Dat Anton van Leeuwenhoek op 7 september 1674 een paar piepkleine diertjes in een waterdruppel had bekeken. Wat bedoelde u met het concept van kleine diertjes? In veel van onze artikelen verwijzen we naar deze organismen. Lees verder om uw reis te beginnen in de fascinerende wereld van het onzichtbare.

“Ze zijn met het blote oog niet waarneembaar en en waren zo talrijk dat het water leek te leven”. Uit een eenvoudig monster water concludeerde Anton Leeuwenhoek dat er minuscule levende organismen waren die onmogelijk met het blote oog konden worden waargenomen. Met behulp van een rudimentaire microscoop beschreef hij de eerste micro-organismen.

o_Leeuwenhoek
Een wereld microscopische tekeningen van Leeuwenhoek over wat hij beschreef als piepkleine diertjes. (Foto: Miguel Vicente, Madrimasd).

Het begrip micro-organisme verwijst naar een heterogene groep organismen die alleen met behulp van microscopen kunnen worden weergegeven, omdat ze kleiner zijn dan de gezichtsgrenzen van de mens (ongeveer 0,1 mm). Zij kunnen prokaryotisch (bacteriën), eukaryotisch (protozoa, algen, schimmels…) en zelfs entiteiten acellulair zijn, zoals het geval zou zijn bij het virus. Deze organismen worden gemeten in onderdeeltjes van de metro, meer bepaald in micrometers (μm, duizendste van een millimeter) en nanometers (nm, miljoenste van een millimeter).

mc3baltiplos-delmetro
De onderdeeltjes van de metrotabel (foto: Science Park).

Deze kleine afmetingen hebben hun voordelen: een hoge oppervlakte-volumeverhouding. Deze factor heeft een belangrijk biologisch effect. Zo hebben de kleinere cellen de neiging sneller te groeien en zich sneller te vermenigvuldigen als gevolg van een snelle uitwisseling van voedingsstoffen. Kleiner zijn daarentegen bevordert een snellere evolutie, aangezien een snellere vermenigvuldiging de frequentie van mutaties aanzienlijk verhoogt (vergeet niet dat mutaties de grondstof van de evolutie zijn). Bovendien passen micro-organismen zich sneller aan de omgeving aan.

Laten we eens kijken naar de verschillende maten die in deze grote groep micro-organismen kunnen worden aangetroffen. In de onderstaande afbeelding zien we een eenvoudige vergelijking tussen de verschillende organismen en cellen.

tamaño
Verschillende schaalgroottes van micro-organismen en cellen. (Foto: Isabel Etayo).

BACTERIA

Deze groep prokaryoten wordt gekenmerkt door een grootte die meer dan 700 μm en 0,2 μm omvat. Er zij op gewezen dat deze groep uiteenlopende morfologieën vertoont en dat sommige daarom worden gemeten naar diameter (bolvormige bacteriën of kokosnoten) of naar dikte en hoogte (langwerpige bacteriën of bacillen). De gemiddelde grootte van een prokaryoot ligt tussen 0,5 μm en 4 μm. De bacterie Escherichia coli is meestal ongeveer 2 μm x 1 μm groot. In een kleine ruimte, zoals de diameter van de punt die er aan het eind van deze zin staat, zouden zo’n 500 E. coli passen.

universidad_granada
Vergelijkend diagram van de grootte van verschillende bacteriën. (Foto: Universiteit van Granada).

De grootste bekende bacterie is Thiomargarita namibiensis. Deze prokaryoot werd in 1999 in Namibië gevonden. Hij heeft een doorsnede van 750 μm (0,75 mm), zodat hij met het blote oog bijna zichtbaar is. Deze micro-organismen zijn meestal zo groot als een of ander opslagmechanisme voor voedingsstoffen, in dit geval zwavel. Een ander mooi voorbeeld is dat van Epulopiscium fishelsoni met een grootte van 600 μm. Rechts op de foto hieronder zien we de vergelijking van deze laatste met E. coli.

t-nami
A. Foto van Thiomargarita namibiensis, van ongeveer 750 micrometer. B. Vergelijking tussen Epulopiscium fishelsoni en E. coli. (Foto’s: Wetenschapsbeleid)

Het hebben van een microscopische grootte is niet alleen maar een voordeel, het ligt voor de hand dat er een ondergrens moet zijn. Grootte kleiner dan 0,15 μm bij een bacterie zou bijna onmogelijk zijn. Mycoplasma pneumoniae is de kleinste bacterie, met een diameter van 0,2 μm. Dit is een bacterie zonder celwand die op veel verschillende manieren kan worden ingekocht. Als we het voorbeeld van het laatste punt volgen, zou bij een diameter van 1 mm de grootte van 5000 bacteriën van Mycoplasma pneumoniae passen.

VIRUSSEN

In het algemeen zijn virussen veel kleiner dan bacteriën. Ze hebben meestal afmetingen van 20 tot 300 nm. Een virus kan dus wel honderd keer kleiner zijn dan een bacterie als E. coli.

fig1
Vergelijking van de afmetingen van verschillende virussen en E. coli. (Foto: diversidad microbiana)

Het grootst bekende virus is het Mimivirus. Dit heeft een diameter van 600 nm (groter dan Mycoplasma pneumoniae). Op de onderstaande afbeelding ziet u de vergelijking tussen de grootte van dit reuzenvirus en Rickettsia conorii (bacterie die Boutonneuse-koorts bij de mens veroorzaakt).

mimi-conorii
Vergelijking tussen Mimivirus en Rickettsia conorii. (Foto: byte Size Biology)

Het poliovirus is een van de kleinste virussen die bekend zijn, met een grootte van 20 nm (0,02 μm). Als we zouden kunnen nagaan hoeveel poliovirussen er op de punt van het einde van de zin zouden passen, zouden we zo’n 50000 poliovirusdeeltjes vinden.

MICROSCOPISCHE EUKARYOTEN

In Protozoa blijft de grootte gevarieerd. De gemiddelde grootte is meestal 250 μm. Toch kunnen kleine protozoa als bacteriën worden aangetroffen (tussen 2 en 3 μm, zoals bij voorbeeld de Leishmania of Babesia) of grote protozoa die met het blote oog zichtbaar zijn (vanaf 16 mm in het geval van Porospora gigantea). In het geval van Leishmania kan men zien dat bijna honderd lichaampjes (dunne pijl) kunnen leven binnen een macrofaag van een 30 μm (grove zwarte pijl).

preview
Leishmania binnen een macrofaag (zwarte pijl). De staaf vertegenwoordigt ongeveer 20 micrometer. (Foto: Thatawan Pothirat).

Microscopische schimmels, zoals gisten, hebben een grootte van 6-20 μm. De bekendste gist is Saccharomyces cerevisiae met een grootte die schommelt tussen de 6 en 12 μm, afhankelijk van het rijpingsstadium. In de onderstaande afbeelding zien we een voorbeeld heel duidelijk.

_2a858f0f_1360aa12e70__8000_000000
Grootte van de cellen van Saccharomyces cerevisiae. (Foto: Easy notes).