Genellikle bakterileri sadece mikroskopla görülebilecek kadar küçük organizmalar olarak düşünürüz. Ancak bilim adamları, Küçük Antiller’deki Guadeloupe’de kırmızı bir mangrov bataklığının acı sularında çürüyen yapraklar üzerinde gizlenen dev beyaz bir bakteri keşfettiler.
Çıplak gözle rahatlıkla görülebilecek kadar büyüktür. Ancak bu uzun, ipliksi mikrobun tek şaşırtıcı özelliği boyutu değil; daha önce keşfedilen diğer bakterilerden daha karmaşık bir yapıya sahiptir ve çoğu bakterinin aksine DNA’sını düzenli küçük paketler halinde depolar.
Bazıları santimetre uzunluğunda iplikçikler de oluşturabilen daha önce keşfedilen dev bakteriler , yüzlerce ila binlerce hücreden oluşuyor. Ancak kabaca bir kirpiğin şekli ve boyutu olan yeni keşfedilen bakteri, tek bir bakteri hücresidir. Araştırmayı yürüten Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’nda deniz biyoloğu Jean-Marie Volland, National Geographic’e verdiği bir röportajda, “Bu boyuttaki ipliksi bir bakterinin aslında sadece tek bir bakteri olduğunu fark etmek bir aha anıydı” diyor .
Bilim adamları mikroba Thiomargarita magnifica’yı boyutu ve hücrenin içinde bulunan inci benzeri kükürt boncukları nedeniyle adlandırdılar . T. magnifica tipik bir bakteriden yalnızca bin kat daha büyük olmakla kalmaz, aynı zamanda meyve sinekleri gibi birçok çok hücreli hayvandan daha uzundur. Salı günü düzenlediği basın toplantısında Vollard, “Bu bakteriyi keşfetmek, Everest Dağı kadar uzun olacak bir insanla karşılaşmak gibidir” dedi.
Bir deniz biyoloğu olan Andreas Teske, “Bu yeni Thiomargarita bakterisinin keşfi , mikrobiyal dünyanın inanılmaz çeşitliliğini ve bakterilerin kimsenin beklemeyeceği hücre boyutlarına doğru büyümelerine izin veren karmaşık yapısal ve genomik adaptasyonlarını takdir etmemizi sağlıyor” diyor. Chapel Hill’deki Kuzey Karolina Üniversitesi’nde. Teske, önceki boyut rekoru sahibi Thiomargarita namibiensis’i birlikte keşfetti .
Avustralya’daki Monash Üniversitesi’nde mikrobiyolog olan ve keşifte yer almayan Chris Greening, bakterilerin beklediğimizden çok daha karmaşık, organize ve çok yönlü olduğunun çarpıcı bir örneği olduğunu söylüyor. “Bakteriler, ders kitaplarındaki açıklamalarına meydan okumaya devam ediyor.”
Bakteriler basit değil
1999’da Teske ve diğer bilim adamları, Thiomargarita namibiensis veya “Namibya’nın Kükürt İncisi” adını verdikleri çarpıcı büyüklükteki bakteriyi keşfettiler . Şimdiye kadar, bir dizi beyaz boncuk şeklinde büyüyen, bazen milimetrenin dörtte üçü boyutuna ulaşan ve çıplak gözle görülebilecek kadar büyük olan bu bakteri, en büyük bakteri rekorunu elinde tutuyordu . Ancak Karayip bakterisi 50 kattan daha büyüktür.
Keşfe dahil olmayan St. Louis’deki Washington Üniversitesi’nden mikrobiyolog Petra Anne Levin, büyüklüğüne şaşırmadı. “Ana çıkarılacak mesaj, bakterileri basit organizmalar olarak hafife almamamız gerektiğidir, çünkü bu tanım eskidir” diyor. “Bakteriler sonsuz bir şekilde uyarlanabilir ve onları çok çeşitli boyutlarda görmeyi beklemeliyiz.”
Bakteriler, en temel canlılar olan prokaryotlar adı verilen yaşam dalına aittir. Tam olarak olmasa da genellikle tek bir zarla çevrili bir enzim torbası olarak tanımlanırlar. The Sucul Mikrobiyolog Danny Ionescu, bakteriyel prokaryotik hücreleri hayvan, bitki ve mantar hücrelerini içeren ökaryotik hücrelerden farklı kılan şeyin, DNA’nın barındırıldığı ayrı bir bölme olan bir çekirdeğe sahip olmaması olduğunu açıklıyor. Almanya’daki Leibniz Tatlı Su Ekolojisi ve İç Su Ürünleri Enstitüsü. “Başka birçok işlevsel fizyolojik farklılık var, ancak onları bizim gibi ökaryotlardan farklı kılan da bu.”
Yeni keşfedilen bakteri, genetik materyalini ilkel bir çekirdeğe benzeyen zarlarla çevrili bölmelerde paketlediği için bu tanıma meydan okuyor.
Bu yeni karakterize edilen bakteri ilk olarak Guadeloupe’deki Fransız Antilleri Üniversitesi’nde mangrov biyoloğu olan Olivier Gros tarafından tespit edildi. “Mangrov tortularında farklı şeylere bakarak suda çok zaman geçiriyorum. Bir keresinde bu uzun beyaz lifleri gördüm, bu yüzden onları sadece merakımdan topladım” diyor.
Gros’un laboratuvarındaki bilim adamları, başlangıçta bir mantar veya başka bir çok hücreli organizma olduğunu düşündükleri bu iplikçikleri karakterize etmeye çalıştılar. Ancak ilk analizleri, bu mikropların muhtemelen dev Thiomargarita bakteri ailesine ait olduğunu ima etti . Gros, “Ama bundan o kadar emin değildik” diyor.
Gros’un laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan Volland, bu garip örneği karakterize etme arayışına devam etmek için Menlo Park’taki Karmaşık Sistemlerde Araştırma Laboratuvarı’nın kurucusu ve CEO’su Shailesh Date’e katıldı. Date’s lab, disiplinler arası araştırmalar için akademik kurumlarla ortaklık yapan, kar amacı gütmeyen bir kuruluştur.
Date, “Sahip olduğumuz şeyin büyük bir bakteri ve tek bir hücre olduğu hemen herkes tarafından çok açıktı” diyor. Ancak asıl zorluk, mikropla ilgili başka neyin özel olduğunu nasıl anlayacağımızdı. Bir dizi moleküler biyoloji tekniği kullanan Volland, Date ve meslektaşları, bu uzun örneklerin yüksek büyütme oranlı, üç boyutlu fotoğraflarını oluşturdular. Bu, bir filamanı oluşturan bu süper büyük hücrelerin her birini görmelerini sağladı.
Boyut sınırları
Uzun zamandır bakteri hücrelerinin temel fiziğe kadar inen nedenlerle çok büyük olamayacağı düşünülüyordu . Örneğin, bir hücre ne kadar büyük olursa, bu kadar büyük bir organizmayı sürdürmek için gereken besinleri ve enerjiyi emmek için gereken yüzey alanı o kadar büyük olur.
Greening, “Bu bakteri, daha gelişmiş hayvan ve bitki hücrelerine benzer sofistike bir organizasyona sahip olarak bu kuralları çiğniyor” diyor.
