از باکتری‌های خون‌آشام و باکتری‌های درخشان گرفته تا باکتری‌های مغناطیسی و باکتری‌های الکتریکی، میکروب‌ها ویژگی‌های عجیبی را در طول میلیاردها سال تکامل پیدا کرده‌اند. این حتی کل دسته میکروب‌های معروف به آرکیا را که برای زنده ماندن در برخی از خصمانه‌ترین محیط‌های زمین تکامل یافته‌اند، در نظر نمی‌گیرد. این هفته، ما فقط چند مورد از این میکروب‌های عجیب و غریب و محیط منحصربه‌فردی که در آن رشد می‌کنند را مورد بحث قرار خواهیم داد.
میکروب های عجیب و غریب در هر سه حوزه اصلی زندگی وجود دارد: یوکاریوت ها – حوزه انسان ها، گیاهان و حیوانات – باکتری ها و باستانی ها. عبارت archaea اولین بار در اواخر دهه 1970 برای توصیف میکروب های موجود در چشمه های آب گرم یلوستون استفاده شد. این میکروب ها بسیار شبیه به باکتری ها به نظر می رسیدند، اما از نظر ژنتیکی و بیوشیمیایی کاملاً با هر باکتری شناخته شده متفاوت بودند و می توانستند در آب بسیار داغ رشد کنند. بیشتر موجودات زنده نمی توانند در محیط های بسیار گرم زنده بمانند زیرا پروتئین های آنها پایداری خود را از دست می دهند و با افزایش دما تجزیه می شوند یا دنچر می شوند. برخی از حیوانات، مانند انسان، ممکن است قادر به تحمل طیف گسترده‌تری از دما باشند، زیرا ما سیستم‌های تنظیم حرارت تخصصی داریم – مکانیسم‌هایی مانند تعریق که وقتی محیط بیرون خیلی گرم است، بدن را در دمای خاصی نگه می‌دارد. اما میکروب‌ها آن تجملات را ندارند، بنابراین بیشتر میکروب‌ها نمی‌توانند در دمای بالا دوام بیاورند (به همین دلیل است که پختن گوشت راهی مؤثر برای از بین بردن باکتری‌هایی مانند سالمونلا است).
با این حال، برخی از میکروب‌ها می‌توانند در دماهای بالا (ترموفیل‌ها) و سایر محیط‌های شدید و متخاصم رشد کنند – مانند محیط‌های بسیار شور (هالوفیل)، محیط‌های بسیار اسیدی (اسیدوفیل)، محیط‌های بسیار بازی (آلکیلوفیل) و محیط‌های با فشار بالا (باروفیل‌ها). ). بیشتر اینها اکستروموفیل ها متعلق به حوزه آرکیا است – اگرچه همه اکستروموفیل ها باستانی نیستند و همه باستانی ها اکستروموفیل نیستند. در حالی که آرکیاها ممکن است بسیار شبیه به باکتری ها به نظر برسند، شواهدی وجود دارد که نشان می دهد شباهت های ژنتیکی بیشتری با آنها دارند یوکاریوت ها. مقدار زیادی از مواد شیمیایی تفاوت بین آرکی و باکتری ها به طور مستقیم به توانایی آنها برای زنده ماندن در شرایط سخت کمک می کند. مهمتر از همه، بسیاری از باستانی ها دارند پروتئین ها با سازگاری های خاص که آنها را در این محیط های شدید پایدارتر می کند.
اگرچه بسیاری از گونه‌های باکتری اکستروموفیل نیستند، اما برخی از باکتری‌ها ویژگی‌های عجیب دیگری را اتخاذ کرده‌اند که ممکن است به بقای آنها کمک کند. در ماه فوریه به طور خلاصه بحث کردیم بیولومینسانس در پست ماه تاریخ سیاه ما در مورد امت چاپل. باکتری های بیولومینسانس ویبریو فیشری می تواند روابط همزیستی با مختلف ایجاد کند موجودات دریایی. به عنوان مثال، در ماهی مرکب باباتیل هاوایی مستعمره ای از V. fischeri در یک اندام نوری تخصصی در جبه خود. هر شب ماهی مرکب این نور را به سمت پایین ساطع می کنند، تقلید از نور ماه و ماهی مرکب را از شکارچیانی که در زیر آن کمین کرده اند پوشانده است.
علاوه بر باکتری های درخشان، مواردی نیز وجود دارند که می توانند بخور و برق نفس بکش. باکتری های موجود در جنس ژئوباکتر می تواند الکترون ها را هدایت کند، آنها را از یک باکتری به باکتری دیگر منتقل کند و شبه هادی هایی تشکیل دهد که الکترون ها را به مولکول های زنگ نزدیک منتقل می کند. این رسانایی به باکتری اجازه می دهد تا الکترون های تولید شده در طول تولید ATP را حذف کند. به طور معمول، این الکترون‌ها به مولکول‌های اکسیژن منتقل می‌شوند و به صورت دی‌اکسید کربن «دمیده می‌شوند»، اما باکتری‌های رسانا یاد گرفته‌اند که در یک محیط بدون اکسیژن رشد کنند. علاوه بر باکتری های الکتریکی وجود دارد مغناطیسی باکتری هایی که به میدان های مغناطیسی پاسخ می دهند. این باکتری ها حتی به آن واکنش نشان می دهند میدان مغناطیسی زمین، به آنها اجازه می دهد تا به عنوان قطب نمای میکروسکوپی عمل کنند. این باکتری‌ها با جمع‌آوری مولکول‌های اکسید آهن یا سولفید آهن از محیط، بسته‌بندی این مولکول‌ها در نانوذرات مغناطیسی متراکم و مرتب کردن نانوذرات در زنجیره‌ها، مغناطیسی می‌شوند.
https://www.youtube.com/watch?v=3uUL4ooM6KI
بسیاری از باکتری ها می توانند برای ارگانیسم میزبان بیماری زا یا انگلی باشند، اما تنها چند گونه از باکتری ها شکارچی واقعی در نظر گرفته می شوند. دانشمندان برخی از گونه ها را شناسایی کرده اند “یک خون آشامباکتری هایی که سایر باکتری ها را تعقیب می کنند و آنها را می مکند. این خون آشام های باکتریایی دارای دمی از تاژک هستند که هنگام شکار آنها را به حرکت در می آورد. وقتی آنها به طعمه خود می چسبند، تمام مولکول های مهم را می مکند و یک پوسته خالی باقی می گذارند. باکتری های خون آشام مستقیماً پس از “تغذیه” تکثیر می شوند – در واقع، آنها باید قبل از تولید مثل از طعمه تغذیه کنند. در حالی که باکتری های خون آشام ممکن است کاملا ترسناک به نظر برسند، اما برای انسان و سایر موجودات چند سلولی کاملاً بی ضرر هستند. در واقع، باکتری های خون آشام ممکن است به عنوان ابزاری برای شکست دادن باکتری های بیماری زا مقاوم به آنتی بیوتیک برای انسان مفید باشند.
تا اینجا ما فقط در مورد میکروب‌های پروکاریوتی صحبت کرده‌ایم – هم باکتری‌ها و هم باستانی‌ها پروکاریوت هستند زیرا DNA آنها در یک هسته بسته‌بندی نشده است. اما یوکاریوت ها، قلمرو انسان ها و همه گیاهان و جانوران، شامل میکروب های بسیار جالبی هستند که به عنوان پروتیست ها شناخته می شوند. به عنوان مثال، قالب لجن تک سلولی فیزاروم پلی سفالوم رشد در پیچ و خم رگها در جستجوی غذا. این پروتیست‌های منحصربه‌فرد در واقع چندین هسته دارند که مسئول «تصمیم‌گیری» برای سلول هستند و اطلاعات شیمیایی را در مسیرهای لجن خود به جا می‌گذارند که به آنها کمک می‌کند سریع‌ترین مسیر را برای رسیدن به غذا بدون بازگشت به عقب بیابند. دانشمندان حتی شواهدی یافته اند که نشان می دهد این سلول های قالب می توانند در طول زمان یاد بگیرند و اطلاعات را از طریق همجوشی به سلول های قالب دیگر منتقل کنند. یکی دیگر از پروتست های عجیب گروهی از جلبک های شنای آزاد است که به آن ها می گویند warnowiids. این جلبک تک سلولی عجیب دارای ساختاری به نام اوسلوئید است که تمام اجزای چشم انسان را تقلید می کند. دانشمندان هنوز مطمئن نیستند که این شبه چشم ها واقعا چقدر می توانند “ببینند” و هدف واقعی آنها ممکن است چیست.
این پست وبلاگ تنها بخش کوچکی از دنیای عجیب و غریب و شگفت انگیز میکروب ها را نشان می دهد. در زیر با میکروب عجیب و غریب مورد علاقه خود کامنت بگذارید و ممکن است در پست بعدی آن را پوشش دهیم! پست ماه گذشته را نیز ببینید نوع دلتا و اصول تکامل ویروسی. نظر بدهید یا به ما ایمیل بزنید [email protected] تا نظر خود را در مورد پست این هفته به ما بگویید. و در زیر برای ایمیل های علمی هفتگی مشترک شوید!
