Βακτήριο

Το βακτήριο Pseudomonas aeruginosa σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης.

Τα βακτηριόφυτα , λεγόμενα και σχιζομύκητες, ευρύτερα γνωστά ως βακτήρια είναι μικροσκοπικοί, μονοκύτταροι (σπάνια πολυκύτταροι), προκαρυωτικοί οργανισμοί, που συναντούνται σε κάθε είδους βιότοπο και σε πολύ μεγάλους αριθμούς, όπως σε δισεκατομμύρια ανά γραμμάριο γόνιμου κηποχώματος ή σε εκατομμύρια σε μια σταγόνα σάλιου. Μερικά εξ αυτών είναι αυτότροφα και περιέχουν βακτηριοχλωροφύλλες και βακτηριοβιριδίνη εκτελώντας αναεροβική φωτοσύνθεση. Τη μορφή και τη δράση των βακτηρίων μελετά η Βακτηριολογία.

Το όνομα «βακτήρια» (λιγότερο ορθά βακτηρίδια), που έχει καταστεί διεθνής όρος, προέρχεται από την αρχαία ελληνική λέξη βακτηρία (δηλαδή ράβδος, μπαστούνι), λόγω του σχήματος που είχαν οι πρώτοι εξ αυτών παρατηρηθέντες μικροοργανισμοί. Στην νεότερη ελληνική γραμματεία ο όρος αυτός εισήχθη ως «βακτηρίδια» το 1879 από τον Γεώργιο Καραμήτσα.

Μορφολογία

Διάφοροι τύποι μορφολογίας βακτηρίων

Τα βακτήρια αποτελούνται κατά μονάδα από ένα κύτταρο και μπορεί να εμφανίζονται με διάφορα σχήματα όπως:

• Σφαιρικό (χαρακτηρίζονται ως κόκκοι)
• Ραβδοειδές (χαρακτηρίζονται ως βάκιλλοι)
• Σπειροειδές (χαρακτηρίζονται ως σπειρίλια)
• Καμπυλόγραμμες ράβδοι (χαρακτηρίζονται ως δονάκια).

Σε μερικά είδη τα κύτταρα διακλαδίζονται ενώ σε άλλα ενώνονται μεταξύ τους σχηματίζοντας νήματα. Πολλά βακτήρια παραμένουν ακίνητα ενώ άλλα σε ορισμένα στάδια της εξέλιξής τους βγάζουν τρυφερά μαστίγια με τα οποία πλέουν γρήγορα μέσα στο νερό. Τα μαστίγια αυτά είτε είναι μεμονωμένα, πολικά τοποθετημένα στο άκρο του βακτηρίου, οπότε τα βακτήρια αυτά ονομάζονται μονότριχα, είτε καλύπτουν όλη την επιφάνειά τους οπότε και καλούνται περίτριχα, μπορεί ακόμα και να σχηματίζονται σ΄ ένα μέρος της επιφάνειας ως θύσανος καλούμενα εξ αυτού λοφότριχα.

Μέγεθος

Οι διαστάσεις των βακτηρίων μετριούνται σε μικρόμετρα, (μm), (εκατομμυριοστά του μέτρου, ή χιλιοστά του χιλιοστομέτρου), κατά συνέπεια είναι ορατά μόνο με μικροσκόπιο. Πρόκειται για τους μικρότερους μονοκύτταρους οργανισμούς μεταξύ των εμβίων όντων της Φύσης, μετά από τους ιούς και τις συγγενικές ρικέτσιες. Απαντώνται σε οποιοδήποτε περιβάλλον, από τους πάγους των πολικών περιοχών μέχρι τις ερήμους των τροπικών περιοχών και από τις κορυφές των υψηλότερων βουνών μέχρι τα βάθη των ωκεανών. Εντοπίζονται πάνω στα σώματα ζώων και φυτών καθώς και στο έδαφος.

Τα περισσότερα βακτήρια χαρακτηρίζονται ενεργά όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι μεγαλύτερη των +5 °C, με εξαίρεση κάποια θαλάσσια και εδαφικά που παραμένουν ενεργά γύρω στους 0 °C, ή λίγο χαμηλότερα. Τα βακτήρια, γενικά, εμφανίζουν αξιοσημείωτο εύρος ιδανικής θερμοκρασίας ανάπτυξης, ανάλογα με το φύλο τους. Το γένος Aquifex (υποχρεωτικώς χημειολιθοτροφικό), για παράδειγμα, εμφανίζει άριστη θερμοκρασία ανάπτυξης τους 85 °C, ενώ μπορεί να αναπτυχθεί μέχρι και τους 95 °C.

Σε ακραίες θερμοκρασίες ή υπό την επίδραση ακτινοβολιών και άλλων ιδιαίτερα βλαβερών περιβαλλοντικών παραγόντων ορισμένα γένη βακτηρίων σχηματίζουν ανθεκτικές, μη αναπαραγωγικές δομές, τα ενδοσπόρια.

Κυτταρική δομή

Δομή ενός τυπικού βακτηριδίου

Τα βακτήρια έχουν πολύ απλή κυτταρική δομή. Η κυτταρική μεμβράνη τους αποτελείται από ημικυτταρίνες ή πηκτινοειδείς ουσίες, συνεπώς δεν υφίσταται τυπικά κυτταρικός πυρήνας καθώς και σύνθετα οργανίδια. Αυτή η κυτταρική μεμβράνη των βακτηρίων περιβάλλεται από το κυτταρικό τοίχωμα, που είναι το κοινό χαρακτηριστικό όλων των βακτηρίων, εκτός των εκπροσώπων της τάξης Mollucutes (Bacteria > Firmicutes > Mollucutes).
Το DNA τους οργανώνεται σε πυρηνοειδές, χωρίς πυρηνική μεμβράνη και χωρίς σχηματισμό χρωμοσωμάτων. Πολλά βακτήρια περιέχουν επιπλέον πλασμίδια, δηλαδή μικρά, αυτόνομα κυκλικά μόρια DNA. Η ικανότητα των πλασμιδίων να μεταφέρονται από το ένα βακτήριο στο άλλο, προσθέτοντάς του έτσι νέες ιδιότητες, έχει τεράστια σημασία στην ανάπτυξη παθογονικότητας και ανθεκτικότητας σε αντιβιοτικά από βακτηριακά στελέχη· έχει επίσης βρει θεαματικές εφαρμογές στην «Τεχνολογία του Ανασυνδυασμένου DNA» (γενετική μηχανική).

Ταξινόμηση βακτηρίων

Για την ταξινόμηση των βακτηρίων λαμβάνονται υπόψη διάφορα χαρακτηριστικά τους όπως: το σχήμα, το μέγεθος, η δυνατότητα σχηματισμού αποικίας, το είδος της τροφής, τα προϊόντα του μεταβολισμού, οι αντιδράσεις, η αντιγονική σύνθεσή τους καθώς και ο βαθμός ανοχής στην περιβαλλοντική αλλαγή. Ένας κλασικός, πλέον, τρόπος χαρακτηρισμού των βακτηρίων βασίζεται στη δομή του κυτταρικού τους τοιχώματος και περιλαμβάνει την χρήση της τεχνικής της χρώσης κατά Γκραμ, οπότε τα βακτήρια χαρακτηρίζονται ως αρνητικά ή θετικά κατά Γκραμ. Το πλέον διαφοροποιημένο και μεγαλύτερο φύλο αρνητικών κατά Γκραμ βακτηρίων είναι αυτό των πρωτεοβακτηρίων, που παρουσιάζουν ευρύτατη μεταβολική ποικιλομορφία και περιλαμβάνουν πέντε ομάδες που προσδιορίζονται με τα γράμματα α, β, γ, δ και ε.

Στο βασίλειο των φυτών

Αρχικά, τα βακτήρια κατατάσσονταν στο βασίλειο των φυτών, στην ομοταξία των Σχιζομυκήτων, σε δέκα τάξεις με βασικά κριτήρια το σχήμα και την ακαμψία του βακτηριακού κυττάρου, την ικανότητά του προς κίνηση και την ικανότητα αυτών να συναθροίζονται σε αλυσίδες (ή βότρυς) ειδικού σχήματος, παράλληλα με τα φυσιολογικά χαρακτηριστικά τους. Οι τάξεις των βακτηρίων, το 1957 , ήταν:

Ακτινομύκητες Ευβακτήρια

Θειοβακτήρια Καρυόφανα

Μυκητοπλάσματα Μυξοβακτήρια

Σπειροχαίτες Υφομικρόβια

Χλαμυδοβακτήρια Ψευδομονάδες

Σημειώνεται ότι η ταξινόμηση των δέκα παραπάνω κατηγοριών, όπως και σ΄ άλλες περιπτώσεις π.χ. φύκη, παραμένει προβληματική. Τα βακτήρια είναι πολύ πρωτόγονοι οργανισμοί. Πολλοί βιολόγοι τα κατατάσσουν με τις ρικέτσιες και τους ιούς σε ξεχωριστή ομώνυμη ομοταξία. Για πολλά χρόνια οι ακτινομύκητες, τα μυξοβακτήρια και τα μυκητοπλάσματα κατατάσσονταν ως βακτήρια, αν και έχουν ασυνήθιστο κύκλο ζωής και διαφορετική δομή. Σήμερα περιλαμβάνονται όλα στην ομοταξία σχιζομύκητες, ενώ οι ρικέτσιες που άλλοτε κατατάσσονταν στα βακτήρια, σήμερα θεωρούνται ιδιαίτερη τάξη της ομοταξίας μικροτατόβια.

Στο βασίλειο των βακτηρίων

Η κατηγορία των προκαρυωτικών μπορεί να διακριθεί σε δύο επικράτειες: τα ευβακτήρια (eubacteria) και τα αρχαιοβακτήρια ή «αρχαία» (archaebacteria). Σε μοριακό επίπεδο, τα μέλη των δύο επικρατειών διαφέρουν αρκετά μεταξύ τους.

Σήμερα τα βακτήρια ταξινομούνται στο δικό τους βασίλειο, που περιλαμβάνει πάνω από 20 συνομοταξίες-φύλα, συμπεριλαμβανομένων των ακτινοβακτηρίων, πρωτεοβακτηρίων, κυανοβακτηρίων, και σπειροχαίτων.και όλα πάνε καλά

Δείτε επίσης

• Βακτηριόλυση
• Βακτηριόσταση
• Βακτηρίωση
• Βακτηριοφάγος
• Χρώση κατά Γκραμ

Βιβλιογραφία

• Holt J.C., Bergey D.H.: Bergey's manual of determinative bacteriology (9η έκδ.). Williams & Wilkins, Βαλτιμόρη 1994. ISBN 0-683-00603-7.
• Βουτσινάς, Γεράσιμος: «Βακτήρια: Ενας κόσμος με πολλά πρόσωπα», Περισκόπιο της Επιστήμης, τεύχος 206 (Μάιος 1997), σελ. 38
• Alcamo IE (2001). Fundamentals of microbiology. Boston: Jones and Bartlett. ISBN 0-7637-1067-9. 
• Atlas RM (1995). Principles of microbiology. St. Louis: Mosby. ISBN 0-8016-7790-4. 
• Martinko JM, Madigan MT (2005). Brock Biology of Microorganisms (11th έκδοση). Englewood Cliffs, N.J: Prentice Hall. ISBN 0-13-144329-1. 
• Holt JC, Bergey DH (1994). Bergey's manual of determinative bacteriology (9th έκδοση). Baltimore: Williams & Wilkins. ISBN 0-683-00603-7. 
• «Impact of culture-independent studies on the emerging phylogenetic view of bacterial diversity». J Bacteriol 180 (18): 4765–74. 15 September 1998. PMID 9733676. PMC 107498. http://jb.asm.org/cgi/content/full/180/18/4765?view=full&pmid=9733676. 
• Funke BR, Tortora GJ, Case CL (2004). Microbiology: an introduction (8th έκδοση). San Francisco: Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-7614-3. 
• Ogunseitan OA (2005). Microbial Diversity: Form and Function in Prokaryotes. Wiley-Blackwell. ISBN 978-1-4051-4448-3. 
• Shively JM (2006). Complex Intracellular Structures in Prokaryotes (Microbiology Monographs). Berlin: Springer. ISBN 3-540-32524-7.