Az élővilág rendszere - Baktériumok és Archaeák

Baktériumok (Bacteria)

A baktériumokat régen egy bizonyos festékkel való elszíneződésük alapján Gram-pozitív és Gram-negatív csoportokba sorolták. A Gram-pozitív baktériumok legismertebb képviselői a Firmicutes és Actinobacteria csoportokba (a rendszertani csoportra a klád és a taxon kifejezést is lehetne használni, most a nyelvezet egyszerűsítése végett engedjék meg nekem a csoport kifejezés használatát) tartoznak és egyetlen membránjukon kívül vastag sejtfal veszi őket körül. A Gram-negatív baktériumok legismertebb csoportja a proteobaktréiumok, amelyek két membránnal rendelkeznek, amely között egy vékonyabb sejtfal található.

Gram-negatív és Gram-pozitív bakteriális sejt vázlatos rajza

A baktériumok rendszertana a genetikai hasonlóságon alapul, amit egyelőre igen kevés morfológiai (alaktani) és fiziológiai (élettani) hasonlóság támaszt alá. Éppen ezért igen kevés közös jellemzőről írhatunk, bár mára elindult egy folyamat, amelyben például a genomszerveződésben találnak hasonlóságokat, s ezek beépülnek a csoportok jellemzésébe.
Alapvetően két nagy csoportra oszthatóak a baktériumok. Az egyik a Gracilicutes csoport, ami a proteobaktériumokat is tartalmazza. A másik csoportnak nincs külön neve és nem teljesen biztos, hogy monofiletikusak (azaz, hogy tényleg egy leszármazási vonalhoz tartoznak). Ezen második csoporthoz tartoznak a Gram-pozitív baktériumok.
Bár a következőkben főleg a betegségeket okozó baktériumokat emelem ki, fontos tudni, hogy a baktériumok zöme nem támadja az embert, sőt igen sok hozzá tartozik az egészséges bőrhöz, bélflórához. Bennünk és rajtunk is milliószám élnek baktériumok, sőt több bakteriális sejt van bennünk, mint emberi.

A baktériumok rendszertana. Bevallottan sok kérdés van még a bakteriális rendszertanban, ez egy interpretációja az ismert adatoknak.

Terrabacteria szupertörzs

Az ismert Gram-pozitív baktériumokat is tartalmazó szupertörzs, ami nevét onnan kapta, hogy a tagjai zömében szárazföldiek. A három legismertebb csoportról írok itt csak.

Firmicutes

A Firmicutes törzs a vastag, merev sejtfaláról kapta nevét. Ide tartoznak olyan kórokozók, mint a gennykeltő Staphylococcus aureus, a tetanuszt okozó Clostridium tetani (gyorsan jegyezzük meg, hogy a tetanusz véletlen fertőzés eredménye, a baktérium magában nem akar emberben szaporodni) vagy a lépfenét okozó Bacillus anthracis. Természetesen nem csak kórokozók tartoznak ide, a bélflóránkban is igen sok baktérium található ebből a baktériumcsoportból. Említsük meg itt a reklámok által is ismertté tett Lactobacillus casei-t.

Actinobacteria

A csoport valaha a sugárgombák nevet viselte, a gombákhoz természetesen nincs közük. Legismertebb tagjai a Streptomyces nemzettségbe tartoznak, amelyek a sztreptomicin nevű antibiotikumot termelik. Az Actinomyces nemzetség tagjai főleg talajlakó, lebontó elágazó fonalakat képző baktériumok, de egyes tagjai az egészséges hüvelyflórának is a részei. A Bifidobacterium nemzetség tagjai közül sok része az egészséges bélflórának, s pozitív hatásai miatt ételekkel is magunkhoz vesszük (Bifidus essensisről hallottatok ugye? olyan baktérium természetesen (?) nincs). Ebbe a csoportba tartozik a torokgyíkot (diftériát) okozó Corynebacterium diphtheriae, a leprát okozó Mycobacterium leprae és a tuberkolózist okozó Mycobacterium tuberculosis.

Cianobaktériumok (Cianobacteria)

A cianobaktériumok nevüket kékes színükről kapták, amelyet a fotoszintetikus pigmentjeik adnak nekik. Ez a baktériumcsoport tartalmazza a legismertebb oxigént termelő fotoszintézisre képes baktériumokat. Az őseik felelősök az oxigéndús légkörünkért, ami az élet keletkezésekor még oxigént csak nyomokban tartalmazott. Egyik ősüket kebelezték be az elsődleges plasztisszal rendelkező élőlények (Archaeplastida) ősei s váltak így a plasztisszá.

Gracilicutes

Proteobacteria

Nevük Próteusz görög isten nevéből ered, aki nagyon sok alakot képes felvenni. A csoport tagjai alaktanilag igen sokfélék. A legismertebb Gram-negatív baktériumok ide tartoznak. Ide tartozik A BAKTÉRIUM az Escherichia coli (E. coli). A legelterjedtebben használt bakteriális modell szervezet, s így a legtöbbet erről a baktériumról tudunk. legtöbb leszármazási vonaluk a bélflóra részei, némelyek ételmérgezést okoznak. Olyan kellemetlen tagjai vannak a csoportnak, mint a Salmonella, Vibrio cholerae (kolera okozója), Yersinia pestis (pestis okozója) vagy a gyomorfekélyben részt vevő Helicobacter pylori.

PVC szupertörzs

Nevüket nem a poli-vinil-kloridról kapták, hanem három fő csoportjukról a Planctomycetes, Verrucomicrobia és Chlamydiae csoportokról. A legelőször leírt szupertörzs az övéké, azaz elsőként sikerült rokonság alapján bakteriális törzseket egybe vonni. Mára, mint látjuk több ilyen szupertörzset is leírtak. Egyedül a Chlamydiae csoportban találunk patogéneket, ott mindegyikük sejtekben élősködő parazita. A Chlamydia trachomatis szexuálisan terjedő betegséget okoz. A Planctomycetes csoport egyes tagjai úgy tűnik rendelkeznek belső membránrendszerrel és egy membrán veszi körbe a genetikai állományukat (a baktériumok zömétől ellentétben, ahol belső membránrendszer nem igazán van).

FCB szupertörzs

Nevüket a Fibrobacteres-Chlorobi-Bacteroidetes csoportokról kapták. A Bacteroidetes csoport tagjai megtalálhatók a szájunkban és a vastagbélben, ritkán válnak kórokozóvá. A Fibrobacteres csoport tagjai segítik a kérődzőket a cellulóz lebontásában (az állatok a növényi sejtfalat alkotó cellulózt nem képesek bontani, azt a növényevők tápcsatornájában élő baktériumok bontják) A Chlorobi csoportot magyarul zöld kénbaktériumoknak nevezzük, fotoszintézisre képesek, de oxigént nem termelnek.

Archaeák

Az Archaeák törzsfája.

Az Archaeákat kinézetre sokáig baktériumnak tekintették, bár membránjuk felépítése más. Amikor genetikai állományuk markáns eltérése kiderült, az Archaebaktérium, azaz ősbaktérium nevet kapták. Ma a kutatók többsége szerint azonban inkább fiatalabbak a baktériumoknál, mintsem ősibbek (a biológiában persze semmi nem ilyen egyszerű, s van, aki az ősiségük mellett teszi le a voksot). Hogy a baktériumokkal ne keverjük őket, a nevükből is kikerült a "-bacteria" utótag.


Általánosságban elmondhatjuk, hogy nagyon keveset tudunk az archaeákról. Nagyon nehezen tenyészthetőek, s így a legtöbb nem megfigyelhető. A DPANN szupertörzs szinte teljes egészében olyan fajokból áll, amelyeket soha senki nem látott, csak a DNS-üket sikerült kihalászni a tengerből. Ezt hívják metagenom elemzésnek. Kiszednek valahonnan vizet, talajmintát, vagy valamit amit éppen vizsgálni akarnak, s kinyerik belőle a DNS-t. Ezt felszaporítják és a nukleotid sorrendet meghatározzák (megszekvenálják). A DNS alapján akár azt is meg lehet mondani, hogy feltehetőleg milyen enzimei vannak az adott élőlénynek, s, hogy mely más élőlényekhez hasonló. Az új törzsek leírása arra enged következtetni, hogy az archaeák jelentős részét még nem ismerjük, nem is fedeztük fel.


Talán ismereteink hiánya az oka, hogy patogén Archaeát nem ismerünk, s ismerve a tudomány működését, ez egyben konzerválja tudásunk csekély voltát. Ami embert nem bánt, azt kevéssé kutatják. A betegítés hiánya azért is érdekes, mert a bélflóránkban találhatóak Archaeák, tehát élnek emberrel és állatokkal együtt ilyen élőlények.

Euryarcheota

Ide tartoznak a bélflóra metánt termelő tagjai (metanogének), egyes extrém sós környezetben élő archaeák és néhány magas hőmérsékleten élő egysejtű. Az eredetileg leírt két archaea csoport egyike.

TACK szupertörzs

Legelőször a Crenarchaeota és az Euryarchaeota törzsbe soroltak minden ismert Archaeát. Az előbbi csoportot később tovább osztották, illetve hozzá közel álló újonnan megismert csoportokból alakult a TACK szupertörzs.


A  Crenarchaeoták az extrém meleg vizes élőhelyeken fordulnak elő. Ez 70-113 °C-ot jelent! A savas környezetet kedvelik, s zömük képes a kén oxidációjával energiát szerezni.


A Thaumarchaeoták talaj-, hőforrás és tengerlakó, ammóniát oxidáló, autotróf élőlények. Mindegyikük képes az ammóniát nitritté oxidálni aerob (oxigénes) körülmények között. A jellemzően nagyon meleg környezetben élő Crenarchaeotákhoz képes közepesen meleg (nekünk a termálvíz vagy forró fürdőnek megfelelő hőmérsékleten) élőhelyeket kedvelik.


Az Aigarchaeota és Korarchaeota csoportok jellemzően csak metagenom alanízisból ismertek, s így szinte semmi közös jellemzőt nem mondhatunk el róluk. 

DPANN szupertörzs

Ez a szupertörzs csak metagenom elemzésekből "ismert" szervezetek alapján lett javasolva. Egyetlen tényleg ismert tagja a Nanoarchaeota törzsbe sorolt Nanoarchaeum equitans. Ez az apró sejt az Ignicoccus hospitalis nevű archaea külsejéhez tapadva tölti létét.

---

Az élővilág rendszere - Áttekintés
Eukarióták - Excavata és Podiates
Eukarióták - Corticates