אנו מסבירים מהם חיידקים, הסוגים הקיימים ואיך המבנה שלהם. כמו כן, כמה דוגמאות וההבדלים ביניהן עם הנגיף.
מה הם חיידקים
חיידקים הם קבוצה גדולה של מיקרואורגניזמים פרוקריוטים (חסרי ממברנה התוחמת את גרעין התא) בצורות וגדלים אפשריים שונים. למרות שבעבר המונח "חיידקים" קיבץ את כל האורגניזמים הפרוקריוטים, כיום טקסונומיה הוא מחלק אותם לשתי קטגוריות: תחום החיידקים ותחום הארכיאה. שניהם מקובצים בממלכת העל או באימפריה פרוקריוטה, שנוצרה על ידי כל האורגניזמים הפרוקריוטים, המהווים את יצורים חיים הפרימיטיביים והשופעים שבהם כדור הארץ, מותאם כמעט לכל התנאים ו בתי גידול. כמה חיידקים יכולים אפילו לשרוד בתנאים קשים, כמו החלל החיצון.
פרוקריוטים מודרניים, שביניהם כולם חיידקים, הם צאצאים מיידיים של צורות החיים החד-תאיות הראשונות על הפלנטה, שהתעוררו בתנאים שונים מאוד מאלה של היום לפני כ-4,000 מיליון שנים.
חיידקים היו מעורבים, אולי בשל השפע שלהם, ברוב הקפיצות אֵבוֹלוּצִיוֹנִי טלפון נייד. לדוגמה, מאמינים שבאמצעות תהליכי אנדוסימביוזה, הם השפיעו על מקור ה- מיטוכונדריה (אברונים קיימים בכל תאים איקריוטיים) או כלורופלסטים (אברונים ייחודיים לאצות ו תאי ירקות).
ישויות חיות אלו מקיימות יחסים עם כמעט כל צורות החיים על הפלנטה, בין אם דרך מערכות יחסים של קומנסליזם (כגון חיידקים המתרבים על העור), הדדיות (כגון אלה שמשתפים פעולה עם העיכול של מזון במעי) או טְפִילוּת (כגורם לזיהומים ומחלות).
חיי חיידקים חיוניים בתהליכי הפירוק של חומר אורגני, הכרחי עבור מִחזוּר יסודות כגון פחמן או חנקן, ומהווים את הבסיס של שרשראות טרופיות של סביבות שונות.
חיידקים מתרבים במהירות ובאמצעות פרוצדורות א-מיניות, המורכבות משכפול של תָא הורה לשניים שווים בדיוק לה (פיצול בינארי). ההערכה היא שבסביבה נוחה, חיידק מסוגל להתחלק תוך 15-20 או 20-30 דקות, תלוי ב מִין.
סוגי חיידקים
חיידקים נחקרים על ידי בקטריולוגיה, ענף של מִיקרוֹבִּיוֹלוֹגִיָה. האם משמעת סיווג אותם לפי קריטריונים שונים:
- לפי המורפולוגיה שלו:
- בציליות מוארך בצורתו, כמו מוטות מיקרוסקופיים. ניתן למצוא בציליות גם בקבוצות של שניים או בחוטים.
- אגוזי קוקוס צורות כדוריות או עגולות. חיידקים דמויי קוקוס יכולים להופיע גם בזוגות (דיפלוקוקים), בקבוצות של ארבעה (טטרקוקים), בשרשראות (סטרפטוקוקיות), ובצבירים או אשכולות לא סדירים (סטפילוקוק).
- צורות סליליות. הם יכולים להיות: vibrios, בצורת פסיק ומעט מעוקלים; ספירלות, בצורת סליל קשיח או חולץ פקקים; או ספירושטים, בצורה של חולץ פקקים גמיש.
נפוץ בקרב חיידקים מאותו מין שהם מאמצים סוגים מורפולוגיים שונים, מה שנקרא "פלאומורפיזם".
- לפי הרכב דופן התא שלו:
- חיידקים גראם חיוביים. הם רוכשים א צֶבַע סגול או כחלחל כאשר נעשה שימוש בצבע הסגול הקריסטל, עקב נוכחות דופן תא מעובה.
- חיידקים גראם שליליים. הם מקבלים צבע ורדרד או אדום כאשר נעשה שימוש בצבע הסגול הקריסטל, עקב נוכחות דופן תא דק.
- לפי התזונה שלו:
- חיידקים פוטואוטרופיים. הם משתמשים ב אוֹר שֶׁמֶשׁ כמקור אנרגיה וחומרים אנאורגניים (בעיקר CO2) כמקור לפחמן.
- חיידקים כימואוטוטרופיים. הם משתמשים תרכובות אנאורגניות מופחת כמקור אנרגיה ו פחמן דו חמצני כמקור פחמן.
- חיידקים פוטוטרוטרופיים. הם משתמשים באור כמקור אנרגיה ובמולקולות אורגניות כמקור לפחמן.
- חיידקים כימוהטרוטרופיים. הם משתמשים במולקולות אורגניות כמקור לפחמן, שבו הם משתמשים גם כמגיב בתגובות להשגת אנרגיה.
ישנם סיווגים אחרים של חיידקים, אשר לוקחים בחשבון את בית גידול או המרכיבים הביוכימיים שלו.
מבנה של חיידקים
מבנה החיידקים החד-תאיים הוא בדרך כלל די פשוט. חיידקים מורכבים מתא בודד ללא ממברנה התוחמת את גרעין התא וכמעט ללא אברונים מוגדרים, אלא עם נוקלואיד (אזור לא סדיר שבו DNA חוזר של פרוקריוטים) ודופן תא פפטידוגליקן שמצפה את התא מחוץ ל קרום פלזמה. בנוסף, לעתים קרובות יש להם פילי (מבנים המעורבים בחילופי חומר גנטי בין חיידקים) או דגלים לתנועה (במקרה שהם ניידים). לחיידקים מסוימים יש גם קפסולות, מבנה מגן נוקשה שנמצא מחוץ לדופן התא.
מפוזרים ב ציטופלזמה חיידקים הם הריבוזומים (בהם הסינתזה של חֶלְבּוֹן) ויש בדרך כלל גם פלסמידים (מולקולות DNA קטנות שאינן כרומוזומליות) ו-vacuoles קטנים (שמתפקדים כמאגרים לחומרי רזרבה). לחיידקים מסוימים יש תאים פרוקריוטיים, אברונים פרימיטיביים המוקפים בקפלים של קרום הפלזמה לכיוון הציטופלזמה, המיועדים למשימות ביוכימיות ספציפיות בתוך התא, בהתאם לחילוף החומרים שלהם.
דוגמאות לחיידקים
חיידקים הם האורגניזמים הנפוצים ביותר על פני כדור הארץ והם מגוונים ביותר. לאורך האבולוציה הם הצליחו להסתגל לכל מיני סביבות וזו הסיבה שהם נמצאים בכל בתי הגידול היבשתיים והמימיים, אפילו בקיצונים שבהם, כמו מעיינות חומציים והאוקיינוס העמוק.
מקובל מאוד לחשוב על חיידקים כעל אורגניזמים פתוגניים המסוגלים לגרום למחלות זיהומיות. בעוד שחלקם מזיקים, ישנם רבים אחרים שאינם מזיקים או אפילו מועילים. לדוגמה:
- אי קולי. זהו חיידק גרם שלילי הנפוץ בדרכי העיכול של ה- בן אדם ואחרים בעלי חיים בעל דם חם. זנים מסוימים של חיידק זה מסוגלים, בזמנים מסוימים, לגרום לזיהום.
- Neisseria gonorrhoeae. זהו גונוקוק הגורם לזיבה, זיהום המועבר במגע מיני בבני אדם.
- Bacillus anthracis. זהו חיידק חסר תנועה, גרם חיובי, המייצר נגעים שחורים שניתן לזהות על העור (קרבונקל).
- סורנגיום תאית. זהו חיידק גרם שלילי נפוץ ביותר ב קרקעות וחילוף חומרים לא מזיק.
- קלוסטרידיום בוטולינום. זהו גורם סיבתי לבוטוליזם. חיידק זה מפריש רעלן עצבי שגידולו ידוע בקופסאות שימורים (פחיות מנופחות המשחררות גזים בפתיחה הן סימפטום ברור) ומזונות שימורים אחרים.
- לקטובצילוס אסידופילוס. זהו חיידק חומצת חלב, תושב הדדי של המעי האנושי ואחר יונקים. כתוצאה מחילוף החומרים שלו, חיידק זה מספק יתרונות שונים שכן הוא מסייע לעיכול, מגביר את הזמינות הביולוגית של חומרי הזנה ועוזר לשמור על מערכת העיכול נקייה ממיקרואורגניזמים פתוגניים.
- לקטובצילוס אסידופילוס. זהו סוג של חיידקים שהם תושבים סימביוטיים של מערכת העיכול האנושית. תורם לייצור ויטמין K, ויטמין B12, פולאט וביוטין.
הבדלים בין וירוסים לחיידקים
למרות שהם צורות ההדבקה הידועות והשכיחות ביותר לבני אדם, הווירוסים והחיידקים שונים בתכלית.
ההבדל העיקרי קשור לשלך מִבְנֶה וגודל: בעוד חיידקים אורגניזמים חד-תאיים שגודלו נע בין 0.5 ל-5 מיקרומטר אורך, וירוסים הם יצורים תאיים פשוטים ואלמנטריים הרבה יותר, שאינם מסוגלים להתרבות אלא על ידי הדבקה של תאים אחרים שמתפקדים כמפעלי העתק ויראלי, לאחר שחוסנו ב-DNA הנגיפי הפולש.
נכון לעכשיו, הקהילה המדעית לא ממש מסכימה אם הווירוסים באמת חיים, בגלל כמה קיומם פרימיטיבי, שהוא לא הרבה יותר ממולקולת DNA או RNA עטוף בשכבה של חֶלְבּוֹן. מסיבה זו אנטיביוטיקה לא פועלת על וירוסים אלא על חיידקים; בעוד אנטי-ויראלים ואנטי-רטרו-ויראלים משמשים אך ורק למלחמה בזיהומי וירוסים.