دراسة حول البكتيريا

عناصر الموضوع:

1- أصل تسمية بكتيريا

2- التطور

3- الشكل التوضيحي للبكتيريا

4- التفاعلات مع الكائنات الحية

البكتيريا أو الجُرْثُومَة هي كائنات حية دقيقة وحيدة الخلية، تتمتع بتنوع كبير في أشكالها وأحجامها، حيث تشمل أنواعًا مثل المكورات والعصيات والحلزونية. تتراوح أبعاد البكتيريا بين 0.5-5 ميكرومتر، ويمكن أن تتجمع في تشكيلات مختلفة مثل المكورات العقدية والمكورات العنقودية. تتواجد البكتيريا في معظم المواطن على الأرض، بما في ذلك التربة والماء والينابيع الحارة، وتعتبر من أوائل أشكال الحياة التي ظهرت على كوكبنا. يُقدَّر عدد البكتيريا في الجرام الواحد من التربة بنحو 40 مليون خلية، صُنِّفت البكتيريا سابقًا ضمن النباتات، ولكنها الآن تُعتبر كائنات وحيدة الخلية. لا تحتوي على نواة، وغالبًا ما تفتقر إلى الأغشية المحيطة بالعضيات. بعد الاكتشافات العلمية في التسعينات، تم تقسيم بدائيات النواة إلى مجموعتين رئيسيتين: البكتيريا والبدائيات.

1- أصل تسمية بكتيريا.

كلمة “بكتيريا” تأتي من الكلمة اللاتينية الجديدة، والتي تُرجمت من الكلمة اليونانية (βακτήριον) (baktērion)، وهي تصغير لكلمة (βακτηρία) (baktēria) التي تعني “قضيب” أو “عصا”. هذا الاسم يعود إلى الشكل العصوي لأول أنواع البكتيريا التي تم اكتشافها.

هناك خلاف في استخدام مصطلح “جراثيم” في اللغة العربية:

• البعض يستخدم “جراثيم” بشكل عام ليشمل جميع الكائنات الدقيقة، بما في ذلك الفيروسات والفطريات.
• البعض الآخر يفضل استخدام “بكتيريا” للإشارة تحديدًا إلى كائنات البكتيريا، بينما تُستخدم “جراثيم” للإشارة إلى “Germ”.

تاريخيًا، تم استخدام مصطلح “بكتيريا” للإشارة إلى جميع بدائيات النوى المجهرية. ومع تقدم علم الأحياء الدقيقة، أصبح هناك تمييز أوضح بين:

• البكتيريا: التي نتحدث عنها هنا.
• الأثريات: التي تُعرف أيضًا بالبكتيريا القديمة.

هذا التمييز يُظهر التنوع الكبير بين هذه الكائنات الدقيقة، حيث تتوزع البكتيريا إلى نوعين رئيسيين:

• بكتيريا حقيقية (المعروفة اليوم بالبكتيريا).
• عواتق (البكتيريا القديمة).

2- التطور

منذ ما يقارب أربعة ملايين سنة كانت أسلاف البكتيريا الحديثة كائنات حية دقيقة أحادية الخلية وشكلت أول مظهر من مظاهر الحياة على سطح الأرض، وخلال ثلاثة بلايين سنة كانت جميع الكائنات الحية الدقيقة كائنات مجهرية، كما كانت البكتيريا والعتائق (نوع من الجراثيم) أشكالا مهيمنة على الحياة.

• البكتيريا القديمة: منذ حوالي أربعة ملايين سنة، كانت أسلاف البكتيريا كائنات دقيقة أحادية الخلية، وشكلت أول مظاهر الحياة على الأرض.
• مهيمنة على الحياة: على مدار ثلاثة بلايين سنة، كانت جميع الكائنات الحية الدقيقة عبارة عن أشكال مجهرية، وكانت البكتيريا والعتائق الشكلين المهيمنين.
• التاريخ التطوري: على الرغم من وجود مستحثات بكتيرية مثل ستروماتوليت، فإن عدم وجود تشكل مميز لها جعل من الصعب استخدامها لدراسة تاريخ التطور البكتيري.
• التسلسل الجيني: يمكن استخدام التسلسل الجيني لإعادة بناء النظام التطوري للبكتيريا، مما يشير إلى أن البكتيريا تفرعت من سلالة الكائنات حقيقية النواة.
• التعايش الجواني: تطور حقيقية النواة تم من خلال دخول البكتيريا العتيقة في علاقات تعايش مع أسلاف خلايا حقيقية النواة، مما أدى إلى تكوين المتقدرات والبلاستيدات الخضراء.
• التعايش الجواني الثانوي: بعض الطحالب تطورت من حالات تعايش جواني ثانوي، حيث تبتلع بكتيريا حقيقية النواة طحلب حقيقي النواة.

3- الشكل التوضيحي للبكتيريا

البكتيريا تعرض مجموعة متنوعة وواسعة من الأشكال والأحجام، وتدعى الأشكال أو التشكل. هذه الخلايا البكتيرية هي تقريبًا عُشر حجم خلايا حقيقية النواة وعادة ما تتراوح بين نصف إلى خمسة ميكرومتر في الطول. وبالرغم من ذلك فبعض الأنواع.

على سبيل المثال: ثايومارجريت نميبينسس وابيوبشيم فيشسوني – يصل طولها إلى نصف ملليمتر وتكون مرئية للعين المجردة ؛ إي. فيشسوني يصل طولها إلى 0.7 ملم  من بين أصغر البكتيريا أنواع من طراز الميكوبلازما، التي تقيس فقط 0.3 ميكرومتر، وهي صغيرة بحجم أكبر الفيروسات. بعض البكتيريا قد تكون أصغر من ذلك، ولكن هذه الميكروبات المتناهية في الصغر ليست مدروسة جيدًا.

وتتواجد البكتيريا بأشكال متنوعة ومنها ثلاث أشكال رئيسية:

• كروية الشكل (Cocci): تُعتبر الشكل الأبسط، وتظهر كخلايا كروية.
• شكل القضيب (Bacilli): تتميز هذه البكتيريا بشكلها الطويل، ويمكن أن تكون مستقيمة أو منحنية (مثل البكتيريا الضمة – Vibrio).
• حلزونية الشكل (Spirilla): تأخذ شكلًا حلزونيًا، وإذا كانت اللفة ضيقة جدًا، تُعرف بالملتويات (Spirochetes).

وأيضا هناك العديد من الاختلافات في مجموعات أشكال البكتيريا نفسها، حيث تتواجد البكتيريا في العديد من الأماكن مثل:

• التربة والماء.
• النفايات المشعة.
•  النباتات والحيوانات.
•  أعماق القشرة الأرضية.
•   المواد العضوية.
• جليد القطب الشمالي والإنهيارات الجليدية.
•  الغلاف الجوي الطبقي ستراتوسفير (Stratosphere).
• أعماق المحيطات.

تتواجد البكتيريا في كل مكان تقريبًا، باستثناء المناطق التي يتم تعقيمها من قبل الإنسان. حتى في البيئات القاسية مثل درجات الحرارة المرتفعة أو المنخفضة جدًا، أو الأماكن التي تحتوي على مواد كيميائية سامة، يمكن العثور على البكتيريا.

تُعرف الأنواع التي تعيش في هذه الظروف بالبكتيريا القاسية، حيث تستطيع التكيف مع بيئات معيشية صعبة، مما يجعلها قادرة على الاستمرار في العيش في ظروف غير ملائمة لمعظم الكائنات الحية.[1]

4- التفاعلات مع الكائنات الحية

تُفرز بعض أنواع البكتيريا مادة تساعدها على الالتصاق بالخلايا البكتيرية الأخرى، أو خلايا الجسم، أو الأجسام المختلفة.وتلتحم هذه المادة مع البكتيريا لتشكيل طبقة لزجة تسمى الغشاء الحيوي الرقي biofilm، على سَبيل المثال، تُشكِّل بعض أنواع البكتيريا غشاءً حيويًا (biofilm) على الأسنان (يسمَّى اللويحة السنية)، يقوم الغشاء الحيوي الرقيق بحجز جزيئات الطعام، التي تتغذى عليها البكتيريا، وهي العملية التي تؤدي إلى حدوث النخر السني، كما تساعد الأغشية الحيوية على حماية البكتيريا من المضادات الحيوية عن طريق جعلها صعبة القتل، مثل البكتيريا التي تسبب عدوى المَفصِل الاصطناعي.[2]

تفاعل البكتيريا مع الكائنات الحية يعتبر موضوعًا مثيرًا ومعقدًا. إليك بعض الجوانب الرئيسية لهذا التفاعل:

التعايش (Symbiosis):

• التعايش الإيجابي: بعض البكتيريا تعيش في تكافل مع الكائنات الحية، مثل البكتيريا المعوية التي تساعد في هضم الطعام وإنتاج الفيتامينات.
• التعايش السلبي: في بعض الأحيان، يمكن أن تؤثر البكتيريا سلبًا على الكائنات الحية، مثل البكتيريا المسببة للأمراض.

العدوى:

• يوجد بكتيريا مسببة للامراض (مثل Escherichia coli وStaphylococcus aureus) يمكن أن تدخل الجسم وتسبب عدوى تؤدي إلى أمراض مختلفة.

 البيئة:

• تلعب البكتيريا دورًا حيويًا في تحلل المواد العضوية، مما يساهم في دورة العناصر الغذائية في البيئة.

الحفاظ:

• يوجد بعض الكائنات الحيه تعتمد على البكتيريا لحمايتهم من الكائنات الضارة. على سبيل المثال، بعض النباتات تحتوي على بكتيريا في جذورها تساعد في مقاومة الأمراض.

التعديل الجيني:

•  يمكن استخدام البكتيريا في التكنولوجيا الحيوية لتعديل الجينات، مما يتيح إنتاج محاصيل أكثر مقاومة للأمراض أو الظروف البيئية القاسية.

المناعة:

• البكتيريا تلعب دورًا في تعزيز المناعة لدى الكائنات الحية، حيث تعزز من قدرة الجسم على مقاومة الأمراض.

فاتفاعل البكتيريا مع الكائنات الحية يمثل جانبًا حيويًا في النظام البيئي وصحة الكائنات، سواء كان هذا التفاعل إيجابيًا أو سلبيًا، فإنه يؤثر بشكل عميق على التوازن البيئي والعمليات الحيوية، من التعايش المفيد الذي يعزز الصحة العامة، إلى التأثيرات الضارة الناتجة عن العدوى، تبرز أهمية البكتيريا في حياتنا اليومية.

تؤكد الأبحاث المستمرة على ضرورة فهم هذه التفاعلات بشكل أفضل، ليس فقط لتحسين الصحة العامة ومكافحة الأمراض، بل أيضًا لاستغلال الفوائد المحتملة للبكتيريا في مجالات مثل الزراعة والتكنولوجيا الحيوية. إن التوازن بين التفاعلات الإيجابية والسلبية سيظل محورًا مهمًا في السعي نحو بيئة صحية ومستدامة.

• ويب طب الشكل التوضيحي للبكتيريا _ بتصرف
• أدلة التفاعلات مع الكائنات الحية _ بتصرف

مشاركة المقال