Небольшое сообщение о хищных бактериях. Необычные бактерии

Бактерии увлекательные микроорганизмы. Многие люди думают о них как о виновниках болезней. Это правда, что некоторые микроорганизмы могут сделать нас больными, но многие безвредны и даже полезны. Исследователи обнаружили, что некоторые микроорганизмы имеют удивительные способности, которые интересны сами по себе, и могут быть в будущем полезны для человека.

Несмотря на то что большинство бактерий состоят из одной микроскопической клетки, они не так просты, как считалось ранее. Бактерии могут общаться друг с другом и координировать свои действия. Некоторые из них могут выжить в экстремальных условиях окружающей среды, в которых человек не выживет; другие могут производить свет, а некоторые могут обнаруживать магнитные поля и реагировать на них. Существуют и бактерии хищники, нападающие на других бактерий.

В данной статье описаны необычные особенности некоторых известных бактерий. Ученые исследуют природу, находят новые микроорганизмы и узнают больше о ранее выявленных. Вскоре они могут обнаружить много удивительных фактов о микробах, в нашем мире.

Национальный парк Йеллоустоун: оранжевая область состоит из термофильных микробов, которые содержат оранжевые пигменты, называемые каротиноидами

Исследования показали, что бактерии делятся на две отдельные группы, исходя из их различных характеристик. Эти группы называют царствами или доменами эубактерий и архебактерий. В последней схеме классификации, archaeons (члены домена археи) не считаются бактериями.

Экстремофилы: жизнь в экстремальных условиях окружающей среды

Некоторые бактерии живут в экстремальных условиях и называются экстремофилы. «Экстремальные» условия (по человеческим меркам) с очень высокой или очень низкой температурой, с высоким давлением, соленостью, кислотностью, щелочностью, высоким уровнем излучения, или при отсутствии кислорода.

Это цветная фотография бактерии Escherichia coli. Некоторые штаммы этой бактерии заставляют нас болеть, а другие полезны для нашего кишечника.

Микробы, известные как archaeons часто живут в экстремальных условиях. Archaeons похожи на обычные бактерии под микроскопом, но они генетически и биохимически очень отличаются. Часто называются бактериями, но большинство микробиологов считает, что этот термин неточный.

Термофильные бактерии живут вокруг ванны с пузырьками во впадинах Марианских островов.

Примеры экстремофильных бактерий

• Галофильные бактерии живут в соленой среде.
• Salinibacter ruber палочковидной формы, оранжево-красная бактерия, которая растет лучше всего, когда живет в водоемах, содержащих от 20% до 30% соли. (В морской воде содержится около 3,5% соли по весу.).
• Некоторые галофильные археи очень хорошо живут в воде, насыщенной солью, к примеру в Мертвом море, соляных озерах, природных солончаках, а также бассейнах для выпаривания морской воды. В таких местах могут развиться плотные популяции архей.
• Галофильные археи часто содержат пигменты, называемые каротиноидами. Эти пигменты придают клеткам оранжевый или красный цвет.
• Термофильные бактерии живут в горячих средах.
• Гипертермофильные бактерии живут в очень горячей среде, имеющей температуру не менее 60 С (140 F). Оптимальная температура для них превышает 80 С (176 F).
• Бактерии живущие вокруг гидротермальных источников в океане, чтобы выжить, нуждаются в температуре не менее 90 C (194 F). Гидротермальные жерла - это трещины в земной поверхности, из которых геотермически проступает вода.
• Некоторые археи выживают около глубоководных жерл при температуре более 100 С (212 F). Высокое давление предотвращает закипание воды.
• В 2013 году ученые обнаружили бактерии под названием halocryophilus planococcus, живущие в условиях вечной мерзлоты в высоких широтах Арктики. Бактерия воспроизводится при -15 C, это низкотемпературный рекорд. Эти существа могут выжить при -25 C.
• Deinococcus radiodurans, которых иногда называют «жесткими бактериями», могут выдержать холод, кислоту, обезвоживание, вакуум и радиацию в тысячу раз более сильную, чем может выдержать человек.

Бактерия Deinococcus radiodurans прекрасно себя чувствует в условиях повышенной радиации.

Биолюминесценция, светящиеся бактерии

Биолюминесцентные бактерии встречаются в морской воде, в отложениях на дне океана, на телах мертвых и разлагающихся морских животных, и у морских существ. Некоторые морские животные имеют специализированные световые органы, содержащие биолюминесцентные бактерии.

Фонарь глубоководной рыбы - это интересный пример животного, содержащего люминесцирующие бактерии. Есть целый ряд различных видов рыб с фонариками, принадлежащих к одному семейству (Anomalopidae). Рыбы имеют небольшой бобовидный орган под каждым глазом. Свет от органов загорается и гаснет как фонарик. У некоторых рыб свет «выключается» с помощью темной оболочки, покрывающей колонию бактерий и снова включается при снятии пленки. Действие мембраны напоминает веко. У другой рыбы колония с бактериями перемещается в карман в глазнице, чтобы скрыть свет.

Рыба-фонарь ведет ночной образ жизни. Она использует свой свет, чтобы общаться с другими рыбами и для привлечения добычи. Свет также помогает рыбе избежать хищников. Хищники часто путаются при включении и отключении света, им трудно найти рыбу и заметить как она меняет направление движения в воде.

Свет рыбы-фонаря производится бактериями, живущими в световом органе. Бактерии содержат молекулу под названием люциферин, которая светится при реакции с кислородом. Фермент люцифераза необходим для того, чтобы реакция произошла. Бактерии живут в световом органе рыбы-фонарь, получая питательные вещества и кислород из крови рыб.

Рыба-фонарик с биолюминесцентными бактериями

Рыба-фонарик на видео выше — Малый фонареглаз (лат. Photoblepharon palpebratum).

Общение между бактериями

Бактерии общаются друг с другом передачей сигнальных молекул между клетками. Сигнальные молекулы представляют собой химические вещества, вырабатываемые бактериями и связанные с рецепторами на поверхности других бактерий.

Исследователи обнаружили, что многие виды микроорганизмов способны обнаруживать сигнальные молекулы, которые присутствует в их среде. Этот процесс называется чувством кворума. Бактерии реагируют на химический сигнал только тогда, когда концентрация молекул достигает определенного уровня.

Если присутствуют всего несколько бактерий, уровень сигнальных молекул слишком мал и бактерии не реагируют на его присутствие. Если количество бактерий достаточное, они производят достаточно сигнальных молекул, чтобы вызвать специфический ответ. Тогда все бактерии одновременно реагируют таким же образом. Бактерии косвенно определяют плотность их населения и изменяют свое поведение, когда их собирается определенное количество — «кворум».

Чувство кворума позволяет бактериям координировать свои действия и оказывать сильное влияние на свое окружение. Например, патогенные бактерии (вызывающие болезни) часто способны сильнее атаковать тело, когда они координируют свое поведение.

Гавайский бобтейл-кальмар (Euprymna scolopes)

Чувство кворума у люминесцирующих бактерий

Гавайский короткохвостый кальмар интересно применяет люминесцирующие бактерии. Крошечный кальмар всего около дюйма длиной, ведет ночной образ жизни и прячется в песке или грязи. Ночью становится активным и питается в основном ракообразными, такими как креветки. Кальмар имеет легкий орган в нижней части ее тела, содержащий биолюминесцентные бактерии, которые называются Vibrio fischeri . Интересно что это единственный вид бактерии, которая была найдена в этом органе.

Бактериальные клетки вырабатывают сигнальные молекулы, известные как аутоиндуктор. Аутоиндуктор скапливается внутри небольшого органа, достигая критического уровня и активирует гены люминесценции бактерий. Этот процесс является примером чувства кворума.

Свет излучаемый бактериями, помогает сделать силуэт кальмара не видимым для хищников. Свет от колонии отражается от света, отражающегося в океан от луны и скрывает кальмара предохраняя его от тени.

Утром кальмар осуществляет процесс продувки. Большинство бактерий колонии выпускаются в океан. Те которые остаются, производят потомство. Когда наступит ночь, бактериальная популяция вновь достаточно концентрированна, чтобы производить свет. Ежедневное вентилирование означает, что бактерий никогда не станет так много, что они не смогут получить достаточно питания и энергии для производства света.

Бактерии в гавайском кальмаре

Бактерии и кальмары извлекают обоюдную выгоду от отношений. Кальмар камуфлируется когда бактерия активна. В качестве пищи бактерии используют аминокислоты и сахар. Также они защищены, пока находятся внутри кальмара.

Хищные бактерии

Хищные бактерии атакуют и убивают других бактерий. Исследователи обнаружили, что они широко распространены в воде и почве. Два примера этих бактерий описаны ниже.

• Vampirococcus живет в пресноводных озерах с высоким содержанием серы. Он поедает гораздо большие по размеру, пурпурные бактерии под названием Chromatium, поглощая жидкость из своей жертвы, убивает ее. Этот процесс напоминает ранее исследованных кровососущих вампиров и именно это стало идеей для названия бактерии.
• В отличие от Vampirococcus, Bdellovibrio bacteriovorus прикрепляется к другой бактерии, а затем входит в нее вместо того, чтобы оставаться снаружи.
• Она производит ферменты, переваривающие оболочку своей добычи, а также вращается, что позволяет ей практически просверливать свою жертву.
• Bdellovibrio размножается внутри своей добычи, а затем уничтожает ее.
• Хищник может плавать на скорости 100 своих размеров в секунду, что делает его одним из самых быстро движущихся, среди всех известных бактерий.

Некоторые исследователи изучают возможность использования этих организмов для уничтожения болезнетворных бактерий, вредных для человека.

Бактерия Bdellovibrio атакует кишечную палочку

Бактерии и магнитные поля

Ученые раньше не знали что некоторые бактерии могут обнаруживать магнитные поля. Ричард П. Блэкмор, ученый в Вудс-Холлского Океанографического Института открыл это явление в 1975 году. Магнитные бактерии, также называемые magnetotactic bacteria, выявляют и реагируют на магнитное поле Земли (или поле, создаваемое магнитом, размещенным рядом с ними).

• Блэкмор заметил, что некоторые микробы всегда перемещаются в сторону магнита, когда он наблюдает их под микроскопом.
• Он также заметил, что если поместить магнит рядом с горкой, эти бактерии всегда двигались в сторону северного полюса магнита.
• Магнитные бактерии содержат особые органеллы под названием магнетосомы.
• Магнетосомы содержат магнетит или грейгит, являющиеся магнитными кристаллами.
• Каждый магнитный кристалл представляет собой крошечный магнит, имеющий северный и южный полюс, как и другие магниты.
• Поскольку магниты притягиваются друг к другу противоположными полюсами, магнитные кристаллы в бактерии притягиваются к магнитному полю Земли.

Ученые исследуют способы, в которых магнитные свойства бактерий могут помочь людям.

Бактерии, двигающиеся в магнитном поле

Дальнейшие исследования бактерий

Бактерии - это мельчайшие организмы, живущие в различных местах обитания. Некоторые из этих мест обитания негостеприимны или почти недоступны для их исследования. Очень возможно, что еще не раскрыты удивительные способности бактерий, которые еще предстоит открыть, и что некоторые из этих способностей могут улучшить нашу жизнь. Результаты дальнейших исследований должны быть довольно интересными.

Если вы смогли прочесть до конца эту большую статью, значит вам вероятно было интересно. В рамках сайта невозможно написать все об этих существах, ведь их так много видов. Поэтому предлагаем еще одну статью, в которой собраны лишь самые . Только факты и ничего лишнего.

Крайне своеобразная группа хищных нитчатых бактерий впервые описана на уровне порядка Cyclobacteriales советским микробиологом Б. В. Перфильевым.

Клетки этих бактерий постоянно соединœены плазмодесмами. Большие группы клеток погружены в слизь и обладают способностью согласованно двигаться. В род диктиобактерий (Dictiobacter) были включены бактерии, образующие микроскопические скопления - бактериальные колонии, состоящие из 100- 200 отдельных довольно мелких клеток (1-6 мкм), связанных плазмодесмами (мостиками). Центральная полость этой группы заполнена гомогенной жидкостью. Во время движения колония захватывает живые микроорганизмы и переваривает их.

Рис. 67. Схема строения многоклеточных бактерий: 1 - Caryophanon и 2 - Oscillospira (по Пешкову, 1955).

Представители другого рода хищных бактерий - циклобактер (Gyclobacter) представляют из себятакже многоклеточные колонии палочек. Одной из трех стадий в цикле развития является ʼʼсетчатоарканнаяʼʼ, когда бактерия охотится, обволакивая жертву ʼʼкокономʼʼ из клеток и разрушает ее. Третьим родом хищных бактерий является тератобактер (Teratobacter, рис. 68). Б. В. Перфильев наблюдал у этой бактерии ловчее приспособление в виде петель, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ облегчает улавливание жертв, как правило, нитчатых бактерий (в частности, Beggiatoa).

Рис. 68. Устройство ловчего приспособления хищной бактерии Teratobacter (по Перфильеву, Габе, 1961).

Бактерии, подобные описанным, довольно легко обнаружить при постановке простейших опытов. Достаточно внести в колбу с водой небольшое количество богатой органическим веществом почвы или ила, чтобы спустя 10-15 дней на поверхности воды обнаружить микроскопления клеток, соединœенных плазмо-десмами в большие группы. Такая форма роста известна также под названием бактодерм, и ради объективности следует отметить, что убедительных доказательств в пользу хищной природы подобных скоплений (микроколоний) всœе еще недостаточно. Само существование таких многоклеточных агрегатов не вызывает сомнения и является формой существования в природе обычных сапрофитных бактерий.

Другим примером сложных нитчатых объединœений клеток могут служить обнаруженные В. И. Дудо и (1972) анаэробные неспорообразующие бактерии, формирующие сложно организованные колонии, состоящие из клеток, упорядоченных в нити, взаимно переплетенных. На почвенных частицах, взятых в качестве питательной среды, эти бактерии образуют воздушные колонии, напоминающие колонии акти-номицетов. При просмотре в сканирующем электронном микроскопе (микроскоп, работающий по принципу отраженного луча) видна сетчатая структура колоний (табл. 38). Отдельные клетки соединœены между собой с помощью перетяжек. Из-за задержки в делœении клеток перетяжки сохраняются долго. Некоторые колонии таких организмов имеют вид белого пушка, другие - окрашены. Οʜᴎ образованы клетками разных размеров. Эти организмы могут расти на поверхности стекла и минœералов в камерах, насыщенных парами воды. Возможно, такие микроколонии способны активно адсорбировать пары воды и запасать впрок, так как огромная ʼʼворсистаяʼʼ поверхность этих колоний вполне соответствует такой задаче. Большинство этих организмов могут развиваться на почвенных средах (агаризованная почва) с добавлением витаминов и других факторов роста.

Хищные бактерии отражают экологически адекватную (соответствующую среде обитания), но не обязательную форму роста. По-видимому, близки к этой группе и анаэробные нитчатые бактерии.

Порядок желœезобактерии(FERRIBACTERIALES)

Желœезо крайне важно всœем живым организмам. В природе оно существует в органических и неорганических соединœениях. Главную роль в круговороте желœеза в природе играют микробы.

Эти процессы идут по двум каналам: 1) минœерализация органических соединœений, содержащих желœезо, при участии гетеротрофных микроорганизмов; 2) окисление восстановленных (закисных) и восстановленных окисных соединœений желœеза.

Минœерализацию желœезосодержащих органических веществ проводят многочисленные гетеротрофные организмы (бактерии, грибы, акти-номицеты). Только специфические возбудители - хемолитоавтотрофы - способны осуществлять второй процесс. Это - представители рода Thiobacillus - грамотрицательных аэробных бактерий. Основной процесс, проводимый ими, описывается следующей схемой: 4Fe 2++ +4H + +02 -> 4Fe 3+ +2H20 Для одних кислотоустойчивых бактерий (выдерживают значения рН, равные 2,5) способность к хемолитотрофному образу жизни (получению энергии за счёт окисления ионов за-кисного желœеза) убедительно доказана. Таким организмом является представитель тионовых бактерий - Thiobacillus ferrooxidans. Для других ʼʼклассическихʼʼ желœезобактерий (к примеру, Gallionella ferruginea) таких данных нет. Возникает сомнение, являются ли они истинными желœезобактериями.

Рис. 69. Бактерии со слизистыми стебельками: 1 - Nevskia, 2 - Gallionella.

Порядок желœезобактерий объединяет сборную группу одноклеточных бактерий, способных аккумулировать соединœения желœеза и марганца в результате гетеротрофных процессов. Другие организмы, способные к окислению и восстановлению соединœений желœеза, отнесены к другим порядкам: серобактериям (род Thiobacillus) и нитчатым бактериям (род Leptothrix). Бактерии, отнесенные к порядку желœезобактерий, разделœены на 2 семейства. Многие представители этих семейств обладают своеобразной морфологией и сложным жизненным циклом.

Рис. 70. Схема строения типичной клетки стебельковой бактерии. КС - клеточная стенка, ЦМ - цитоплазматическая мембрана

Рис. 71. Типичные клетки бактерий рода Caulobacter. Электронная микрофотография. Увел. X 20 000.

Семейство желœезобактерии (FERRIBACTERIACEAE)

Клетки представителœей семейства обладают либо ложными слизистыми придатками, либо истинными стебельками - выростами цитоплазмы. Οʜᴎ широко распространены в природе, и прежде всœего в иле и воде пресных водоемов. Семейство представлено 6 родами.

Рис. 72. Стебельковая бактерия с нетипичным тонким стебельком. Увел. X 25 000.

Роды галлионелла и невския (Gallionella и Nevskia)

Семейство сидерокапсы (SIDEROCAPSACEAE)

Все организмы, объединœенные в семействе Siderocapsaceae, сходны между собой, являясь, по-видимому, разными экологическими формами одной или нескольких близких бактерий. Известны успешные попытки и описания указанных микроорганизмов в составе одного рода. В это семейство входят палочковидные или кокковидные (часто овальные клетки) неспоро-образующие гетеротрофные бактерии, образующие слизистую капсулу, пропитанную солями желœеза или марганца. Бактерии, принадлежащие к роду Siderocapsa, имеют небольшие клетки (1 - 2 мкм в диаметре), объединœенные в первичные капсулы (по 2-60 и более клеток). Эти капсулы с клетками (общий диаметр 10-20 мкм) объединяются в более сложные агрегаты, где и откладывается желœезо или марганец. Род Sideromonas объединяет палочковидные бактерии (длина клетки 2 мкм), имеющие капсулы и формирующие группы (пары, цепочки) и скопления. К семейству Siderocapsa-сеае были отнесены описанные в разное время микроорганизмы: род Siderosphaera (объединœены по 2 клетки в капсуле), род Sideronema (крупные палочки диаметром 5,0-6,5 мкм, соединœенные в цепочки и заключенные в капсулы). Три известных в литературе рода - Naumaniella, Ochrobium, Siderococcus - объединяют, подобные описанным выше, мелкие (диаметр клетки 2 мкм) палочки, не обладающие капсулами. Отложение окислов желœеза и марганца происходит прямо на клетках.

Быстрое распространение устойчивых к антибиотикам штаммов патогенных бактерий заставляет медиков и биологов искать новые подходы к борьбе с инфекциями. Одним из них может стать использование хищной бактерии Bdellovibrio . Эксперименты на личинках рыбы данио-рерио показали, что инъекция бделловибрионов повышает выживаемость личинок, зараженных патогенной бактерией Shigella flexneri . Хищный микроб проникает в клетки шигеллы и убивает их, снижая численность болезнетворных бактерий до такого уровня, с которым уже способна справиться иммунная система хозяина. При этом сами бделловибрионы не вредят здоровью рыбы. Они размножаются только в клетках своих жертв - патогенных бактерий, а затем постепенно элиминируются иммунной системой. Исследование показало принципиальную возможность эффективного применения бделловибрионов для лечения инфекций внутренних органов, вызываемых грамотрицательными бактериями.

В истории человечества был краткий миг, когда многим экспертам показалось, что проблема инфекционных заболеваний, вызываемых бактериями, решена раз и навсегда. Это было сразу после начала широкого применения антибиотиков. Но вскоре пришло разочарование: оказалось, что микробы способны быстро вырабатывать устойчивость к антибиотикам. Постепенно стало ясно, что для того, чтобы не проиграть эволюционную гонку вооружений с болезнетворными микроорганизмами, нужно не только разрабатывать новые антимикробные средства взамен тех, к которым микробы уже приобрели устойчивость, но и придумывать принципиально новые стратегии борьбы с инфекциями. В частности, большие надежды возлагаются на разработку «биологического оружия» против бактерий, то есть на использование их природных врагов, таких как бактериофаги (см.: К. Мирошников. Пожиратели бактерий ; интервью с К. Севериновым: Бактериофаги в борьбе с заражением продуктов).

Еще один естественный враг многих болезнетворных микробов - хищные бактерии, самой изученной из которых является Bdellovibrio bacteriovorus . Бделловибрионы проникают в клетку бактерии-жертвы, убивают ее (при этом клетка приобретает характерную округлую форму) и некоторое время размножаются в ней, а затем выходят на поиски новых жертв (рис. 1). В отличие от бактериофагов, обладающих высокой специфичностью (из-за этого вирус, эффективный против одного штамма патогенов, часто оказывается бесполезен против других), бделловибрионы успешно расправляются с широким кругом грамотрицательных бактерий , в том числе - с возбудителями опасных заболеваний. Bdellovibrio не использует специфические поверхностные белки жертвы для ее идентификации и не подбирает индивидуальных молекулярных «ключей» для атаки. Поэтому бактериям-жертвам должно быть труднее защититься от этого хищника, чем от антибиотика или фага (подобно тому, как мышам легче выработать устойчивость к яду, чем к кошке). Действительно, бесспорных случаев выработки у бактерий-жертв наследственной устойчивости к бделловибрионам пока не обнаружено.

Эти особенности делают бделловибрионов потенциально перспективным антибактериальным средством. Впрочем, за 53 года с момента их открытия (H. Stolp, M. P. Starr, 1963. Bdellovibrio bacteriovorus gen. et sp. n., a predatory, ectoparasitic, and bacteriolytic microorganism) дело так и не дошло до практического применения. Может быть, всё дело в том, что распространение устойчивых к антибиотикам патогенных бактерий еще не приобрело по-настоящему угрожающих масштабов. Но исследования в этом направлении потихоньку ведутся (R. E. Sockett, C. Lambert, 2004. Bdellovibrio as therapeutic agents: a predatory renaissance?).

Судя по имеющимся данным, бделловибрионы сами по себе безвредны для позвоночных. Показано, что пероральное применение бделловибрионов снижает численность сальмонелл в пищеварительном тракте цыплят (R. J. Atterbury et al., 2011. Effects of Orally Administered Bdellovibrio bacteriovorus on the Well-Being and Salmonella Colonization of Young Chicks), а введение их в легкие крыс помогает вылечить пневмонию, вызванную бактерией Klebsiella pneumoniae (K. Shatzkes et al., 2016. Predatory Bacteria Attenuate Klebsiella pneumoniae Burden in Rat Lungs). Кроме того, есть данные, указывающие на эффективность бделловибрионов как средства против глазных инфекций (R. M. Q. Shanks, D. E. Kadouri, 2014. Predatory prokaryotes wage war against eye infections).

Новое исследование британских микробиологов, результаты которого опубликованы в журнале Current Biology , впервые показало возможность эффективного применения инъекций бделловибрионов для борьбы с инфекциями внутренних органов.

Авторы работали с одним из классических объектов экспериментальной биологии - личинками рыб данио-рерио (см. также: Zebrafish). Среди достоинств этой модели - прозрачность, благодаря которой можно наблюдать за бактериями прямо внутри живых рыбок, а также редкостная живучесть, позволяющая исследователям подвергать их самым причудливым манипуляциям.

В экспериментах использовались бделловибрионы, помеченные красной флуоресцентной меткой (mCherry), и устойчивый к антибиотикам (стрептомицину и карбенициллину) штамм патогенной бактерии Shigella flexneri , помеченный зеленой меткой (GFP). Бактерий вводили в желудочек заднего мозга личинкам трехдневного возраста. У здоровых личинок в спинномозговой жидкости нет ни бактерий, ни лейкоцитов, поэтому там удобно следить за развитием инфекции и иммунным ответом.

Для начала исследователи убедились, что инъекция бделловибрионов сама по себе не вредит здоровью личинок. В отсутствие других бактерий хищные микробы не могут размножаться, и их численность в мозге постепенно снижается. Опыты с трансгенными рыбками, у которых флюоресцентными метками были помечены макрофаги и нейтрофилы , позволили установить, что эти клетки проникают в спинномозговой канал и заглатывают бделловибрионов. Впрочем, сильной воспалительной реакции при этом не возникает и жизнеспособность личинок не снижается. Через двое суток после инъекции в рыбке практически не остается бделловибрионов.

В отсутствие бделловибрионов введенная в мозг шигелла быстро размножается, что приводит к гибели 70–75% личинок в течение 72 часов. Однако если через 30–90 минут после заражения впрыснуть в мозг личинке порцию бделловибрионов, то численность шигеллы начинает снижаться, а выживаемость рыбок заметно возрастает (рис. 2). При этом бделловибрионов поначалу становится больше, потому что они размножаются внутри своих жертв, но затем, когда жертв не остается, численность Bdellovibrio тоже быстро сходит на нет.

При помощи конфокального микроскопа удалось разглядеть, что бделловибрионы в мозге живых личинок действительно атакуют шигелл и размножаются в их клетках, которые при этом приобретают характерную округлую форму (рис. 3).

Дополнительные эксперименты с рыбками, лишенными лейкоцитов (у этих рыб на ранних стадиях развития блокировали работу гена, необходимого для развития лейкоцитов), показали, что таким рыбам бделловибрионы тоже помогают бороться с инфекцией, однако наибольшая выживаемость инфицированных личинок наблюдается в том случае, если у них и иммунная система в порядке, и инъекция хищных бактерий была сделана вовремя (рис. 4).

Таким образом, иммунная система и бделловибрионы объединяют свои усилия в борьбе с патогенными бактериями. Итоговая реконструкция процессов, происходящих в мозге зараженной рыбки, показана внизу на рис. 2.

Данное исследование, наряду с другими, подтверждает, что хищные бактерии в будущем могут стать надежными помощниками медиков в борьбе с патогенными микроорганизмами, устойчивыми к антибиотикам.

Крайне своеобразная группа хитцпых нитчатых бактерий впервые описана на уровне порядка Cyclobacteriales советским микробиологом Б. В. Перфильевым.

Клетки этих бактерий постоянно соединены плазмодесмами. Большие группы клеток погружены в слизь и обладают способностью Согласованно двигаться. В род диктиобактерий (Dictiobacter) были включены бактерии, образующие микроскопические скопления - бактериальные колонии, состоящие из 100- 200 отдельных довольно мелких клеток (1-6 мкм), связанных плазмодесмами (мостиками). Центральная полость этой группы заполнена гомогенной жидкостью. Во время движения колония захватывает живые микроорганизмы и переваривает их.

Представители другого рода хищных бактерий - циклобактер (Cyclobacter) представляют собой также многоклеточные колонии палочек. Одной из трех стадий в цикле развития является «сетчатоарканная», когда бактерия охотится, обволакивая жертву «коконом» из клеток и разрушает ее.

Третьим родом хищных бактерий является тератобактер (Teratobacter, рис. 68). Б. В. Перфильев наблюдал у этой бактерии ловчее приспособление в виде петель, которое облегчает улавливание жертв, как правило, нитчатых бактерий (в частности, Beggiatoa).

Бактерии, подобные описанным, довольно легко обнаружить при постановке простейших опытов. Достаточно внести в колбу с водой небольшое количество богатой органическим веществом почвы или ила, чтобы спустя 10- 15 дней на поверхности воды обнаружить микроскопления клеток, соединенных плазмодесмами в большие группы. Такая форма роста известна также под названием бактодерм, и ради объективности следует отметить, что убедительных доказательств в пользу хищной природы подобных скоплений (микроколоний) все еще недостаточно. Само существование таких многоклеточных агрегатов не вызывает сомнения и является формой существования в природе обычных сапрофитных бактерий.

Другим примером сложных нитчатых объединений клеток могут служить обнаруженные В. И. Дудой (1972) анаэробные неспорообразующие бактерии, формирующие сложно организованные колонии, состоящие из клеток, упорядоченных в нити, взаимно переплетенных. На почвенных частицах, взятых в качестве питательной среды, эти бактерии образуют воздушные колонии, напоминающие колонии актиномицетов. При просмотре в сканирующем электронном микроскопе (микроскоп, работающий по принципу отраженного луча) видна сетчатая структура колоний (табл. 38).

Отдельные клетки соединены между собой с помощью перетяжек. Из-за задержки в делении клеток перетяжки сохраняются долго. Некоторые колонии таких организмов имеют вид белого пушка, другие - окрашены. Они образованы клетками разных размеров. Эти организмы могут расти на поверхности стекла и минералов в камерах, насыщенных парами воды. Возможно, такие микроколонии способны активно адсорбировать пары воды и запасать впрок, так как огромная «ворсистая» поверхность этих колоний вполне соответствует такой задаче. Большинство этих организмов могут развиваться на почвенных средах (агаризованная почва) с добавлением витаминов и других факторов роста.

Хищные бактерии отражают экологически адекватную (соответствующую среде обитания), по не обязательную форму роста. По-видимому, близки к этой группе и анаэробные нитчатые бактерии.

Жизнь растений: в 6-ти томах. - М.: Просвещение. Под редакцией А. Л. Тахтаджяна, главный редактор чл.-кор. АН СССР, проф. А.А. Федоров . 1974 .

Известный микробиолог из России Перфильев обнаружил в толще прудового ила странное существо. Это существо очень похоже на медленный мешочек, стенки его состояли из удлиненных клеток (100-200 штук), которые были соединены в одно целое нитями (плазмодесмами).

Эти клетки были окружены какой-то слизью, поэтому расстояние между клетками могло увеличиваться и промежутки между этими клетками становились все больше, но при этом были непроницаемыми. Эта структура могла очень сильно растягиваться, однако, все содержание изнутри не выливалось наружу.
Данный ученый назвал такого монстра просто – диктиобактер (хищная сетка бактерий).
Этот хищник плавал неторопливо в глубине водоема. И если вдруг на пути появлялась бактерия или же колония неких микроорганизмов, то это чудовище начинало наползать на свою добычу.

После этой атаки жертва попадала внутрь зловещего мешка через слизистые окошки, которые сразу же затягивались слизью. Однако данного мини-хищника не смущают и размеры его добычи. Такая сетка может заглотнуть жертв, больших в несколько раз по размеру, чем она сама.
Ученый отмечает и тот факт, когда внутрь диктиобактера попала живая спирилла, которая пыталась в течение часа вырваться из пасти хищника. За это время сетки смогли сблизиться вплоть до их исчезновения, просветы исчезли, и образовался аналог человеческого желудка.
И, как оказалось позже, жертва на самом деле переваривается внутри хищника с помощью особых ферментов, которые активно выделяются клетками чудовища. После этого клетки высасывают все питательные вещества, которые только можно обнаружить.
После того, как все полезные вещества были переварены, хищник их выбрасывает через одно из отверстий и сразу же закрывает двери за собой. Размножаются эти существа так же, как и большинство одноклеточных существ (делением на 2 равные части).
Этим же ученым были установлены в других озерах в илистых отложениях некоторые другие виды бактерий-хищников, которые отличались от диктиобактера по своему строению, однако были такими же хищниками, как и бактериальная сетка.
Например, тератобактер состоит из тысяч клеток, хотя внешне похож не на какую-то цепочку, а на ленту, захватывающую своих жертв лопастями петлеобразной формы.