بكتيريا جديدة بحجم وشكل سجل حجم رموش العين تقريبًا

بالتشبث بالحطام الغارق في غابات المنغروف البحرية الضحلة في منطقة البحر الكاريبي الفرنسية ، فقد حازت الكائنات الدقيقة الشبيهة بالخيوط – المرئية تمامًا بالعين المجردة – على لقب أكبر بكتيريا معروفة على الإطلاق.

يبلغ طولها حوالي سنتيمتر واحد ، وهي بحجم وشكل رمش بشري تقريبًا ، وتتغلب على المنافسة بنحو 5000 ضعف حجم البكتيريا المتنوعة في الحديقة و 50 ضعف حجم البكتيريا التي كانت تعتبر عملاقة في السابق. من الناحية البشرية ، هذا يشبه رؤية شخص بطول جبل إفرست.

اكتشف أوليفييه جروس ، عالم الأحياء بجامعة جزر الأنتيل ، بدائيات النوى في عام 2009 ، ولاحظ أنها تتأرجح بلطف في المياه الغنية بالكبريت بين أشجار المانغروف في أرخبيل جوادلوب. وقال جروس في إيجاز صحفي إن البكتيريا تشبثت بالأوراق والفروع وقشور المحار والزجاجات التي غرقت في المستنقع المداري.

اعتقد هو وزملاؤه في البداية أنها قد تكون كائنات حقيقية النواة معقدة أو ربما سلسلة من الكائنات الحية المرتبطة. لكن سنوات من البحث الجيني والجزيئي كشفت أن كل سلسلة هي ، في الواقع ، خلية بكتيرية شاهقة ، مرتبطة جينيًا ببكتيريا أخرى مؤكسدة للكبريت. قال جان ماري فولاند ، عالم الأحياء الدقيقة في معهد الجينوم المشترك في بيركلي ، كاليفورنيا ، في المؤتمر الصحفي: “بالطبع ، كانت هذه مفاجأة كبيرة”.

نشر جروس وزملاؤه هذا الأسبوع مقالة في Science توضح كل ما تعلموه حول البكتيريا الجديدة الهائلة ، والتي أطلقوا عليها اسم Candidatus (كاليفورنيا) Thiomargarita Magnifica.

تعمل النتائج التي توصلوا إليها على توسيع فهمنا للتنوع الميكروبي بطرق لم يظن علماء الأحياء الدقيقة أنها ممكنة. افترض العلماء سابقًا أن حجم البكتيريا سيكون محدودًا بعدة عوامل ، بما في ذلك الافتقار إلى أنظمة النقل داخل الخلايا ، والاعتماد على الانتشار الكيميائي غير الفعال ، ونسبة السطح إلى الحجم اللازمة لتلبية احتياجات الطاقة. ومع ذلك ، فإن حجم واحد كاليفورنيا. T. ماجنيفيكا قال فولاند إن الخلية أعلى مرتين على الأقل من حيث الحجم من الحد الأقصى المتوقع الذي يمكن للبكتيريا تحقيقه نظريًا.

ما زال فولاند وجروس وزملاؤه يتعلمون كيف – ولماذا بالضبط –كاليفورنيا. T. ماجنيفيكا يدير حجمه الهائل. لكن ، حتى الآن ، من الواضح ذلك كاليفورنيا. T. ماجنيفيكا يؤكسد كبريتيد الهيدروجين من بيئته الغنية بالكبريت ويقلل من النترات. حوالي 75 في المائة من حجم الخلية عبارة عن كيس من النترات المخزنة. يسحق الكيس ضد غلاف الخلية ، مما يحد من العمق الذي تحتاجه المغذيات والجزيئات الأخرى لتنتشر.

بينما تميل البكتيريا إلى امتلاك حمض نووي طافي ، كاليفورنيا. T. ماجنيفيكا يبدو أن لديها أكثر من نصف مليون نسخة من جينومها مجمعة في العديد من الحجرات المربوطة بالغشاء والتي أطلق عليها الباحثون اسم البيبينز ، بعد البذور الصغيرة في الفاكهة. يمكن أن يسمح توزيع البيبينات عبر الحواف الخارجية للبكتيريا بإنتاج البروتين الموضعي ، مما يلغي الحاجة إلى نقل البروتينات لمسافات طويلة.

الخطوة التالية لدراسة هذه البكتيريا العملاقة هي أن يكتشف العلماء كيفية زرعها في المختبرات. في الوقت الحالي ، جمع الباحثون عينات جديدة من غابات المنغروف في كل مرة تنفد فيها. ولكن ، كان هذا أمرًا صعبًا حيث يبدو أن لديهم دورة حياة غامضة أو موسمية. خلال الشهرين الماضيين ، لم يتمكن Gros من العثور على أي منها. قال: “لا أعرف أين هم”.