Παραδείγματα Eubacteria
Μερικά παραδείγματα ευβακτηρίων περιλαμβάνουν Streptococcus pneumoniae, τα βακτήρια που ευθύνονται για τον στρεπτόκοκκο λαιμό. Yersinia pestis, πιστεύεται ότι είναι η αιτία του μαύρου θανάτου. Ε. coli , που βρίσκεται στα έντερα κάθε θηλαστικού. και Lactobaccilus , ένα γένος βακτηρίων που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή τυριών και γιαουρτιών. Συνολικά, η περιοχή των ευβακτηρίων αποτελείται από μια διαφορετική ομάδα προκαρυωτικών οργανισμών που βρίσκονται σε όλο τον κόσμο.
Η φυλογενετική ομαδοποίηση των Ευβακτηρίων (Βακτήρια) είναι ένας από τους 3 κύριους τομείς της κλασικής Λιναϊκής ταξινόμησης. Η ενιαία μεγαλύτερη και πιο ποικιλόμορφη ομάδα στο φυλογενετικό δέντρο της ζωής, η περιοχή των ευβακτηρίων αποτελείται εξ ολοκλήρου από προκαρυωτικούς οργανισμούς, μονοκύτταρους οργανισμούς που στερούνται οργανιδίων και πυρήνα συνδεδεμένο με τη μεμβράνη. Τα βακτήρια είναι η αρχαιότερη μορφή ζωής στον πλανήτη και υπάρχουν σχεδόν σε κάθε βιότοπο—δάση, ερήμους, τούνδρες, κάτω από τη θάλασσα, στον φλοιό της Γης. ακόμη και σε ηφαίστεια και πυρηνικά απόβλητα!
Η συντριπτική πλειοψηφία των βακτηρίων είναι άγνωστα σε εμάς. Μέχρι σήμερα, υπάρχουν περίπου 30.000 ονομασμένα είδη βακτηρίων, ωστόσο ορισμένοι βακτηριολόγοι εκτιμούν ότι μπορεί να υπάρχουν έως και ένα δισεκατομμύριο μεμονωμένα είδη βακτηρίων στον πλανήτη. Αποτελώντας την απειροελάχιστα μικρή ομάδα των γνωστών βακτηρίων είναι μερικοί από τους πιο διαφορετικούς και προσαρμοστικούς οργανισμούς στον πλανήτη, με ένα ευρύ φάσμα μορφολογιών, μεταβολισμών, στρατηγικών επιβίωσης και γενετικών μηχανισμών.
Χαρακτηριστικά/Μορφολογία βακτηρίων
Τα βακτήρια παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά το 1676 από τον Ολλανδό μικροβιολόγο Antoine van Leeuwenhoek. Τα πρώτα βακτήρια που παρατηρήθηκαν ήταν σε σχήμα ράβδου, εξ ου και το όνομα βακτήρια που προέρχονται από την ελληνική λέξη «βακτηρίδια " που σημαίνει "ράβδος" ή "προσωπικό". Από την ανακάλυψή τους, έχουν ανακαλυφθεί βακτήρια κάθε είδους μορφολογίας, όπως σφαίρες, ράβδοι και σφιχτά κουλουριασμένες σπείρες και βακτήρια σε σχήμα αστεριού. Τα περισσότερα γνωστά βακτηριακά κύτταρα είναι 0,5-5,0 μm. περίπου το ένα δέκατο του μεγέθους ενός ευκαρυωτικού κυττάρου, ωστόσο μια χούφτα αρκετά μεγάλη ώστε να είναι ορατή με γυμνό μάτι. Όπως τα φυτικά κύτταρα και τα κύτταρα των μυκήτων, τα βακτήρια έχουν σχετικά παχιά κυτταρικά τοιχώματα που καθορίζουν το σχήμα τους. Τα περισσότερα βακτήρια υπάρχουν ως απομονωμένα μεμονωμένα κύτταρα, ωστόσο ορισμένα είναι γνωστό ότι ομαδοποιούνται σε πολυκύτταρες αποικίες.
Τυπικά, τα βακτήρια στερούνται ενδοκυτταρικά οργανίδια όπως μιτοχόνδρια ή κενοτόπια. Τα βακτήρια στερούνται επίσης πυρήνα συνδεδεμένου με μεμβράνη, επομένως οι γενετικές τους πληροφορίες επιπλέουν ελεύθερα στο ενδοκυτταρικό κυτταρόπλασμα. Σε αντίθεση με τους ευκαρυώτες, τα βακτήρια έχουν μόνο ένα μόνο κυκλικό χρωμόσωμα με τη δική τους μοναδική μορφή RNA. Επιπλέον, πολλά βακτήρια έχουν εξωκυτταρικές δομές όπως τα μαστίγια που βοηθούν στην κίνηση, την εύρεση τροφής, τη μεταφορά γενετικών πληροφοριών και την κυτταρική διαίρεση.
Επειδή υπάρχουν σε όλο τον πλανήτη, τα βακτήρια έχουν αναπτύξει έναν αριθμό διαφορετικών μεταβολισμών για να επιβιώσουν στο περιβάλλον τους. Μερικά βακτήρια περιέχουν χλωροπλάστες για φωτοσύνθεση, μερικά είναι ετερότροφα και παίρνουν ενέργεια από το περιβάλλον. Άλλα είναι χημειότροφα που βασίζονται σε χημικές αντιδράσεις για ενέργεια και μερικά καταναλώνουν κυρίως ανόργανες ενώσεις όπως υδρογόνο, μονοξείδιο του άνθρακα ή λίθιο. Ορισμένα βακτήρια είναι ακόμη γνωστό ότι αλλάζουν τον μεταβολικό τους τύπο υπό διακυμάνσεις στο pH, τη θερμοκρασία ή το περιβάλλον.
Τα περισσότερα βακτήρια βασίζονται στη δυαδική σχάση για να αναπαραχθούν. Το βακτηριακό κύτταρο χωρίζεται στα δύο, δημιουργώντας ένα γενετικά πανομοιότυπο αντίγραφο. Ορισμένα βακτήρια μεταφέρουν DNA σε άλλα βακτήρια μέσω της επαφής κυττάρου σε κύτταρο (μερικές φορές ονομάζεται «οριζόντια» μεταφορά γονιδίου), αλλά αυτή η διαδικασία δεν είναι αληθινή σεξουαλική αναπαραγωγή, καθώς δεν περιλαμβάνει την ανταλλαγή γαμετών. Τα βακτήρια τυπικά αναπαράγονται πολύ γρήγορα, πράγμα που σημαίνει ότι ένα μόνο κύτταρο θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια μεγάλη καλλιέργεια σε σύντομο χρονικό διάστημα. Δείχνουν επίσης μια εντυπωσιακή ικανότητα να μεταλλάσσονται γρήγορα για να προσαρμοστούν στο περιβάλλον τους.
Εξέλιξη βακτηρίων
Δεδομένου ότι εμφανίστηκαν πριν από πολύ καιρό, η ακριβής εξελικτική ιστορία των βακτηρίων εξακολουθεί να είναι κάπως μυστήριο. Πιστεύεται ότι τα βακτήρια και τα στενά συνδεδεμένα αρχαία ήταν οι πρώτες μορφές ζωής που εμφανίστηκαν στον πλανήτη πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Εκείνη την εποχή, όλη η ζωή στη Γη αποτελούνταν από μονοκύτταρους οργανισμούς. Πιστεύεται επίσης ότι τα βακτήρια έπαιξαν αναπόσπαστο ρόλο στην εμφάνιση ευκαρυωτικών οργανισμών, καθώς τα ευκαρυωτικά κύτταρα πιθανότατα προέκυψαν ως αποτέλεσμα των προκαρυωτικών βακτηρίων που κατακλύζουν άλλους μονοκύτταρους οργανισμούς, μια εξελικτική θεωρία γνωστή ως ενδοσυμβίωση.
Τα βακτήρια είναι επίσης υπεύθυνα για την εκρηκτική εμφάνιση πολυκυτταρικής ζωής που συνέβη πριν από 600 εκατομμύρια χρόνια. Κατά τη διάρκεια της 3 δισεκατομμυρίων ετών βασιλείας τους στον πλανήτη, τα κυανοβακτήρια στους ωκεανούς της Γης παρήγαγαν μεγάλες ποσότητες οξυγόνου μέσω της φωτοσύνθεσης. Η προκύπτουσα αλλαγή στην ατμόσφαιρα της Γης σε περιβάλλον πλούσιο σε οξυγόνο πυροδότησε το πρώτο γνωστό γεγονός εξαφάνισης κατά το οποίο σχεδόν όλα τα αναερόβια είδη πέθαναν. Οι αντιδράσεις με βάση το οξυγόνο έγιναν ο ακρογωνιαίος λίθος των ζωντανών οργανισμών και μια μεγάλη ποσότητα ενέργειας που παρήχθη από τις αντιδράσεις οξυγόνου επέτρεψε την ταχεία ανάπτυξη πολυκύτταρων ευκαρυωτικών οργανισμών.
Αλληλεπιδράσεις με άλλες μορφές ζωής
Επειδή υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό, τα βακτήρια έχουν αναπτύξει μια σειρά από σχέσεις με άλλους οργανισμούς, που κυμαίνονται από τον συμβιωτικό έως τον παρασιτικό και όλες τις άλλες παραλλαγές στο ενδιάμεσο.
Προφανώς, τα βακτηριακά παθογόνα είναι μια κύρια αιτία ασθενειών και ασθενειών στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Στην πραγματικότητα, μάλλον δεν είναι ανακριβές να πούμε ότι τα βακτήρια έχουν προκαλέσει το θάνατο περισσότερων ανθρώπων στην ιστορία από οποιοδήποτε άλλο φαινόμενο. Τα βακτήρια προκαλούν μια σειρά από λοιμώξεις στον άνθρωπο όπως ο τυφοειδής πυρετός, η βουβωνική πανώλη, η αλλαντίαση, η σύφιλη, η φυματίωση, η πνευμονία, η μηνιγγίτιδα και ο άνθρακας. Παρά τον μακρύ κατάλογο των βακτηρίων επιβλαβών για τον άνθρωπο, η συντριπτική πλειονότητα των βακτηρίων δεν είναι επιβλαβή για τον άνθρωπο, και σε ορισμένες περιπτώσεις ωφέλιμα. Τα βακτήρια στα έντερα του ανθρώπου βοηθούν στη διάσπαση και επεξεργασία των θρεπτικών συστατικών ή στην προστασία του οργανισμού από παθογόνους λοιμώξεις. Για παράδειγμα, το E. coli το βακτήριο βοηθά στην παραγωγή βιταμίνης Κ, απαραίτητης για τη σωστή πήξη του αίματος και τον σχηματισμό οστών, ενώ Streptococci Viridans στο λαιμό αποτρέπει την επώαση μολυσματικών παθογόνων. Οι άνθρωποι έχουν βρει επίσης χρήσεις για βακτήρια, όπως βακτήρια γαλακτικού οξέος, που χρησιμοποιούνται στην παρασκευή τυριού και άλλων προϊόντων που έχουν υποστεί ζύμωση.
Τα βακτήρια έχουν επίσης βρει σπίτι στον κόσμο της βιοτεχνολογίας. Τα βακτήρια αναπτύσσονται γρήγορα και είναι εύκολο να χειριστούν γενετικά. Αλλάζοντας τα γονίδια των βακτηρίων και παρατηρώντας τη συσχετισμένη αλλαγή στον φαινότυπο, οι βιολόγοι μπορούν να χαρτογραφήσουν τις λειτουργίες των γονιδίων, των ενζύμων και των μεταβολικών οδών. Αυτή η γνώση έχει οδηγήσει ακόμη και στη δημιουργία τεχνητών βακτηρίων, με τον δικό τους μοναδικό γενετικό κώδικα. Η τρέχουσα εργασία στη βιοτεχνολογία επιδιώκει την προσαρμογή της μηχανικής βακτηρίων για σκοπούς όπως η διάσπαση πλαστικών, η παραγωγή ινσουλίνης και η απομάκρυνση των απορριμμάτων ορυκτών καυσίμων.
Συνοψίζοντας, τα βακτήρια έχουν μια ιστορική ιστορία και αποτελούν μια από τις μεγαλύτερες και πιο σημαντικές ομάδες ζωντανών οργανισμών. Μια απίστευτα ποικιλόμορφη ομάδα, ήταν η πρώτη μορφή ζωής που αναπτύχθηκε στη Γη και έχουν παίξει σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη και την επιβίωση διαφόρων ειδών. Τα βακτήρια βρίσκονται στην πρώτη γραμμή στη σύγχρονη γενετική μηχανική και οι πιθανές εφαρμογές τους είναι ευρέως διαδεδομένες και εκτεταμένες.
