التعريف بالبكتيريا
تُعتبر البكتيريا كائنات حية مجهرية ، وحيدة الخلية، تعيش بأعداد كبيرة في كل البيئات على سطح الأرض، بدءاً من الفتحات العميقة في البحار، إلى أعماق الأرض، وحتى في الجهاز الهضمي لجسم الإنسان، وهي لا تنتمي إلى الحيوانات ولا إلى النباتات، ولا تتجاوز في طولها الميكروميترات القليلة، وتعيش في مجموعات كبيرة تصل في أعدادها إلى الملايين.
تفتقر البكتيريا إلى النواة المحاطة بالغشاء، وغيرها من التراكيب الداخلية، لذلك يتم تصنيفها من ضمن بدائيات النوى (بالإنجليزيَّة: Prokaryotes)، التي تعد الكائنات الحية الأكثر انتشاراً على سطح الأرض، فكُل غرام من التربة يحوي 40 مليون خلية بكتيرية، ويحتوي المليلتر الواحد من المياه العذبة نحو مليون واحد من الخلايا البكتيرية.
أنواع البكتيريا حسب شكلها
قد تسبب بعض أنواع البكتيريا الأمراض للإنسان، والحيوان، والنباتات، لكن معظمها غير ضار، وقد تكوّن بعض العلاقات التكافيلة مع الكائن المضيف؛ مثل: تثبيت النيتروجين (بالإنجليزيّة: nitrogen fixation)، وتحليل السيليلوز (بالإنجليزية:cellulose degradation).
تُصنف البكتيريا في الطبيعة لثلاث أنواع رئيسية هي: البكتيريا الكروية، والبكتيريا العصوية، والبكتيريا الحلزونية.
البكتيريا الكروية
يُطلق عليها اسم البكتيريا المكورة (بالإنجليزيّة: cocci)، ومن الأمثلة عليها البكتيريا العقدية، أو السبحية، أو المكورة العقدية (بالإنجليزيّة: Streptococcus)، المسؤولة عن التهاب الحلق العقدي (بالإنجليزيّة: Strep throat).
البكتيريا العصوية
يُطلق عليها اسم البكتيريا العصوية (بالإنجليزيّة: Bacillus)، وبعض هذه الأنواع منثنً، ويُطلق عليها اسم بكتيريا الضمة (بالإنجليزيّة: vibrio)، ومن الأمثلة عليها البكتيريا العصوية الجمرية (بالإنجليزيّة: Bacillus anthracis).
البكتيريا الحلزونية
يُطلق عليها اسم البكتيريا الحلزونية (بالإنجليزيّة: Spiral)، وتُعرف باسم الملتويات (بالإنجليزيّة: spirilla)، وهي تعد سبباً لداء البريميات (بالإنجليزيّة: leptospirosis)، وداء لايم (بالإنجليزيّة: Lyme Disease)، ومرض الزهري (بالإنجليزيّة: syphilis).
أنواع البكتيريا حسب طريقة تغذيتها
تُصنف البكتيريا لنوعين حسب طريقة تغذيتها، وهؤلاء النوعين هما:
بكتيريا غيرية التغذية (بالإنجليزيّة: heterotrophs)
تتغذى عن طريق استهلاك الكربون العضوي، عن طريق امتصاص المواد العضوية الميتة؛ مثل اللحم المتحلل.
بكتيريا ذاتية التغذية (بالإنجليزيّة: Autotrophic)
وهي تصنع غذاءها بنفسها، عن طريق إحدى الطريقتين الآتيتين:
- البناء الضوئي (بالإنجليزيّة: photosynthesis) باستخدام ضوء الشمس، والماء، وثاني أكسيد الكربون؛ مثل البكتيريا الزرقاء (بالإنجليزيّة: cyanobacteria) التي تنتج الأكسجين.
- التمثيل الكيميائي (بالإنجليزيّة: chemosynthesis) باستخدام الماء، وثاني أكسيد الكربون، والمواد الكيميائية؛ مثل الأمونيا، والنيتروجين، والكبريت، وغيرها، وتتواجد هذه الأنواع عادة في فتحات المحيطات، وعلى جذور البقوليات؛ مثل العدس، والبازيلاء، والفول السوداني، والفاصولياء.
تركيب خلية البكتيريا
تتكون الخلية البكتيرية من المكونات الآتية:
- الجدار الخلوي (بالإنجليزيّة: Cell Wall)
وهو الغطاء الخارجي لها، والذي يحميها، ويعطيها شكلها.
- السيتوبلازم (بالإنجليزيّة: Cytoplasm)
وهو عبارة عن مادة شبه هلامية، تتكون من الماء بشكل رئيسي، بالإضافة إلى الأنزيمات، والأملاح، وعضيات الخلية، والعديد من الجزيئات العضوية.
- الغشاء البلازمي أو الغشاء الخلوي (بالإنجليزيّة: Plasma Membrane)
غشاء يحيط بالسيتوبلازم، وينظم مرور المواد من الخلية وإليها.
- الأسواط (بالإنجليزيّة: Flagella)
وهو بروز يشبه السوط، يساعد الخلية على الحركة.
- الريبوسومات (بالإنجليزيّة: Ribosomes)
وهي المسؤولة عن إنتاج البروتين.
- البلازميدات (بالإنجليزيّة: Plasmids)
وهي حلقات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) الدائرية التي تحمل الجينات.
- منطقة النوواني (بالإنجليزيّة: nucleoid)
وهي منطقة من السيتوبلازم تحتوي على جزئ الحمض النوي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) الوحيد.
طرق تكاثر البكتيريا
تتكاثر البكتيريا لاجنسيًا، وتمتلك طرق تكاثر متعددة، وفيما يأتي أكثرها شيوعًا:
الانشطار الثنائي
يُعدُّ الانشطار الثنائي (بالإنجليزيَّة: Binary fission) الطَّريقة الأكثر شيوعاً للتَّكاثر في البكتيريا، والتي تحدُث عن طريق نسخ البكتيريا لجميع المكوّنات بداخلها، ثمَّ نقل هذه المكوِّنَات ومن ضمنها الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين إلى الاتِّجاه الآخر منها.
يُتبَع نقل المكونات تكوين جدار في المنتصف للفصل بين المُكوِّنات، ليبدأ النصفان بعد ذلك بالابتعاد عن بعضهما، حتَّى ينفصلان تمامًا، وتكون البكتيريا الناتجة مطابقة تمامًا للبكتيريا الأُم.
الأبواغ
تُعدّ ثَانِي أشهر طُرق التَّكاثر لدى البكتيرياالتكاثر من خلال الغُبيرات أو الأبواغ (بالإنجليزيَّة: Conidia)، وتحدُث غالبًا في البكتيريا المتسلسلة (Streptomyces) أو ما يُشبهها، عن طريق تكوين حاجز عرضي الشكل عند قمَّة خيط البكتيريا، وعند انفصال القمة عن الأم والتلامس مع الطبقة السفْليَّة للخلية، ينبُت البَوْغ، وتتشكَّل الخلية الجديدة.
التبرعم
يَتَشَكَّلُ بُرعم صغير على أحد أجزاء الخلية الأُم للتكاثر، وتُسَمَّى هذه العملية بالتبرعم (بالإنجليزيَّة: Budding)، وتستمرُّ الخلية الجديدة في النمو مع بقاء حجم الخليَّة الأم ثابتاً، حيث ينفصل عنها عندما يصبح حجمه مساوياً لحجمها، ويختلف عن الانشطار الثنائي من ناحية أنَّ الخلية الأم تختلف في خصائصها عن الخلايا الناتجة عن التَّكاثر.
الأكياس
تتشكَّلُ الأكياس (بالإنجليزيَّة: Cysts) بترسُب مواد السائل النووي عند جدار الخلية الأم، وبعد تراكمها تنفصل عن الخليَّة الأم وتتصرَّف مثلها تمامًا، وأكثر أنواع البكتيريا المتَّبعة لطريقة الأكياس في التكاثر هي البكتيريا الآزوتية (Azotobacter).
التحوصُّل
تُسْتَعْمَلُ طريقة التحوصل (بالإنجليزيَّة: Endospore) في الظروف البيئيَّة السيئة كالجفاف والمجاعات، وعندما تُهاجم الجراثيم الخليَّة، وفيها يتكوَّن بوغ واحد يسمّى بالحويصلة، وعندما تتوقف الظروف السيئة والهجوم ينقسم هذا البوغ ليُشكِّل خليَّة بكتيرية كاملة.
سلوكيات البكتيريا
لُوحظت البكتيريا أول مرة عن طريق العالم الهولندي أنتوني فان ليفينهوك في ثمانينات القرن السادس عشر الميلادي، وبعد الكثير من السنوات رُصدت سلوكيات البكتيريا جميعها، وهي كما يأتي:
تتحرَّك البكتيريا عن طريق خيط أو سوط طويل يمتد طوله عِدَّة آلاف نانومتر، وبعرض 30 نانومتر، أي أنّ هذا السوط أطول بكثير من جسم البكتيريا، ممَّا يسمح للخلية بالتحرُك عشر أضعاف طولها في الثانية.
تتحرّك البكتيريا بشكلٍ شبيه بحركة المُحَرِّك؛ فسوطها يدور بنظامٍ دائري عن طريق حركة الهيدروجين أو أيونات الصوديوم موجبة الشحنة خارج الخَليَّة، كما يتحرك داخلها بعكس اتجاه عقارب الساعَة.
تَنْتشرُ البكتيريا في الأوساط المُحيطة عن طريق تقْنية النانو، وهي مُحاولة بناء آلات حركية صغيرة وسريعة الانتشار.
أماكن عيش البكتيريا
تَعيشُ البكتيريا في كافة مناطق الكرة الأرضية؛ في الصخور، والأتربة، والمُحيطات، وداخل الثلوج في القُطب الشمالي، كما تعيشُ داخل أجسام الكائنات الحيّة بما في ذلك النباتات والحيوانات، كما عُثر عليها بأعدادٍ كبيرة في الجسم البشري، ويُذكر أنّ الخلايا البكتيرية تتركّز في بطانة الجهاز الهضمي أكثر من بقية أجزاء الجسم.
فوائد البكتيريا
تَجْعَلُ البكتيريا الحياة أكثر سهولة، ولا يُمكن العيش دونها بسبب الفوائد الكثيرة التي تحملها، وفيما يأتي الفوائد الخاصة لبعض أنواع البكتيريا :
- المساعدة على هضم الطعام وتصنيع الفيتامينات عند الإنسان.
- البكتيريا ضروريَّة لدورات الكربون والنيتروجين في البيئة.
- صناعة الغاز الحيوي كالميثان.
- تصنيع الأدوية كاللقاحات والمُضادات الحيويَّة.
- قتل أمراض وآفات النبات.
- تنظيف النفايات السامة والتسربات النفطية.
- صناعة الأطعمة المخمَّرة.
- استخدامها في العلاج الجيني؛ لنقل الجينات الطبيعية إلى الخلايا البشريَّة.
أضرار البكتيريا
تُعدُّ البكتيريا كائنات مُفيدة غالبًا، ولكن يوجد العديد من الأضرار والأمراض الناتجة عن سموم بعض أنواعها، وتتمثّل بعض أضرارها بالتسبب فيما يأتي:
- التسمم الغذائي.
- التهاب الحلق.
- السل.
- التهابات العنقوديات.
- التَسممُّ المعوي بسبب مرض الكوليرا، والذي ينتشر في الماء بسبب بكتيريا تُسمَّى الفلاجيلا.
