Under vannoverflaten i en karibisk mangrovesump har forskere gjort et funn som endrer på grunnleggende forestillinger fra biologiens verden:
En underlig kjempe av en bakterie.
Bakterien som er døpt Thiomargarita magnifica og har form som en hvit tråd, kan bli opptil 1 centimeter lang. Dermed er det den største encellede bakterien som noen gang er funnet.
– Det er en veldig, veldig stor bakterie. Den er tusenvis av ganger større enn andre bakterier, sier marinbiolog Jean-Marie Volland, hovedforsker bak en ny studie som beskriver bakterien, i en pressemelding.
– Det er som å finne et menneske på størrelse med Mount Everest, forteller Volland, som arbeider ved Lawrence Berkeley National Laboratory i USA.
Du kan se kjempebakterien her:
Funnet i Karibia
Bakterien som kan ses med det blotte øye og ble funnet på den karibiske øygruppen Guadeloupe, er 5000 ganger større enn gjennomsnittlige mikrober.
Og den er «virkelig imponerende», forteller professor i mikrobiologi Lars Peter Nielsen:
– Den tidligere rekordholderen var nesten en millimeter i diameter, og det var en kulerund, hvit celle som ble funnet i Namibia. Det er litt samme historie med denne.
– Bakterien har blitt sett av mange tusen mennesker før. Man ingen har visst at det var en bakterie, forteller han.
Det er i mangrovesumpen her på Guadeloupe at forskerne for 10 år siden fant bakterien:
Kategoriene bryter sammen
Lars Peter Nielsen ser på den nye kjempebakterien med like mye fascinasjon og frustrasjon.
Bakterier i denne størrelsesordenen utfordrer nemlig de kjente biologiske kategoriene for hva en bakterie er og hvor store encellede bakterieceller kan være.
Det vanlige beskrivelsen av bakterier er at det er encellede, mikroskopiske organismer. Men det nye funnet passer ikke inn.
– Enda en gang har kategoriene våre brutt sammen. Det betyr at vi må finne nye begreper og nye måter å forstå bakterier på, forklarer Nielsen.
– Det er på en måte ganske frustrerende. For hvordan skal vi snakke om ting, sier han:
– Men det også fantastisk at det kommer flere oppdagelser som på den måten endrer på grunnoppfatningene våre.
Bakterien ble første gang funnet for 10 år siden
Én av forskerne som står bak det nye funnet – den franske marinbiologen Olivier Gros – kom over bakterien for 10 år siden i Guadeloupe. Men det var først for fem år siden han kunne fastslå at det var en bakterie.
Senere ble bakterien sendt til et laboratorium i California, der Jean-Marie Volland og forskergruppen hans nylig har studert den.
Forskerne har blant annet sekvensert og analysert genomet av den gigantiske bakterien. Og de har konstruert komplekse 3D-bilder av den. Alt sammen for å komme til bunns i mysteriet bak kjempebakterien.
Det er nettopp disse analysene som nå er presentert i en vitenskapelig artikkel i tidsskriftet Science.
«Gigantisme» er veldig sjelden i bakterier
Niels-Ulrik Frigaard, førsteamanuensis i marinbiologi ved Københavns Universitet, er enig i at den kjempestore bakterien er bemerkelsesverdig. Han forklarer at det er vanlig at bakterier organiserer seg i tråder.
– Men det er tråder av mange små bakterier som sitter sammen. Her er tråden én stor celle, skriver han.
– Jeg har sett noe lignende på en ekspedisjon. Det ble trukket opp store tråder av svovelbakterier opp fra bunnen av Stillehavet. Jeg vet imidlertid ikke om de også er én celle, men det kan jo godt være når man nå ser disse, legger han til.
Bakteriens størrelse er et uttrykk for «gigantisme» – en biologisk evne til å bli mye større enn beslektede organismer. Gigantisme finnes i nålevende dyr som for eksempel blåhvalen og flere blekkspruter og hos fortidsøgler som dinosaurene der gigantisme nærmest var normalen.
– Men «gigantisme» er veldig sjelden i bakterier, fastslår Frigaard.
Her ser vi de gigantiske» bakterie-trådene ved siden av en amerikansk dime-mynt:
En enorm matpakke med nitrat
Den nyoppdagede bakteriens navn Thiomargarita magnifica kan oversettes til noe i retning av «majestetisk svovelperle». Det er en god beskrivelse:
– Det er en svovelbakterie som lever av å spise uorganiske svovelforbindelser og puste enten oksygen eller nitrat avhengig av hva den kan få tak i. Strengt tatt er den måten å få energi på ganske velkjent, forklarer Niels-Ulrik Frigaard.
– Den finnes i mange bakterier av vanlig størrelse. Særlig i marin- og ferskvannssedimenter, men også i spillvannssystemer, der de kan bryte ned betongrørene over tid fordi de gjør om hydrogensulfidet til svovelsyre.
Svovelbakterier lever ofte i vannmiljøer der det er kamp om oksygenet og heller ikke er mye nitrat. Derfor har de utviklet en slags innebygget «matpakke» – som kalles en vakuole – der de kan lagre nitrat.
Ofte vil svovelbakterienes nitrat-matpakke være så stor at bakterien nesten ikke består av annet et nitrat.
– Disse bakteriene artikkelen handler om, har så utviklet seg til å være kjempestore og ha en enorm vakuole med nitrat inne i cellen. Volummessig er de faktisk mer en nitratoppløsning enn de er biomasse, forklarer Frigaard.
Her ser vi forskernes jobb med å analysere bakterien på datamaskiner i Lawrence Berkeley National Laboratory i California:
Hvorfor har den blitt så stor?
Men hvordan har akkurat disse svovelbakteriene blitt så store?
Det korte svaret er at gigantens cellestruktur er mye mer raffinert enn designet hos gjennomsnittlige bakterier. Den majestetiske svovelperlen har nemlig gjort en rekke interessante biologiske krumspring.
I den typiske bakterien flyter DNA-et fritt rundt i cytoplasmaen – det vil si den oppløsningen av ulike stoffer som bakterien består av. De består av ett stort rom.
Men i de nye kjempebakteriene er DNA-et delt opp i ulike membraner. Den har altså flere små rom. Det er for øvrig et design som vanligvis kjennetegner mer komplekse celler som eukaryoter.
– Det er helt unikt. Det er noe vi aldri har sett i en bakterie før, fastslår førsteforfatter Jean-Marie Volland i pressemeldingen.
Denne merkelige og komplekse strukturen er sannsynligvis nøkkel til å forstå hvorfor den nye bakterie-giganten har klart å vokse seg større enn sine gjennomsnittlige medbakterier.
Volland har blant annet konstruert en 3d-modell av bakterien, som vi kan se her:
Flere funn å finne der ute
I en kommentar hos Science spår mikrobiolog og professor Petra Anne Levin at det neppe er den siste kjempebakterien av sitt slag som venter på å bli funnet der ute.
– Det er usannsynlig at T. magnifica er den øvre grensen for hvor stor en encellet bakterie kan bli, skriver professoren, som er knyttet til Washington University.
Det erklærer mikrobiolog Lars Peter Nielsen seg enig i:
– Funnet gir enda mer appetitt på å se seg mer grundig rundt når man er ute i felten. For det må være enda flere interessante funn der ute, sier han.
Kjempebakterien er ikke farlig, påpeker Nielsen:
– Naturen er full av bakterier, og svært få av dem er farlige for mennesker, og det er ikke de store. Ifølge beregningene mine inneholder de gigantiske svovelbakteriene imidlertid nitrat, svovel og karbon i samme blandingsforhold som krutt, så kanskje må man passe på hvis de tørkes inn, mener han.
Referanser:
Jean-Marie Volland mfl.: A centimeter-long bacterium with DNA contained in metabolically active, membrane-bound organelles. Science, 2022. (Sammendrag) DOI: 10.1126/science.abb3634
Petra Anne Levin: A bacterium that is not a microbe. Science, 2022. (Sammendrag) DOI: 10.1126/science.adc9387
© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no. Les originalsaken på videnskab.dk her.
Vi vil gjerne høre fra deg!
TA KONTAKT HER
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? Eller tips om noe vi bør skrive om?
