Πηγή:
εδώ
Απ’όπου πήρα και το άρθρο για τους
πρώτους ζωντανούς οργανισμούς στη γη.

Μετάφραση: Bolko

Η ανωτερότητα του γλοιού

Ο γλοιός είναι μια μη δεόντως εκτιμημένη όψη της βιολογίας των βακτηρίων. Οι βακτηριολόγοι έχουν δουλέψει για δεκαετίες με καθαρές εργαστηριακές καλλιέργειες, αλλά τα βακτήρια συνήθως δεν παράγουν γλοιό σε συνθήκες εργαστηρίου. Στη φύση, όλα τα βακτήρια εκκρίνουν γλοιό. Η πραγματική βακτηριακή κυτταρική μεμβράνη μπορεί να εκρίσει από πάνω της είτε ένα άκαμπτο εξώτερο επικαλυπτικό στρώμα (που λανθασμένα πολλές φορές αποκαλείται εξώτερο κυτταρικό τοίχωμα) είτε ένα εξωκυτταρικό επικαλυπτικό στρώμα, το γλυκοκάλυκα, μια πλεγμένη μάζα ινών πολυσακχαριτών (γλοιό ή βλένα ή μύξα) ο οποίος μπορεί να περιβάλει ένα μόνο κύτταρο, μια ομάδα κυττάρων, ή και τα δύο.
Ο γλοιός είναι χρήσιμος στα βακτήρια για πολλούς λόγους. Επιτρέπει περιορισμένη κίνηση για ένα κύτταρο έτσι ώστε να μπορεί να βρει τη σωστή θέση στο μικροπεριβάλλον ακόμα και χωρίς εμφανή κινητικά όργανα. Ο γλοιός προστατεύει έναντι της ακτινοβολίας, έτσι τα κύτταρα που εξαρτώνται από τη φωτοσύνθεση σε ρηχά νερά είναι λιγότερο εκτεθημένα σε επιβλαβή υπεριώδη ακτινοβολία. Η διάχυση των αερίων ίσως είναι 10000 φορές βραδύτερη μέσα από γλοιό παρά από νερό, έτσι είναι ευκολότερο για ένα γλοιώδες βακτήριο να επιβιώσει περιόδους διακυμάνσεων στην εξωτερική χημεία. Φυσαλίδες αερίων μπορούν να παγιδευθούν στο γλοιό και να χρησιμοποιηθούν για καλούς προσαρμοστικούς λόγους, όπως στους στρωματόλιθους. Ο γλοιός είναι κολλητικός και χημικά δραστικός. Επιτρέπει τα βακτήρια να προσκολλώνται δυνατά σε επιφάνειεςοι οποίες ποικίλουν από ανθρώπινα δόντια ή πνεύμονες έως έντερα βοοειδών και βράχους στην ακτή.
Σ’ένα υψηλότερο επίπεδο, ο γλοιός βοηθά στη δημιουργία σύνθετων δομών. Τα βακτηριακά κύτταρα μπορούν να διαιρεθούν μέσα στο γλοιώδες επικάλυμμά τους, έτσι δημιουργούνται μικροαποικίες και μετά αποικίες ως αυξανόμενα μεγαλύτερες μονάδες, καλά κολλημένες μεταξύ τους. Ο γλοιός βοηθά στην παγίδευση ιζήματος και θρεπτικών συστατικών. Σταθερές κοινότητες βακτηρίων μπορούν ν’αντέξουν χημική, φυσική ή φαρμακολογική διαταραχή, είτε δημιουργούν φωτοσυνθετικές πλάκες στην ακτογραμμή αλμυρών λιμνοθαλασσών είτε μάζες πλάκας στα δόντια.
Μερικές φορές τα βακτήρια διαφορετικών ειδών ελκύονται για να δημιουργήσουν μία κοινότητα μέσα σ’ένα κοινό γλοιώδες επικάλυμμα. Διαφορετικά βακτήρια μπορούν να δράσουν αποτελεσματικά μαζί. Για παράδειγμα, ένα είδος θα διασπάσει οργανικά μόρια, απελευθερώνοντας υδρογόνο για μεθανογόνα αρχαία, τα οποία χρησιμοποιούν το υδρογόνο για να παραγάγουν μεθάνιο. Κοινότητες βακτηρίων βοηθούν την πέψη της τροφής στα στομάχια των μυρηκαστικών και βοηθούν στην κατασκευή στρωματολίθων. Τα βακτήρια συνήθως αναπτύσσονται γρηγορότερα σε κοινότητες παρά μόνα τους. Κοινότητες βακτηρίων του πεπτικού συστήματος μπορεί ακόμα να δράσουν στο ζώο ξενιστή τους ώστε να παραγάγει σάκχαρα γι’αυτά.
Γλοιός παράγεται από βακτήρια που μολύνουν πληγές και άρρωστους ιστούς στους ανθρώπους. Για παράδειγμα, στην οστεομυελίτιδα και την αρθρίτιδα, ή όπου μεταλλικά ή πλαστικά υλικά έχουν εμφυτευθεί για ιατρικούς σκοπούς σε ανθρώπους, τα βακτήρια αποικίζουν εκτεθημένες επιφάνειες που δεν προστατεύονται από άθικτες κυτταρικές μεμβράνες. Οι μολύνσεις με σταφυλόκκοκο προκύπτουν όταν εκατομμύρια των βακτηρίων αυτών καλύπτουν μολυσμένες επιφάνειες σε μια γλοιώδη πλάκα. Το πιο σοβαρό ιατρικά είναι ότι ο γλοιός μονώνει τα βακτήρια από την επαφή με αντιβιωτικά.
Κάποια κυανοβακτήρια σήμερα αποθηκεύουν οξυγόνο σε φυσαλίδες μέσα στο γλοιώδες επικάλυμμά τους. Οι παγιδευμένες φυσαλίδες είναι πολύ χρήσιμες: λειτουργούν ως αποθήκη οξυγόνου κατά τη διάρκεια του σκότους ώστε το βακτήριο να αναπνέει τη νύχτα, αποτοξικοποιούν όποια θειική ένωση που διαχέεται στο μικροπεριβάλλον και μπορεί να αναστείλουν την ανάπτυξη κοντινών αναερόβιων βακτηρίων. Είναι εύκολο να φανταστούμε πρώιμα κυανοβακτήρια να χρησιμοποιούν την ικανότητά τους ν’ανέχονται τ’οξυγόνο, μετά να εξελίσσονται να χρησιμοπούν το γλοιό ως αμυντική ασπίδα και μετά ως επιθετικό όπλο στο ανταγωνιστικό περιβάλλον των στρωματολίθων.
Ο γλοιός άρα είναι κάτι βασικό στην επιτυχία πολλών βακτηρίων, για πολλούς και διαφορετικούς λόγους. Πόσο παλιός είναι; Γλοιός συγκρατούσε βακτηριακές πλάκες πριν 3500000000 χρόνια στους στρωματολίθους της Ουαραγούνα, άρα είναι τόσο παλιός όσο τα παλαιότερα γνωστά κύτταρα. Τα κύτταρα της Ουαραγούνα που έχουμε έχουν διατηρηθεί επιδή είχαν πολύ άκαμπτο εξώτερο κυτταρικό επικάλυμμα. Το άκαμπτο επικάλυμμα είναι μια προστατευτική επιφάνεια η οποία είτε καλύπτεται από γλοιό είτε εναλλακτικά αποτελείται απ’αυτόν. Ίσως τα βακτήρια υπήρχαν πολύ καιρό πριν εξελίξουν ένα εξώτερο επικάλυμμα. Ίσως ως τότε χρησιμοποιούσαν το απλότερο εναλλακτικό του γλοιού.
Θα μπορούσε ο γλοιός να είναι τόσο παλιός όσο η ίδια η ζωή; ίσως ο γλοιός εξελίχθηκε πριν ακόμα κι απ’την κυτταρική μεμβράνη μεταξύ πρωτοκυττάρων προσκολλημένων σε σωματίδια αργίλου. ένα γυμνό γονίδιο σε γλοιό πολυσακχαριτών ίσως θα τα πήγαινε αρκετά καλά, ειδικά αν ήταν φωλιασμένο ανάμεσα στα σωματίδια ενός αργιλικού ορυκτού στο βυθό της θάλασσας.

Εγώ όπου αλλού έχω ψάξει αναφέρει ότι τα βακτήρια έχουν κυτταρικό τοίχωμα κανονικά και μόνο σ’αυτό το άρθρο το λέει εξωτερικό κυτταρικό επικάλυμμα.

Advertisements