SPIRILOS: KLASYFIKACJA I MORFOLOGIA - BIOLOGIA - 2026

W espirilos , ściśle mówiąc, są Gram-ujemne bakterie w spiralę. Najprostsze można znaleźć w środowiskach wodnych, zwłaszcza w wodach stojących, chociaż można je również znaleźć w miejscach niezdrowych. Ponieważ do życia potrzebują niewiele tlenu, mówi się, że są bakteriami mikroaerofilnymi.

Ogólnie rzecz biorąc, istnieją trzy główne typy morfologii bakterii: pałeczki, ziarniaki i spiralne. Nie oznacza to jednak, że wszystkie bakterie spiralne są spirali.

Spirylla. Praca Wolframm Adlassnig. Wikimmedia commons.

W rzeczywistości ta sekcja będzie poświęcona dostarczeniu informacji o mało znanych spirylach (ściśle mówiąc) z tego rodzaju bakterii. Przedstawimy również inne nieco bardziej znane, należące do gatunków o złożonej nazwie.

Z klasyfikacyjnego punktu widzenia, chociaż istnieje wiele bakterii o morfologii spiralnej, jedynymi spirylami są te należące do rodzaju Spirillum lub do innych rodzajów, których nazwa używa przyrostka -spirillum. Oznacza to, że kolejną bakterią spiralną, która nie jest spirilą i nie zostanie tutaj omówiona, jest Helicobacter pylori.

Spirilos nie powinien być również mylony z krętkami. Chociaż mogą wykazywać podobieństwa morfologiczne, należą do różnych typów bakterii. Krętki obejmują ludzkie bakterie chorobotwórcze, takie jak Treponema pallidum, czynnik wywołujący kiłę.

Klasyfikacja

Spirale nie są naturalną grupą, która służy jako podstawa do racjonalnej klasyfikacji bakterii. Raczej nawiązują do formy, która od dawna fascynowała mikrobiologów.

Wiele różnych bakterii z różnych kladów filogenetycznych ma kształt spirali (luźny sens). Tutaj porozmawiamy tylko trochę o tych, które według nazewnictwa i oczywiście formalnie nazywane są spirillą w ścisłym tego słowa znaczeniu. Wyglądają jak korkociągi, a inne bakterie, które wyglądają jak one, ale nie są takie same, są spiralne.

W obrębie rodzaju najprostszej spirilli Spirillum rozpoznano co najmniej cztery gatunki: S. winogradskyi, S. volutans, S. pleomorphum i S. kriegii.

Inni kandydaci, zwykle izolowani z próbek środowiskowych, czekają na potwierdzenie. Uważa się, że niektóre z nich są stosowane jako stymulatory wzrostu roślin oraz do odtruwania gleby zanieczyszczonej żelazem.

Bakterie z rodzaju należą do rodziny Spirillaceae i jest to jedyny rodzaj, który tworzy tę rodzinę. Spirilli w tej grupie to betaproteobacteria.

Inne proteobakterie, które obejmują spirilli, to te należące do rodziny Rhodospirillaceae. W tej rodzinie znajdujemy niesiarkowe purpurowe bakterie. Do tej grupy alfaproteobakterii należą magnetobakterie z rodzaju Magnetospirillum. Do tej grupy należą również bakterie z rodzaju Azospirillum wiążące azot.

Na koniec należy jeszcze raz przypomnieć, że istnieją inne bakterie o morfologii spiralnej - ale z biologicznego punktu widzenia nie są one spirilami. Na przykład krętki należą nawet do innego typu (Spirochaetes) niż krętki (Proteobacteria).

Chociaż są również proteobakteriami (nie alfa ani beta), te z rodzaju Helicobacter są bakteriami spiralnymi z rodziny Helicobacteraceae.

Morfologia

Spirale należą do największych znanych bakterii. Są wydłużone i mają spiralny kształt ze względu na ich spiralną budowę morfologiczną.

Wiele z tych bakterii ma również zestaw wici na obu końcach. Dzięki nim bakterie te mogą doświadczać ruchu obrotowego i poruszać się z dużą prędkością.

Mogą osiągnąć długość 60 mikronów i zmienną średnicę od 1,4 do 1,7 mikrona. Każdy spiralny obrót, tak jakby był ruchem śruby, może obejmować od 1 do 5 zwojów na raz.

Kształt spirali jest uwarunkowany genetycznie iw wielu przypadkach zależy od manifestacji pojedynczego genu. W przypadku wielu bakterii spiralnych o patogennym stylu życia kształt spirali ma decydujące znaczenie dla zjadliwości i patogenności.

W przypadku ścisłych spirytusów i innych o podobnym kształcie utrata kształtu nie wydaje się wpływać na zdolność przetrwania i przystosowania się.

Niektóre duchy i znaczenie dla środowiska

Magnetospirilli, podobnie jak te należące do rodzaju Magnetospirillum, mają tę szczególną cechę, że dzielą je z kilkoma innymi Gram-ujemnymi: są magnetotaktyczne.

Oznacza to, że mogą orientować się w polu magnetycznym: pasywnie ustawiają się w linii i aktywnie płyną wzdłuż pola magnetycznego. Ta orientacja jest osiągana dzięki obecności wewnątrzkomórkowej struktury zwanej magnetosomem.

Bakterie tego typu i ich magnetosomy stanowią niezastąpiony naturalny nanomateriał do wielu zastosowań w przemyśle, nauce i technologii.

Istnieją inne spirale, na przykład z rodzajów Rhodospirillum i Azospirillum, które pobudzają wzrost roślin lub wpływają na wiązanie azotu atmosferycznego.

Bez wątpienia są one biologicznym kluczem w cyklu tego podstawowego elementu planety. Bakterie z tego rodzaju nadają również tolerancję lub odporność na stres biotyczny lub abiotyczny.

Czy duchy środowiskowe są ważne z medycznego punktu widzenia?

Przynajmniej jeden gatunek Spirillum może zarazić ludzi poprzez kontakt z fizjologicznymi pozostałościami gryzoni, które są nosicielami bakterii. Może powodować chorobę zwaną gorączką ukąszeń szczurów. Leczenie zwykle obejmuje stosowanie antybiotyków beta-laktamowych.

Inne bakterie nie spiralne, jak już wspomniano, są również ważnymi patogenami. Jednak w obrębie rhodospirillae stwierdziliśmy, że niektóre rodzaje z rodziny Rhodospirillaceae zawierają bakterie, które są patogenami oportunistycznymi u ludzi.

Oznacza to, że nie są one ścisłymi patogenami, których sposób życia wymaga pasożytowania na innych żywych istotach. Jednak w szczególnych okolicznościach mogą to zrobić i spowodować chorobę. Ogólnie rzecz biorąc, okoliczności te obejmują depresję układu odpornościowego osoby dotkniętej chorobą.

Bibliografia

1. Fukami, J., Cerezini, P., Hungria, M. / (2018) Azospirillum: korzyści, które wykraczają daleko poza biologiczne wiązanie azotu. AMB Express, 8:73.
2. Krieg, NR, Hylemon, PB (1971) The taxonomy of the chemoheterotrophic spirilla. Annual Review of Microbiology, 30: 303-325.
3. Lee, A. (1991) Organizmy spiralne: czym one są? Mikrobiologiczne wprowadzenie do Helicobacter pylori. Scandinavian Journal of Gastroenterology Supplement, 187: 9–22.
4. Mathuriya, AS (2016) Bakterie magnetotaktyczne: nanodrivers of the future. Critical Reviews in Biotechnology, 36: 788-802.
5. Ojukwu, IC, Christy, C. (2002) Gorączka ukąszenia szczura u dzieci: opis przypadku i przegląd. Scandinavian Journal of Infectious Diseases, 34: 474–477.
6. Vargas, G., Cypriano, J., Correa, T., Leão, P., Bazylinski, DA, Abreu, F. (2018) Zastosowania bakterii magnetotaktycznych, magnetosomów i kryształów magnetosomów w biotechnologii i nanotechnologii: Mini-Review. Molecules, 23. doi: 10.3390 / Molecules23102438.