Největší bakterií na světě je “namibijská sirná perla”

V usazenině na mořském dnu Pobřeží vraků (Skeleton Coast, záliv, v kterém je potopeno množství vraků ztroskotaných lodí) v Namibii byla objevena dosud největší známá, okem viditelná bakterie.

Objevitelkou je dr. Heide Schultz z Max Planckova institutu pro mořskou mikrobiologii v Brémách. Její pracovní skupina studovala neobvyklý druh sirné bakterie (druh Thioploca), která žije při pobřeží Chile a Peru. Neobvyklé je, že Thioplocavyužívá jako zdroj energie oba hlavní typy sločenin obsažených v pobřežních vodách, sirníky i dusičnany. To bylo považováno za výjimečné, protože zóny obsahující sirníky resp. dusičnany se zpravidla nepřekrývají. S cílem zjistit, zda se Thioplocavyskytuje i v jiných mořích, Schultzová se rozhodla prozkoumat vody při pobřeží Namibie, do nichž je, podobně jako v Chile, splavováno velké množství nitrátů, a které proto obsahují hodně biomasy, kterou bakterie rozkládají.

V usazenině, odebrané v hloubce 100 m, byly nalezeny neobvyklé zářící útvary, které vypadaly jako šňůry bílých perel. Pod mikroskopem se ale ukázalo, že jde o zatím nikdy neviděné obrovské bakterie, pod jejichž stěnou charakteristicky září zrna síry.

Další studium pak ukázalo, že bakterie při svém metabolizmu stejně jako Thioplocavyužívají sirníky i dusičnany.

Nově objevená bakterie získává energii uvolněním jednoho elektronu ze sirníku. K tomu ovšem potřebuje akceptor elektronu, kterým je v prostředí bez kyslíku dusičnan. Dusičnany jsou ale obsaženy v povrchní vrstvě mořské vody. K bakteriím v usazenině na dně zálivu se dostanou jen při mořských bouřích, při kterých se horní vrstvy vody promísí se spodními. Bakterie, závislé na popsaném metabolizmu, proto musí být schopné vydržet dlouhá období bez přísunu dusíku.

Thiomargarita namibiensis("namibijská sirná perla") řeší tento problém unikátnám způsobem. Až 98% jejího obsahu tvoří zásoby dusičnanu, zatímco cytoplazma představuje jen tenkou vrstvičku při buněčné stěně. Pokusy v laboratoři ukázaly, že bakterie zůstávají životaschopné i po dvou letech uchovávání v 5 °C teplé mořské vodě, do které nebyly dodávány ani sulfity, ani nitráty. Přežívající buňky jsou ovšem relativně malé: jejich průměr je 50-110 µm, zatímco v optimálních podmínkách je asi 0,75 mm (celkový objem je pak asi 100x větší, než největších prokaryotních buněk). Netvoří také jinak typické dlouhé “řetízky perel”.

Thiomargarita namibiensisje blízce příbuzná druhu Thioploca, který je ale mnohem menší a mechanizmus získávání energie je u něj jiný.

Bakterie plní ekologicky významnou úlohu v pobřežních vodách s velkým obsahem dusičnanů, pocházejících ze zemědělství. Ty pak umožňují namnožení řas, které odčerpávají z vody kyslík a způsobují hromadný úhyn ryb. Činností sirných bakterií (rozkladem H₂S) se voda znovu stává netoxickou pro vyšší živočichy.

Zájem výzkumu se nyní soustřeďuje na otázku, zda by bylo možné tyto bakterie přenést i do jiných oblastí a využít je k čištění pobřežních vod.

Pro podrobnosti viz SCIENCE 284:415 a 493, 1999.