How big is Найбільша бактерія?

Thiomargarita magnifica — це бактерія, що росте у вигляді тонких білих ниток у карибських мангрових заростях. Коли науковці описали її в 2022 році, вона була найбільшою з відомих бактерій. Кожна нитка — це одна клітина завдовжки в середньому близько 9 міліметрів і до 2 сантиметрів. На відміну від майже всіх інших бактерій, її можна побачити без мікроскопа.

Розмір

Більшість бактерій мають завдовжки близько 2 мікрометрів; мікрометр — це тисячна частка міліметра. До 2022 року найбільші відомі бактеріальні клітини сягали близько 750 мікрометрів (0,75 міліметра). Клітини спорідненого виду, Thiomargarita namibiensis, сягають такого розміру, а в середньому мають 180 мікрометрів. Дослідники, які описали T. magnifica, написали, що вона приблизно в 50 разів більша за всі інші відомі гігантські бактерії.

У їхньому дослідженні нитки з бруньками на кінчику мали завдовжки в середньому 9,7 міліметра, а деякі сягали 20 міліметрів. В опублікованій статті середню довжину клітини вказано як понад 9 000 мікрометрів, тобто понад 9 міліметрів. Дослідники отримали тривимірні зображення цілих ниток за допомогою рентгенівського випромінювання та лазерних мікроскопів. Вони з’ясували, що кожна нитка — це одна суцільна клітина без перегородок, окрім самого кінчика, де нитка відшнуровує від однієї до чотирьох дрібних дочірніх клітин.

Порівняння розмірів

Середня клітина приблизно в 4 500 разів довша за бактерію E. coli, завдовжки близько 2 мікрометрів.
Якби бактерію E. coli збільшили до висоти людини зростом 1,7 метра, то T. magnifica в тому самому масштабі мала б завдовжки близько 7,7 кілометра. Це більша частина висоти Евересту, яка становить 8 849 метрів.
Середня клітина приблизно в 12 разів довша за найбільші клітини спорідненого виду T. namibiensis.
Середня клітина приблизно такої самої довжини, як зелене кавове зерно, яке в середньому має 9,6 міліметра завдовжки.
Найдовші клітини, завдовжки 2 сантиметри, мають приблизно таку саму довжину, як діаметр пенні США.

Як одна клітина виростає такою великою

Очікується, що бактерії залишаються крихітними, бо переміщують речовини всередині клітини шляхом дифузії, тобто повільного розходження молекул. Дифузія добре працює лише на відстані кількох мікрометрів. Дослідники вважають, що незвичайна будова T. magnifica допомагає їй обійти частину цих обмежень.

Близько 73 відсотків об’єму кожної клітини займає великий центральний мішок, який називають вакуолею. Цитоплазма, робочий вміст клітини, утворює лише тонкий шар завтовшки близько 3 мікрометрів по краю. Цей шар містить багато дрібних відсіків, оточених мембранами. У цих відсіках зберігається ДНК клітини та апарат для виробництва білків. Дослідники назвали їх «пепінами» (англ. pepins) за аналогією з дрібними насінинами в таких плодах, як кавун чи ківі.

Таких відсіків у бактерій раніше не бачили. Клітина також містить багато копій свого геному — повного набору генів: за оцінками, 37 000 копій на міліметр довжини, або близько 740 000 у клітині завдовжки 2 сантиметри.

Де вона живе й чим живиться

Бактерію знайшли в мілких солоних мангрових заростях на Гваделупі, острові в групі Малих Антильських островів у Карибському басейні. Вона росте скупченнями білих ниток, прикріплених до затонулих листків червоного мангрового дерева Rhizophora mangle. Назва magnifica вказує на її виняткові розміри.

Її геном має завдовжки близько 12 мільйонів пар основ; пара основ — це один щабель «драбини» ДНК. Це стільки ж, скільки в геномі пекарських дріжджів. Цей геном містить багато генів для отримання енергії зі сполук сірки та для створення поживних речовин із вуглекислого газу.