bakteriologów jest opisany w Taxonomic Outline of the Bacteria and Archaea , który również klasyfikuje archeony.

Drzewo genealogiczne życia oparte na białkach rybosomalnych . Domena bakterii podzielona jest na dwie grupy: z jednej strony resuscytację krążeniowo-oddechową z bakteriami gospodarza, az drugiej wszystkie konwencjonalne typy bakterii.

Jednak różnorodność bakteryjnych form życia jest znacznie większa niż reprezentuje ten system. Na podstawie znanych do tej pory sekwencji 16S rRNA podejrzewa się ponad 50 różnych typów bakterii . Istnienie tego typu przewiduje się na podstawie analiz metagenomicznych na podstawie dużych grup pewnych sekwencji rRNA, które wielokrotnie pojawiają się w próbkach środowiskowych , w szczególności w proponowanych Superphylum Patescibacteria (syn. Candidate Phyla Radiation , CPR). Jednak do tej pory możliwe było hodowanie tylko izolowanych bakterii z tego typu, takich jak na przykład Saccharibacteria (alias TM7).Nawet wśród znanych grup bakterii istnieje wiele gałęzi, które zostały zaproponowane w całości lub w przeważającej części na podstawa metagenomiki, np. Rokubacteria / NC10 (związane z Acidobacteria ).

Systemy „klasyczne”

Zanim można było stworzyć systemy oparte na filogenezie, trzeba było polegać na cechach, które z trudem pozwalały na określenie naturalnych, filogenetycznych relacji. Powszechnie obecnie stosowane cechy biologii molekularnej, które są wymagane do określenia związków filogenetycznych, nie mogły zostać określone metodami dostępnymi w tamtym czasie. Poniższy system jest przykładem przestarzałych („klasycznych”) systemów. Prokariota ("Schizophyta") utworzyły podział roślin. Nawet dzisiaj zbiorowisko bakterii występujące w biotopie bywa nazywane „ florą bakteryjną ”.

Departament Schizophyta ("rośliny rozszczepialne", obejmuje wszystkie prokariota = "Anucleobionta")

Bakterie klasy (bakterie = „grzyby rozszczepione”)
Zamów Eubacteriales (jednokomórkowe nierozgałęzione bakterie)
Rodzina Coccaceae (bakterie sferoidalne)
Rodzina Bacteriaceae (bakterie w kształcie pałeczek bez zarodników)
Rodzina Bacillaceae (bakterie w kształcie pręcików z zarodnikami)
Rodzina Spirillaceae ("bakterie śrubowe", spiralne)
Zamów Chlamydobacteriales (bakterie nitki w probówkach „pochew”)
Zamów Mycobacteriales (bakterie w kształcie pręcików z gałęziami, bakterie tworzące grzybnie „grzyby promieniowe”)
Zamów Myxobacteriales („bakterie śluzu”, jednokomórkowe bakterie tworzące rój)
Zamów Spirochaetales (elastyczne, spiralne bakterie z aktywną zmianą kształtu)
Klasa Sinice ("sinice", "algi rozszczepione")
Zamów Chroococcales (jednokomórkowe, bez zarodników)
Zamów Chamaesiphonales (jednokomórkowe lub nitkowate, z zarodnikami)
Zamówienie Hormogonales (nitkowate, z hormonami, często heterocystami)

Podział praktyczny

Cocci - Spirilla - Bacilli

Ze względów praktycznych bakterie są czasami podzielone według ich kształtu i organizacji w oparciu o wcześniejsze „klasyczne” systemy. Bakterie kuliste nazywane są cocci , bakterie wydłużone, cylindryczne to prątki i spiralne, bakterie spiralne to spirale lub krętki . Te podstawowe formy mogą występować pojedynczo lub łączyć się, tworząc typowe formy (ziarniaki sterty = gronkowce , ziarniaki łańcuchowe = paciorkowce , ziarniaki podwójne = diplokoki ). Ponadto bakterie pręcikowe w szczególności często tworzą jedną lub więcej wici , za pomocą których mogą się poruszać. Wyróżniającymi cechami są liczba i układ wici. Niektóre bakterie tworzą błony śluzowe, „kapsułki” i inne rodzaje zarodników . Ważny dla podziału jest również sposób życia, zwłaszcza typ metaboliczny, a także możliwość wybarwienia bakterii w określony sposób. Tak zwane barwienie Grama (wprowadzone przez duńskiego bakteriologa Grama) pozwala na wyciągnięcie wniosków na temat składu i struktury ściany komórkowej ; tak zwane bakterie gram-dodatnie prawdopodobnie tworzą nawet naturalną grupę rodzinną, takson monofiletyczny .

Serologicznie rozróżnialne odmiany bakterii nazywane są serotypami .

Najstarsza bakteria

Od 2000 roku bakteria, której wiek szacuje się na 250 milionów lat, jest uważana za najstarszą żyjącą istotę na ziemi. Mikroorganizm o obecnej nazwie „Bacillus permians” został odkryty w laboratorium na Uniwersytecie West Chester w Pensylwanii przez badaczy kierowanych przez Russella H. Vreelanda . W pożywce bakteria rozwinęła aktywność. Został on odzyskany z odwiertów w jaskini niedaleko Carlsbad (Nowy Meksyk) , która została wykorzystana do zbadania możliwego składowiska odpadów nuklearnych. Przetrwał wieki w większym krysztale soli z niewielką ilością solanki na głębokości 2000 stóp (609 metrów).

Zespół badawczy poinformował o swoim odkryciu w brytyjskim czasopiśmie naukowym Nature 19 października 2000 roku. Odkrycie to wywołało nowe refleksje na temat pochodzenia życia we wszechświecie. Tak długa żywotność tego organizmu pozwoliłaby mu pokonywać ogromne odległości w kosmosie i zwiększać prawdopodobieństwo panspermii . Wygląda na to, że kluczem do tego mogą być zarodniki . Bakterie i drożdże mogą tak bardzo ograniczać swoje funkcje w złych czasach, że stają się stabilną elastyczną strukturą. Takie zarodniki zostały już wskrzeszone ze 118-letnich puszek po mięsie i 166-letnich butelek po piwie.

Trasa reanimacji najstarszej żywej istoty znanej od 1995 roku była bardziej skomplikowana. Ożywiono tu zarodniki bakterii mające około 25 do 40 milionów lat. Pochodziły z pszczoły zamkniętej w bursztynie dominikańskim .

Inni badacze zajęli stanowisko wobec odkrycia swoich kolegów i zwrócili uwagę, że doniesienia o odkryciach starożytnych bakterii w świątyniach skalnych, węglowych lub starożytnych Egipcjach nie wytrzymały jeszcze naukowej analizy. Jednak Russell H. Vreeland uważa, że tak długi okres użytkowania był symulowany jedynie przez zanieczyszczenie niedawnymi bakteriami.

literatura

Książki

  • Martin Dworkin, Stanley Falkow, Eugene Rosenberg, Karl-Heinz Schleifer, Erko Stackebrandt (red.): Prokarionty, podręcznik biologii bakterii . 7 tomów, wydanie 3, Springer-Verlag, New York i in. O., 2006, ISBN 0-387-30740-0 . Obejmuje również archeony.
  • Joseph W. Lengeler, Gerhart Drews , Hans G. Schlegel (red.): Biologia prokariontów . Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1999, ISBN 3-13-108411-1 . Obejmuje również archeony.
  • Michael T. Madigan, John M. Martinko, Paul V. Dunlop, David P. Clark: Brock - Biology of microorganisms , 12. Ed. (Pearson International Edition), Pearson, Benjamin Cummings, Pearson Education, Inc., San Francisco i in. 2009, ISBN 978-0-321-53615-0 . Obszerny podręcznik, obejmuje również inne drobnoustroje.
  • Michael T. Madigan, John M. Martinko: Brock - Mikrobiologie , 11. wydanie poprawione, Pearson Studium, Monachium 2006, ISBN 3-8273-7187-2 . Tłumaczenie Brock - Biology of microorganisms 11. ed. Na niemiecki, obejmuje również inne mikroorganizmy.
  • Betsey Dexter Dyer: przewodnik po bakteriach . Cornell University Press, Ithaca NY, USA 2003, ISBN 0-8014-8854-0 (karton), ISBN 0-8014-3902-7 (len). Obserwacje w terenie obejmują również Archaea.
  • Karl Bernhard Lehmann & Rudolf Otto Neumann : Atlas i zarys bakteriologii oraz podręcznik specjalnej diagnostyki bakteriologicznej . Lehmann, Monachium 1896. Klasyczny (nieaktualny) podręcznik ze szczególnym uwzględnieniem bakteriologii medycznej.

Eseje

linki internetowe

Wikisłownik: Bakterie  - wyjaśnienia znaczeń, pochodzenie słów, synonimy, tłumaczenia
Commons : Bakterie  - kolekcja zdjęć, filmów i plików audio

Indywidualne dowody

  1. ^ Carl R. Woese, Otto Kandler, Mark L. Wheelis: W kierunku naturalnego systemu organizmów: Propozycja domen Archea, Bakterie i Eucarya . W: Proceedings of the National Academy of Science, USA . Vol. 87, 1990, s. 4576-4579.
  2. Bild der Wissenschaft , 1/2007, s. 9.
  3. ^ Dorion Sagan, Lynn Margulis: Ogród rozkoszy drobnoustrojów: praktyczny przewodnik po niewidzialnym świecie . Kendall / Hunt Publishing Company, Dubuque, Iowa 1993.
  4. Jak mikroby nas bronią i definiują . W: New York Times , dostęp 25 października 2019 r.
  5. Lucian Haas: Bakterie mogą włączać do swojego genomu fragmenty skamieniałego DNA . Deutschlandfunk , Wiadomości badawcze , 21 listopada 2013 r.
  6. ^ Zarys taksonomiczny bakterii i archeonów
  7. George M. Garrity, Timothy G. Lilburn, James R. Cole, Scott H. Harrison, Jean Euzéby, Brian J. Tindall: Zarys taksonomiczny bakterii i archeonów . Wersja 7.7, 6 marca 2007 r., Rada Powiernicza Uniwersytetu Stanowego Michigan, taxonomicoutline.org.
  8. Odkryto dwie główne grupy drobnoustrojów, które nie mogą oddychać – mogą poprzedzać ewolucję oddychania , na: SciTechDaily od 31 sierpnia 2020 r., źródło: BIGELOW LABORATORY FOR OCEAN SCIENCES
  9. Jacob P. Beam, Eric D. Becraft, Julia M. Brown, Frederik Schulz, Jessica K. Jarett, Oliver Bezuidt, Nicole J. Poulton, Kayla Clark, Peter F. Dunfield, Nikolai V. Ravin, John R. Spear, Brian P. Hedlund, Konstantinos A. Kormas, Stefan M. Sievert, Mostafa S. Elshahed, Hazel A. Barton, Matthew B. Stott, Jonathan A. Eisen, Duane P. Moser, Tullis C. Onstott, Tanja Woyke, Ramunas Stepanauskas : Ancestral Absence of Electron Transport Chains in Patescibacteria and DPANN , w: Frontiers in Microbiology, tom 11, 2020, doi: 10.3389 / fmicb.2020.01848
  10. X. He, J.S. McLean, A. Edlund, S. Yooseph, A.P. Hall, S.Y. Liu i in. : Hodowla filotypu TM7 związanego z człowiekiem ujawnia zredukowany genom i epibiotyczny pasożytniczy styl życia, w: Proc. Natl. Acad. Nauka. USA 112, 2015, s. 244–249, doi: 10.1073 / pnas.1419038112
  11. ^ Hans Fitting, Walter Schumacher, Richard Harder, Franz Firbas: Podręcznik botaniki dla uniwersytetów . Założona przez E. Strasburgera, F. Nolla, H. Schenka i AFW Schimper. Wydanie 25. Piscator, Stuttgart 1951, s. 295-301.
  12. ↑ Powołana do życia pierwotna bakteria . Spiegel Online , 18 października 2000; Źródło 3 grudnia 2010.
  13. ^ Prehistoryczne bakterie wskrzeszone z zakopanej soli . W: Science News Online, 6 grudnia 1999, dostęp 3 grudnia 2010.
  14. RH Vreeland, WDRosenzweig, DW Powers: Izolacja bakterii liczącej 250 milionów lat z pierwotnego kryształu soli . W: Natura , 407, 2000, s. 897-900.
  15. The Economist (red.): Kolonizacja galaktyki jest trudna. Dlaczego zamiast tego nie wysłać bakterii? 12 kwietnia 2018, ISSN  0013-0613 ( economist.com [dostęp 24 kwietnia 2020]).
  16. Hibernacja Hardcore . naturenews z 19 października 2000, dostęp 3 grudnia 2010.
  17. RJ Cano, M. Borucki: Odrodzenie i identyfikacja przetrwalników bakteryjnych w bursztynie dominikańskim sprzed 25 do 40 milionów lat . W: Science , 268, 1995, s. 1060-1064.
  18. Żyje ... po 250 milionach lat . BBC News z 18 października 2000, dostęp 3 grudnia 2010.
  19. Bakterie permskie, których nie ma . Oksfordzkie czasopisma. 15 lutego 2001 . Źródło 29 listopada 2020 .
  20. ^ Wiosłuj nad pradawnymi bakteriami . BBC News z 7 czerwca 2001, udostępniono 3 grudnia 2010.