Tę bakterię widać gołym okiem. I to dopiero początek dziwów

Jeśli porównać Epulopiscium viviparus z inną - znaną przeciętnemu człowiekowi bakterią E. coli - okaże się, że jest od niej większa… milion razy.

Naukowcom udało się właśnie rozszyfrować unikalne adaptacje jej układu metabolicznego i metody produkcji energii. Wyniki tych badań dają nadzieję na usprawnienie technologii produkcji żywności i energii z udziałem alg.

Zespół naukowców z Uniwersytetu Cornell i Narodowego Laboratorium Lawrence na Uniwersytecie Berkeley zdołali opisać pełny genom jednego z gatunków należących do rodziny bakterii Epulopiscium viviparus.

Wszystkie te bakterie żyją symbiotycznie (symbioza to współżycie przynajmniej dwóch gatunków, z którego korzyści czerpią wszystkie strony, bez żadnych szkód) w przewodach pokarmowych niektórych ryb w tropikalnych środowiskach raf koralowych. Należą do nich obszary takie jak Wielka Rafa Koralowa lub Morze Czerwone. Charakter funkcjonowania tych bakterii dobrze oddaje ich nazwa, która pochodzi od łacińskich słów „epulo” (gość) i „piscium” (ryba).

Początkowo badacze sądzili, że natrafili na nieznany dotąd rodzaj pierwotniaka. Nikt nie spodziewał się, że organizm tej wielkości może być bakterią. Niezwykłe okazały się jednak nie tylko rozmiary E. viviparus. Większość bakterii rozmnaża się, dzieląc się na pół, czego efektem są dwa nowe osobniki. Nowoodkryta bakteria tworzy jednak nie 2, a aż 12 kopii siebie. W dodatku nowe bakterie rosną wewnątrz komórki macierzystej. Są uwalniane dopiero gdy są gotowe do samodzielnego przetrwania. Stąd pochodzi właśnie drugi człon nazwy bakterii - viviparus, który oznacza „żywe narodziny".

Badając gigantyczną bakterię, naukowcy skupili się szczególnie na tym, w jaki sposób E. viviparus zaspokaja, proporcjonalne do swych rozmiarów, ekstremalne potrzeby metaboliczne. Bakterie, odżywiające się składnikami odżywczymi w swoim środowisku, zamiast wytwarzać energię ze światła słonecznego, generalnie dzielą się na dwa rodzaje. Te, które mają dostęp do tlenu i te, które go nie mają. Tlen jest znakomitym źródłem energii dla organizmów żywych.

Jednak te z nich, które nie mogą z niego korzystać, muszą radzić sobie w alternatywny sposób. Bakterie najczęściej robią to, używając procesu fermentacji. Ten sposób pozyskiwania energii jest jednak mniej wydajny. Organizmy, które korzystają z fermentacji nie są w stanie uzyskać tyle energii ze składników odżywczych, co inne, korzystające z tlenu.

Fakt, że E. viviparus jest istotnie fermentatorem, sprawił, że naukowcy popadli w jeszcze większe zdziwienie. Ogromny rozmiar, ekstremalne tempo reprodukcji i zdolność do pływania powinny przecież wymagać więcej, a nie mniej energii.

Więcej na temat środowiska naturalnego przeczytasz na Spider's Web:

Naukowcy odkryli, że ogromna bakteria była w stanie zmodyfikować swój metabolizm, tak by jak najlepiej wykorzystać swoje środowisko. Bakterie wykorzystują rzadką metodę wytwarzania energii i poruszania się. Jednocześnie poświęcają ogromną część swojego kodu genetycznego na wytwarzanie enzymów, które mogą zbierać składniki odżywcze dostępne w jelitach gospodarza.

W maksymalizacji efektywności pozyskiwania energii pomaga bakteriom również ich pofałdowana błona, która biegnie wzdłuż zewnętrznej krawędzi ich ciała. E. viviparus, zapewnia w ten sposób przestrzeń dla białek wytwarzających i transportujących energię. Sprawia to, że mechanizm ten jest bardzo podobny do funkcjonowania mitochondriów w komórkach bardziej złożonych organizmów.

Jak twierdzi Esther Angert, profesorka mikrobiologii i jedna z autorek badania:

Jaka jest korzyść z tych badań? Mają wiele potencjalnych przyszłych zastosowań. Głównym jest wykorzystanie sposobu, w jaki E. viviparus wykorzystuje składniki odżywcze znajdujące się w glonach. Te organizmy są bowiem coraz częstszym źródłem pasz dla zwierząt gospodarskich. Przydają się też w produkcji energii odnawialnej.