مقدمة عن البكتيريا
البكتيريا عبارة عن كائنات حية مجهرية وحيدة الخلية تلعب دورًا حيويًا في النظم البيئية لكوكب الأرض. تتميز بقدرتها على التكيف مع الظروف القاسية، بما في ذلك الضغط العالي والحرارة الشديدة. جسم الإنسان موطن لعدد هائل من البكتيريا، معظمها مفيد وضروري لصحة الإنسان.
على الرغم من أن بعض أنواع البكتيريا ضارة وتسبب الأمراض، إلا أن الغالبية العظمى منها تعتبر مفيدة. يقدر عدد الخلايا البكتيرية في جسم الإنسان بأكثر من 10 أضعاف عدد الخلايا البشرية.
تصنيفات البكتيريا
تصنف البكتيريا إلى عدة أنواع رئيسية بناءً على شكلها. فيما يلي شرح مفصل لكل نوع:
البكتيريا ذات الشكل الكروي
تتميز هذه البكتيريا بشكلها الكروي، وتُعرف علميًا باسم المكورات (Cocci). توجد غالبًا في شكل أزواج أو سلاسل. من الأمثلة عليها المكورات الرئوية التي تسبب الالتهاب الرئوي، والمكورات البنية التي تسبب مرض السيلان. يمكن تشبيهها بحبات الخرز المتصلة ببعضها البعض.
البكتيريا ذات الشكل العصوي
تتميز البكتيريا العصوية بشكلها الأسطواني، وتُعرف علميًا باسم العصيات (Bacilli). تتواجد عادة في شكل حزم مربعة أو مكعبة، ومعظمها يتميز بنهايات مدببة. بعض السلالات من هذا النوع تتواجد على شكل سلاسل طويلة.
البكتيريا الشبيهة بالفاصلة
تتميز هذه البكتيريا بشكلها المنحني الذي يشبه الفاصلة. من الأمثلة عليها بكتيريا الكوليرا التي تسبب مرض الكوليرا. تُعرف علميًا باسم فيبريو (Vibrios).
البكتيريا الملتوية أو الحلزونية
تضم هذه المجموعة نوعين رئيسيين:
- البكتيريا الملتوية (Spirochaete): تتميز بشكلها الرفيع والطويل، وتتحرك بشكل دائري لتتمكن من الدخول إلى الأنسجة المبطنة والأماكن اللزجة. تسبب بعض أنواعها مرض القراد.
- البكتيريا الحلزونية (Spirilla): تتميز بشكلها الحلزوني الذي يشبه المفتاح، حيث يلتف جسم الخلية حول الألياف المركزية المعروفة باسم الفتيل المحوري.
طريقة تصرف البكتيريا
تتميز البكتيريا بنشاطها في البيئة التي تعيش فيها، حيث تقوم بمجموعة من السلوكيات والنشاطات بمجرد دخولها إلى بيئة جديدة. من أهم هذه السلوكيات:
- الإفراز: تفرز البكتيريا مواد كيميائية تعمل على تهيئة البيئة وتعديلها لتناسب معيشتها. غالبًا ما تكون هذه المواد عبارة عن بروتينات ذات خصائص إنزيمية تساعدها على تحليل وهضم الأغذية المتوفرة حولها.
- التلألؤ البيولوجي: بعض أنواع البكتيريا التي تعيش في الماء تنتج ضوءًا لجذب الكائنات البحرية المختلفة نحوها.
- السلوك الاجتماعي: تتواجد البكتيريا غالبًا مجتمعة مع بعضها البعض ككائنات متعددة الخلايا، وتقوم بوظائفها المختلفة ضمن سلوك اجتماعي تعاوني يساعدها على تحقيق الانقسام الخلوي، وتكوين خط دفاعي ضد التهديدات، وزيادة قدرتها على تكوين أنواع جديدة.
- الحركة: تتحرك البكتيريا بأساليب مختلفة حسب أنواعها، فمنها من تمتلك الأسواط التي تمكنها من التحرك في البيئة السائلة، ومنها من تعتمد على الحركة المنزلقة أو الحركة عن طريق الارتعاش.
أين تعيش البكتيريا؟
تنتشر البكتيريا في جميع أنحاء الكرة الأرضية، وتتواجد في أماكن متنوعة، بما في ذلك:
- التربة، وبين الصخور، وداخل المحيطات.
- داخل ثلوج القطب الشمالي.
- داخل أجسام بعض الكائنات الحية كالإنسان، حيث تتواجد داخل جهازه الهضمي.
- في النباتات الميتة، حيث تساعد في تدوير العناصر الغذائية.
أساليب تغذية البكتيريا
تنقسم طرق تغذية البكتيريا إلى نوعين رئيسيين:
- ذاتية التغذية: تحصل البكتيريا ذاتية التغذية على غذائها بواسطة طرق متعددة، على عكس البكتيريا غيرية التغذية التي تعتمد فقط على المركبات العضوية. تشمل طرق التغذية الخاصة بالبكتيريا ذاتية التغذية:
- تحويل الطاقة الضوئية: تمتص البكتيريا طاقة الضوء وتستخدمها في عملية التمثيل الضوئي لتوليد الطاقة الخلوية. إذا أنتجت الأكسجين، تُسمى التغذية الهوائية، وإذا لم تنتج الأكسجين، تُسمى التغذية اللاهوائية.
- تحويل الطاقة الكيميائية: تحصل البكتيريا على الطاقة الكيميائية من البيئة المحيطة وتحولها إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) لاستخدامه في وظائفها الخلوية. من الأمثلة عليها بكتيريا الكبريت.
- المركبات غير العضوية: تحصل البكتيريا على غذائها من خلال المركبات غير العضوية، وتحصل على الكربون الخلوي من ثاني أكسيد الكربون.
- غيرية التغذية: تعتمد البكتيريا غيرية التغذية على امتصاص الجزيئات العضوية للحصول على الطاقة اللازمة، مثل الحيوانات والفطريات. تبحث هذه البكتيريا عن المصادر العضوية للكربون، مثل الدهون والسكريات والأحماض الأمينية. من الأمثلة عليها البكتيريا الرمية.
تستخدم البكتيريا الرمية الأنزيمات لتحليل المواد العضوية الميتة واستخراج الطاقة منها. تُعرف هذه البكتيريا باسم المحللات، وتلعب دورًا رئيسيًا في النظام البيئي.
آليات تكاثر البكتيريا
تتكاثر البكتيريا بعدة طرق، منها:
- الانشطار الثنائي: تنقسم الخلية الواحدة إلى خليتين متساويتين. تتكاثر المادة الوراثية، ثم تنقسم الخلية. تعتبر هذه الطريقة الأسرع، حيث تنقسم الخلية في غضون 20-30 دقيقة.
- التكاثر بالأبواغ: يحدث في الظروف القاسية مثل الجفاف ونقص الغذاء. يتكون البوغ داخل الخلية البكتيرية، وعند الإنبات ينتج خلية بكتيرية جديدة.
- التكاثر بالأكياس: تترسب طبقة إضافية حول جدار الخلية الأم، ومع مرور الوقت تتصرف هذه الأكياس مثل الخلية الأم.
- التبرعم: يتشكل برعم صغير في أحد جوانب الخلية، ويزداد حجمه تدريجيًا إلى أن يصبح بحجم الخلية الأم، ثم ينفصل البرعم مكونًا خلية جديدة.
- التكاثر بالكونيديات: تتشكل الكونيديا في الجزء العلوي من البكتيريا، وبعد انفصالها عن الأم تنتج كونيديوم.
المزايا التي تقدمها البكتيريا
للبكتيريا العديد من الفوائد، منها:
- هضم الطعام في الجهاز الهضمي للإنسان.
- إنتاج الأكسجين من قبل بعض الأنواع، واستخدامها في تصنيع المضادات الحيوية.
- الدخول في عملية تصنيع الأغذية التي تحتاج للتخمير، مثل اللبن الزبادي.
- تحليل الجثث والأجساد الميتة، مما يساهم في استمرارية عمل النظام البيئي.
- إطلاق ثاني أكسيد الكربون الذي يمكن النباتات من النمو.
العيوب و المخاطر الناتجة عن البكتيريا
على الرغم من فوائدها، إلا أن البكتيريا قد تتسبب في:
- إنتاج السموم داخل الجسم.
- إلحاق الضرر بأنسجة جسم الإنسان.
- التسبب ببعض الأمراض مثل التهاب الحلق، والالتهاب العنقودي، ومرض الكوليرا، ومرض السل.
- التسبب أحيانًا بحالات التسمم الغذائي.
المراجع
- Bettie J. Graham,”Bacteria”,NIH
- Aparna Vidyasagar , Stephanie Pappas (14/10/2021),”What are bacteria?”,LIVESCIENCE
- Kara Rogers,”bacteria”,Britannica
- Leann Mikesh (18/12/2018),”5 Different Types of Bacteria”,Health fully
- “Motile Behavior of Bacteria”,physics today
- “BACTERIA”,MICROBIOLOGY SOCIETY
- Martine Altidor (4/6/2018),”Nutritional Types of Bacteria”,SCIENCING
- “Reproduction in Bacteria: 5 Methods (With Diagram)”,BIOLOGY DISCUSSION
- Amber Erickson Gabbey (8/7/2015),”Bacteria”,healthline
