Что такое хищные бактерии. Плотоядные бактерии не так страшны, как кажутся. Экстремофилы: жизнь в экстремальных условиях окружающей среды

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.

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.

«Бактерии, питающиеся сырым мясом!» - несмотря на кажущуюся опасность подобного заголовка, большинство людей не должно бояться, что именно их в качестве жертвы выберут так называемые плотоядные бактерии , считают эксперты. «В США ежегодно отмечается всего лишь порядка 10-12 тысяч случаев заражения данными микроорганизмами, а это очень мало»,- говорит доктор Паскаль Джеймс Имерато, декан Школы общественного здравоохранения при Медицинском центре Нью-Йоркского университета

Некротизирующий фасциит , вызываемый плотоядными бактериями, развивается, когда определенные виды микроорганизмов проникают через кожу и поражают кровеносную систему, уничтожая в конечном итоге мышечную и жировую ткань.

Группу риска по данному заболеванию составляют лица с ослабленным иммунитетом, в частности пожилые люди, диабетики, лица, принимающие иммунодепрессанты, а также люди, длительное время находящиеся в тесном контакте друг с другом, что наблюдается, например, в командных видах спорта. «Но, - добавляет Императо, - иногда болезнь ведет себя непредсказуемо и безо всяких видимых причин поражает абсолютно здоровых молодых людей». Это произошло, например, с тремя относительно молодыми людьми в юго-восточной части США.

В первом случае это была 24-летняя аспирантка из Джорджии. В результате она оказалась на аппарате искусственной вентиляции легких с ампутированной ступней. Инфекция попала в ее организм, когда она порезала ногу, катаясь на самодельной канатной дороге.

Любая инфекция, кажущаяся поначалу незначительной, но неминуемо прогрессирующая до покраснения и распухания, требует визита к доктору, в особенности, если она сопровождается диареей и рвотой.

Следующая 33-летняя жертва, по стечению обстоятельств также из Джорджии. Человек перенес уже пять операций, имеет два фунта омертвевшей ткани в паховой области и до сих пор нуждается в пересадке кожи и восстановительной хирургии.

Третий пациент - 36-летняя мать новорожденных близнецов из Северной Каролины, перенесшая на данный момент семь операций и все еще остающаяся в критическом состоянии.

Некротизирующий фасциит вызывается довольно распространенными бакериями: Streptococcus и Staphylococcus aureus . Хотя, по словам Императо, эта болезнь может развиться в результате инфицирования одновременно несколькими бактериями. Случается - правда довольно редко - некротизирующий фасциит развивается на фоне заражения вирусом ветряной оспы.

«В большинстве случаев инфекция развивается очень быстро, но так же быстро купируется, поскольку иммунного ответа человека бывает достаточно, чтобы не дать инфекции прогрессировать до стадии некротического омертвения тканей», - говорит Императо.

В худшем случае болезнь способна повлечь за собой ампутацию, и даже смерть, что случается в 10-20% от общего числа инфицированных.

Как в случае с аспиранткой из Джорджии, инфекция обычно начинается с совершенно безобидного пореза, царапины или иной травмы, на месте которой образуется опухоль, затем абсцесс, распространяющийся на фасции.

Но не все так страшно. Бактерии, вызывающие эту инфекцию, чувствительны к множеству антибиотиков при условии раннего начала антибактериальной терапии. Если же антибиотики бессильны - то врачи смогут удалить омертвевшие ткани хирургическим путем.

«Если вы занимаетесь командными видами спорта, то следует придерживаться элементарных гигиенических правил: тщательно мыться после занятий, не пользоваться общими полотенцами, использовать парфюмерные средства на основе спирта. Любая инфекция, кажущаяся поначалу незначительной, но неминуемо прогрессирующая до покраснения и распухания, требует визита к доктору, в особенности, если она сопровождается диареей и рвотой», - советует Императо.

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.

  • - Хищничество, редкое среди растений, известно у некоторых грибов. Грибы, способные поймать, убить и использовать в пищу микроскопических животных - нематод, коловраток, простейших или...

    Биологическая энциклопедия

  • - отряд млекопитающих. Произошли от примитивных меловых насекомоядных...

    Биологический энциклопедический словарь

  • - бактерии, растущие в виде длинных нитей, состоящих из цепочек клеток. Нередко имеют общую слизистую капсулу. Типичный представитель – железобактерии Leptothrix. См. также трихомные бактерии...

    Словарь микробиологии

  • - см. бактерии нитчатые...

    Словарь микробиологии

  • - ** Отряд хищных включает около 270 ныне живущих видов. Согласно современным научным взглядам, в этот отряд входят также и тюлени, моржи и морские львы, ранее объединявшиеся под названием "ластоногие"...

    Жизнь животных

  • - 3. - Carnivora ...Олени - карибу кормят волков, а волки делают карибу сильными. Кабы не волки, карибу совсем вымерли бы от болезней. Фарли Моуэт...

    Животные России. Справочник

  • - отряд млекопитающих. Длина тела от 13 см до 3 м. 7 семейств: куньи, енотовые, медведи, псовые, гиены, кошачьи и виверровые. Всего ок. 235 видов, распространены широко. В России отсутствуют лишь виверровые...
  • - образуют длинные нити, разделённые перегородками на отд. клетки. Аэробы, спор не образуют, непатогенны. К Н. б. относятся хламидобактерии, нек-рые серо- и железобактерии. Широко распространены в природе...

    Естествознание. Энциклопедический словарь

  • - группа Б., обитающих в воде и представляющих собой нити, состоящие из многих клеток, обладающие способностью к скользящим движениям; непатогенны...

    Большой медицинский словарь

  • - общее название несовершенных Г. порядка Hyphomycetales и некоторых низших Г., обладающих кольцевидными образованиями на мицелии, которые служат для захвата и "поедания" почвенных нематод...

    Большой медицинский словарь

  • - отряд кл. млекопитающих, под кл. плацентарных, представители которого приспособлены к питанию преимущественно животной пищей...

    Большой медицинский словарь

  • - отряд млекопитающих, некоторыми соединяемый под именем раздельнополых вместе с ластоногими в одну группу. Характеризуются X. следующими признаками. Резцов с каждой стороны 3/3, клыки большие, выдающиеся...

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

  • - образующие нити длиной до 1 см, разделённые перегородками на клетки цилиндрической формы. Все Н. б. не образуют эндоспор; аэробы, гетеротрофы, могут расти на различных питательных средах...
  • - отряд млекопитающих. Длина тела от 13 см до 3 м, весят от 30 г до 700 кг. Х. главным образом плотоядные, реже всеядные или растительноядные животные...

    Большая Советская энциклопедия

  • - образуют длинные нити, разделенные перегородками на отдельные клетки. Аэробы, спор не образуют, непатогенны. К нитчатым бактериям относятся хламидобактерии, некоторые серо- и железобактерии...

    Большой энциклопедический словарь

  • - хи́щные мн. то же, что хищники...

    Толковый словарь Ефремовой

"Хищные нитчатые бактерии" в книгах

Отряд Хищные

Из книги Млекопитающие автора

Звери хищные

автора Акимушкин Игорь Иванович

Хищные звери

автора Акимушкин Игорь Иванович

Отряд Хищные

Из книги Млекопитающие автора Сивоглазов Владислав Иванович

Отряд Хищные Отряд объединяет довольно разнообразных по внешнему виду млекопитающих. Однако для них характерен ряд общих признаков. Большинство питается в основном позвоночными животными, немногие всеядны. У всех хищных небольшие резцы, крупные конические клыки и

Звери хищные

Из книги Мир животных. Том 1 [Рассказы об утконосе, ехидне, кенгуру, ежах, волках, лисах, медведях, леопардах, носорогах, гиппопотамах, газелях и многих других автора Акимушкин Игорь Иванович

Звери хищные Несумчатые хищные звери обитают во всех странах мира. Только в Новой Зеландии и Австралии их никогда прежде не было. Но собак, кошек, лис люди завезли и туда. На Земле, по последним подсчетам, 252 вида хищных зверей. Многие из них разнообразят свою плотоядную

Хищные звери

Из книги Мир животных. Том 6 [Рассказы о домашних животных] автора Акимушкин Игорь Иванович

Хищные звери Этот отряд класса млекопитающих дал человеку только трех домашних животных: из семейства псовых - собаку, из кошачьих - кошку и охотничьего хорька (фретта, или фреттхена) из семейства куньих. Сведения о времени приручения собаки очень

Хищные гости

Из книги В поисках Эльдорадо автора Медведев Иван Анатольевич

Хищные гости К лодке все чаще стали подплывать акулы. Поначалу Бомбара сильно тревожили визиты этих грозных хищников. Непрошеные гости тыкались мордой в туго накаченную резиновую лодку, вероятно, пытаясь попробовать ее на зуб. Однако, у них ничего не получалось:

Отряд Хищные

Из книги Охотничье-промысловые звери и трофеи автора Фандеев Алексей Александрович

Отряд Хищные Звери, относящиеся к хищным, характеризуются необычайным разнообразием внешнего вида, размеров тела, особенностями образа жизни и поведения. У всех хищников хорошо развиты верхние и нижние клыки. Волосяной покров густой, различной окраски. Пальцы

4.2. Царство Бактерии. Особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе. Бактерии – возбудители заболеваний растений, животных, человека. Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями. Вирусы

Из книги Биология [Полный справочник для подготовки к ЕГЭ] автора Лернер Георгий Исаакович

4.2. Царство Бактерии. Особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе. Бактерии – возбудители заболеваний растений, животных, человека. Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями. Вирусы Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе:

Хищные

Из книги Энциклопедический словарь (Х-Я) автора Брокгауз Ф. А.

Хищные Хищные (Carnivora) – отряд млекопитающих, некоторыми (Гексли) соединяемый под именем раздельнополых (Fissipedia) вместе с ластоногими (Pennipedia) в одну группу. Характеризуются Х. следующими признаками. Резцов с каждой стороны 3/3 клыки большие, выдающиеся; между коренными один в

Нитчатые бактерии

Из книги Большая Советская Энциклопедия (НИ) автора БСЭ

Хищные

БСЭ

Хищные животные

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ХИ) автора БСЭ

Хищные птицы

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ХИ) автора БСЭ

Хищные сумчатые

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ХИ) автора БСЭ

05.12.2016 по материалам Элементы большой науки

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.



Рис. 2. Численность шигелл в мозге личинки в отсутствие бделловибрионов растет (три левые фотографии ; шигеллы помечены зеленой флюоресцентной меткой; hpi - часы после заражения; PBS - натрий-фосфатный буфер). После инъекции бделловибрионов численность шигелл снижается (три правые фотографии ; бделловибрионы помечены красной меткой). Внизу показана реконструкция событий, происходящих в мозге зараженной личинки. В отсутствие бделловибрионов шигеллы быстро размножаются, клетки иммунной системы не могут справиться с таким количеством патогенных бактерий, и рыбка погибает. Бделловибрионы охотятся на шигелл и снижают их численность до такого уровня, при котором иммунная система в состоянии подавить инфекцию. Изображение из обсуждаемой статьи в Current Biology .

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.

Александр Марков