7 września 1674 Anton van Leeuwenhoek powiedział obserwując kilka maleńkich zwierzątek w kropli wody. Co odnosiliście do pojęcia maleńkich zwierzątek? W wielu naszych artykułach odnosimy się do tych organizmów. Czytaj dalej, aby rozpocząć swoją podróż w fascynujący świat tego, co niewidzialne.

„Są niezauważalne gołym okiem i obfitowały w taki sposób, że woda wydawała się żywa.” Na podstawie prostej próbki wody Anton Leeuwenhoek doszedł do wniosku, że znajdują się w niej maleńkie żywe organizmy, których nie można było zaobserwować gołym okiem. Z pomocą rudymentarnego mikroskopu opisał pierwsze mikroorganizmy.

o_Leeuwenhoek
Mikroskopowe rysunki świata Leeuwenhoek nad tym, co opisał jako maleńkie zwierzęta. (Zdjęcie: Miguel Vicente, Madrimasd).

Pojęcie mikroorganizmu odnosi się do heterogenicznej grupy organizmów, które mogą być wyświetlane tylko z pomocą mikroskopów, ponieważ mają rozmiary niższe niż granice wzroku człowieka (około 0,1 mm). Mogą to być organizmy prokariotyczne (bakterie), eukariotyczne (pierwotniaki, algi, grzyby…), a nawet bezkomórkowe, jak w przypadku wirusów. Organizmy te mierzy się w podwielokrotnościach metra, a dokładniej w mikrometrach (μm, tysięczna część milimetra) i nanometrach (nm, milionowa część milimetra).

mc3baltiplos-delmetro
Tablica podwielokrotności metra (fot. Park Naukowy).

Ten mały rozmiar ma swoje zalety: wysoki stosunek powierzchni do objętości. Czynnik ten ma ważny efekt biologiczny. Na przykład mniejsze komórki mają tendencję do szybszego wzrostu i namnażania się ze względu na szybką wymianę składników odżywczych. Z drugiej strony, zmniejszone rozmiary sprzyjają szybszej ewolucji już z tego względu, że szybsze namnażanie się znacznie zwiększa częstotliwość mutacji (pamiętajmy, że mutacje są surowcem ewolucji). Ponadto mikroorganizmy szybciej przystosowują się do środowiska.

Przyjrzyjmy się różnym rozmiarom, które można znaleźć w tej dużej grupie mikroorganizmów. Na poniższym obrazku możemy zobaczyć proste porównanie różnych organizmów i komórek.

tamaño
Różne mikroorganizmy i komórki skala wielkości. (Zdjęcie: Isabel Etayo).

BACTERIA

Ta grupa prokariotów charakteryzuje się wielkością, która obejmuje więcej niż 700 μm i 0,2 μm. Należy zaznaczyć, że grupa ta prezentuje zróżnicowaną morfologię i dlatego niektóre z nich mierzone są według średnicy (bakterie kuliste lub kokony) lub według grubości i wysokości (bakterie wydłużone lub pałeczki). Średnia wielkość prokariota wynosi od 0,5 μm do 4 μm. Bakteria Escherichia coli ma zwykle wielkość około 2 μm x 1 μm. W małej przestrzeni, jak średnica punktu, który jest na końcu tego zdania zmieściłoby się około 500 E. coli.

universidad_granada
Schematy porównawcze wielkości różnych bakterii. (Zdjęcie: Uniwersytet w Granadzie).

Największą znaną bakterią jest Thiomargarita namibiensis. Ta prokariota została znaleziona w Namibii w 1999 roku. Jej rozmiar to 750 μm średnicy (0,75 mm), więc są prawie widoczne gołym okiem. Mikroorganizmy te zazwyczaj są tak duże jak jakiś mechanizm magazynowania składników odżywczych, w tym przypadku siarki. Innym doskonałym przykładem jest Epulopiscium fishelsoni o wielkości 600 μm. Po prawej stronie poniższego zdjęcia możemy zobaczyć porównanie tego ostatniego z E. coli.

t-nami
A. Zdjęcie Thiomargarita namibiensis, o wielkości około 750 mikrometrów. B. porównanie Epulopiscium fishelsoni i E. coli. (Photos: Science Policy)

Mając mikroskopijne rozmiary nie ma samych zalet, oczywiste jest, że powinna istnieć dolna granica. Rozmiary mniejsze niż 0,15 μm u bakterii byłyby prawie niemożliwe. Mycoplasma pneumoniae jest najmniejszą bakterią, o średnicy 0,2 μm. Jest to bakteria bez ściany komórkowej, którą można nabyć na wiele różnych sposobów. Podążając za przykładem ostatniego punktu, przy średnicy 1 mm zmieściłoby się 5000 bakterii wielkości Mycoplasma pneumoniae.

WIRUSY

Ogólnie, wirusy mają rozmiary znacznie mniejsze niż bakterie. Zazwyczaj ich rozmiary wahają się od 20 do 300 nm. Tak więc wirus może być nawet sto razy mniejszy niż bakteria taka jak E. coli.

fig1
Porównanie rozmiarów różnych wirusów i E. coli. (Zdjęcie: diversidad microbiana)

Największym znanym wirusem jest Mimivirus. Prezentuje on 600 nm średnicy (większy niż Mycoplasma pneumoniae). Na obrazku poniżej, można zobaczyć porównanie wielkości tych gigantycznych wirusów i Rickettsia conorii (bakteria, która powoduje gorączkę Boutonneuse u ludzi).

mimi-conorii
Porównanie pomiędzy Mimivirus i Rickettsia conorii. (Zdjęcie: byte Size Biology)

Wirus Polio jest jednym z najmniejszych wirusów, jakie są znane, o wielkości 20 nm (0.02 μm). Gdybyśmy mogli zaobserwować, ile wirusa polio zmieściłoby się w punkcie końca zdania, znaleźlibyśmy około 50000 cząsteczek wirusa polio.

MIKROSKOPOWE EUKARYOTY

W Protozoa wielkość pozostaje zróżnicowana. Średnia wielkość wynosi zwykle 250 μm długości. Mimo to można znaleźć małe pierwotniaki jak bakterie (między 2 a 3 μm, jak na przykład Leishmania lub Babesia) lub duże pierwotniaki widoczne gołym okiem (od 16 mm w przypadku Porospora gigantea). W przypadku Leishmania widać jak prawie sto ciałek (cienka strzałka) może żyć wewnątrz makrofaga o wielkości 30 μm (gruba czarna strzałka).

preview
Leishmania wewnątrz makrofaga (czarna strzałka). Pasek reprezentuje około 20 mikrometrów. (Zdjęcie: Thatawan Pothirat).

Grzyby mikroskopowe, takie jak drożdże, obejmują rozmiary 6-20 μm. Najbardziej znanym drożdżakiem jest Saccharomyces cerevisiae o wielkości oscylującej między 6 a 12 μm w zależności od stadium dojrzałości. Na poniższym zdjęciu możemy zobaczyć przykład bardzo wyraźny.

_2a858f0f_1360aa12e70__8000_000000
Rozmiar komórek Saccharomyces cerevisiae. (Fot. Łatwe notatki).

.