Войти
| Thiomargarita namibiensis | |
|---|---|
 | |
| Окрашенная микрофотография Thiomargarita namibiensis | |
| Научная классификация | |
| Домен: | Бактерии |
| Тип: | Proteobacteria |
| Класс: | Gammaproteobacteria |
| Порядок: | Thiotrichales |
| Семейство: | Thiotrichaceae |
| Род: | Thiomargarita |
| Виды: | T. namibiensis |
| Биномиальное название | |
| Thiomargarita namibiensis . Schulz et al., 1999 | |
Thiomargarita namibiensis - это грамм-отрицательный коккоид Proteobacterium, обнаружен в океанических отложениях континентального шельфа Намибии. Это самая крупная из когда-либо обнаруженных бактерий, как правило, 0,1–0,3 мм (100–300 мкм) в диаметре, но иногда достигает 0,75 мм (750 мкм). Клетки Thiomargarita namibiensis достаточно велики, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Хотя этот вид является рекордсменом по величине бактерии, Epulopiscium fishelsoni - ранее обнаруженный в кишечнике рыбы-хирурга - вырастает немного длиннее, но уже.
Thiomargarita означает " серный жемчуг ». Имеется в виду внешний вид клеток; они содержат микроскопические гранулы серы, которые рассеивают падающий свет, придавая клетке жемчужный блеск. Как и у многих коккоидных бактерий, таких как Streptococcus, их клеточное деление имеет тенденцию происходить вдоль одной оси, в результате чего их клетки образуют цепочки, похожие на нити жемчуга. Название вида namibiensis означает «из Намибии».
Вид был обнаружен Хайде Н. Шульц и другие в 1997 году в прибрежных отложениях морского дна Уолфиш-Бей (Намибия). Шульц и ее коллеги из Института морской микробиологии им. Макса Планка были на российском исследовательском судне «Петр Котцов», когда их заинтересовал белый цвет этого микроба. На самом деле они искали других недавно обнаруженных морских бактерий, поедающих сульфиды, Thioploca и Beggiatoa. В итоге они сделали совершенно новое открытие, гораздо более крупного родственника штамма двух других бактерий. В 2005 году близкородственный штамм был обнаружен в Мексиканском заливе. Среди других отличий от намибийского штамма, мексиканский штамм не разделяется по одной оси и, соответственно, не образует цепочек.
Самой крупной из известных ранее бактерий была Epulopiscium fishelsoni длиной 0,5 мм.
Thiomargarita namibiensis, собирающая нитраты и кислород в воде над дном в случае ресуспендирования и собирающая сульфид в отложения Хотя Thiomargarita по функциям близок к Thioploca и Beggiatoa, их структуры оказались совершенно разными. Клетки Thioploca и Beggiatoa намного меньше и растут плотно друг на друга в длинные нити. Их форма необходима для того, чтобы они могли перемещаться в океанические отложения в поисках большего количества сульфидов и нитратов. Напротив, Thiomargarita растут рядами отдельных одиночных шаровидных клеток, что не позволяет им иметь такой диапазон подвижности, как у Thioploca и Beggiota.
Из-за отсутствия движения Thiomargarita адаптировались, развивая очень большие запасающие нитраты пузыри, называемые вакуоли, что позволило им пережить длительные периоды нитратного и сульфидного голодания.. Вакуоли дают им возможность оставаться неподвижными, просто ожидая, пока богатая нитратами вода снова захлестнет их. Эти вакуоли и объясняют размер, который ученые ранее считали невозможным. Ученые не обращали внимания на крупные бактерии, потому что бактерии используют диффузию для перемещения химических веществ, а этот процесс работает только на крошечных расстояниях. Это означает, что цитоплазма должна быть близко к клеточной стенке, что значительно ограничивает их размер. Но Thiomargarita являются исключением из этого ограничения по размеру, поскольку их цитоплазма формируется по периферии клетки, а вакуоли, накапливающие нитраты, занимают центр клетки. По мере того как эти вакуоли набухают, они вносят большой вклад в рекордный размер. Она является рекордсменом по количеству самых крупных бактерий в мире, объем которых в три миллиона раз превышает объем обычных бактерий.
Бактерия хемолитотрофна и способна использования нитрата в качестве концевого акцептора электронов в цепи переноса электронов. Организм окисляет сероводород (H2S) до элементарной серы (S). Он откладывается в виде гранул в периплазме, обладает высокой преломляющей способностью и опалесцирует, делая организм похожим на жемчужину.
В то время как сульфид доступен в окружающих отложениях, производимых другими бактериями из мертвых микроводорослей, опустившихся на морское дно, нитрат поступает из морской воды, расположенной выше. Поскольку бактерия сидячая, а концентрация доступного нитрата значительно колеблется со временем, она сохраняет нитрат в высокой концентрации (до 0,8 моляр ) в большой вакуоли Как надутый воздушный шар, который составляет около 80% своего размера. Когда концентрация нитратов в окружающей среде низкая, бактерия использует содержимое своей вакуоли для дыхания. Таким образом, наличие центральной вакуоли в ее клетках обеспечивает длительное выживание в сульфидных осадках. Неподвижность клеток Thiomargarita компенсируется их большим размером клеток.
Недавние исследования также показали, что бактерия может быть факультативно анаэробной, а не обязательно анаэробной, и, таким образом, способна дышать кислород, если его много.
Гигантизм обычно является недостатком для бактерий. Бактерии получают свои питательные вещества посредством простого процесса диффузии через клеточную мембрану, поскольку им не хватает сложного механизма поглощения питательных веществ, обнаруженного у эукариот. Бактерия большого размера будет означать более низкое отношение площади поверхности клеточной мембраны к объему клетки. Это ограничит скорость усвоения питательных веществ до пороговых уровней. Крупные бактерии могут легко умереть от голода, если у них нет другого резервного механизма. T. namibiensis решает эту проблему за счет наличия больших вакуолей, которые могут быть заполнены нитратами, поддерживающими жизнь.
