Skip to main content
Global

4: تنوع بدائيات النواة

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    194808

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    لقد درس العلماء بدائيات النواة لعدة قرون، ولكن لم يكتشف العالم توماس بروك (1926—) حتى عام 1966 أن بعض البكتيريا يمكن أن تعيش في الماء المغلي. وقد دفع هذا الكثيرين إلى التساؤل عما إذا كانت بدائيات النوى قد تعيش أيضًا في بيئات قاسية أخرى، مثل قاع المحيط، أو على ارتفاعات عالية، أو داخل البراكين، أو حتى على كواكب أخرى.

    تلعب بدائيات النوى دورًا مهمًا في تغيير المحيط الحيوي بأكمله وتشكيله واستدامته. يمكنهم إنتاج البروتينات والمواد الأخرى التي يستخدمها علماء الأحياء الجزيئية في البحوث الأساسية والطب والصناعة. على سبيل المثال، تعيش بكتيريا Shewanella في أعماق البحار، حيث يكون الأكسجين نادرًا. تنمو الزوائد الطويلة التي تحتوي على أجهزة استشعار خاصة تستخدم للبحث عن الأكسجين المحدود في بيئتها. يمكنها أيضًا هضم النفايات السامة وتوليد الكهرباء. يمكن لأنواع أخرى من بدائيات النوى إنتاج أكسجين أكثر من غابات الأمازون المطيرة بأكملها، بينما لا تزال أنواع أخرى تزود النباتات والحيوانات والبشر بأشكال قابلة للاستخدام من النيتروجين؛ وتعيش في أجسامنا، وتحمينا من الكائنات الحية الدقيقة الضارة وتنتج بعض المواد ذات الأهمية الحيوية. يتناول هذا الفصل تنوع بدائيات النواة وهيكلها ووظيفتها.

    صورة مجهرية لخلية على شكل قضيب ذات نتوءات طويلة. يبلغ طول الخلية حوالي 5 ميكرومتر. صورة مجهرية أخرى تُظهر العديد من الخلايا على شكل قضيب متصلة بمصفوفة.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): تعيش بكتيريا Shewanella في أعماق البحار، حيث يوجد القليل من الأكسجين المنتشر في الماء. إنه قادر على البقاء في هذه البيئة القاسية من خلال الالتصاق بقاع البحر واستخدام الزوائد الطويلة، التي تسمى «الكابلات النانوية»، لاستشعار الأكسجين. (المرجع أ: تعديل العمل من قبل وكالة ناسا؛ الائتمان ب: تعديل العمل من قبل ليزا غروس)

    • 4.1: موائل بدائيات النواة والعلاقات والميكروبيوم
      بدائيات النواة هي كائنات دقيقة أحادية الخلية لا تحتوي خلاياها على نواة. يمكن العثور على بدائيات النواة في كل مكان على كوكبنا، حتى في البيئات الأكثر تطرفًا. تتميز بدائيات النوى بالمرونة في التمثيل الغذائي، لذا فهي قادرة على ضبط تغذيتها وفقًا للموارد الطبيعية المتاحة. تعيش بدائيات النواة في مجتمعات تتفاعل فيما بينها ومع الكائنات الحية الكبيرة التي تستخدمها كمضيفين (بما في ذلك البشر).
    • 4.2: بروتيوباكتيريا
      البكتيريا البروتينية هي شريحة من البكتيريا سالبة الجرام ويتم تصنيفها إلى فئات البكتيريا البروتينية ألفا وبيتا وغاما ودلتا وإبسيلون، ولكل فئة طلبات وعائلات وأجناس وأنواع منفصلة. بكتيريا ألفا بروتينية هي قلة الصور. تعتبر أصناف الكلاميديا والريكتسيا من مسببات الأمراض الإجبارية داخل الخلايا، وتتغذى على خلايا الكائنات الحية المضيفة؛ وهي غير نشطة في التمثيل الغذائي خارج الخلية المضيفة. يمكن لبعض بكتيريا ألفا بروتينية تحويل النيتروجين الجوي إلى نيتريت.
    • 4.3: البكتيريا غير البروتينية سالبة الجرام والبكتيريا ذات التغذية الضوئية
      تشمل البكتيريا غير البروتينية التي لا تحتوي على نسبة الجرام فئة اللولبيات؛ ومجموعة السيتوفاغا والفوسوباكتريوم والبكتريويد؛ وبلانكتوميسيتس؛ والعديد من ممثلي البكتيريا ذات التغذية الضوئية. اللولبيات هي بكتيريا متحركة لولبية ذات جسم طويل وضيق؛ يصعب أو يستحيل استزراعها. تحتوي العديد من أجناس اللولبية على مسببات الأمراض البشرية التي تسبب أمراض مثل مرض الزهري ومرض لايم. يتم تصنيف السيتوفاغا والفوسوباكتيريوم والبكتيريا معًا على أنها فيلوم يسمى مجموعة CFB.
    • 4.4: بكتيريا إيجابية الجرام
      البكتيريا إيجابية الجرام هي مجموعة كبيرة ومتنوعة من الكائنات الحية الدقيقة. يعد فهم تصنيفها ومعرفة ميزاتها الفريدة أمرًا مهمًا لتشخيص وعلاج الأمراض المعدية. يتم تصنيف البكتيريا الإيجابية للجرام إلى بكتيريا عالية إيجابية G+C ومنخفضة إيجابية الجرام، بناءً على انتشار نيوكليوتيدات الجانين والسيتوزين في جينوكليوتيدات الجينوم الخاصة بها.
    • 4.5: البكتيريا المتفرعة بعمق
      تعد البكتيريا المتفرعة بعمق من الناحية التطورية أقدم أشكال الحياة، كونها الأقرب إلى آخر سلف عالمي مشترك. تشمل البكتيريا المتفرعة بعمق العديد من الأنواع التي تزدهر في البيئات القاسية التي يعتقد أنها تشبه الظروف على الأرض منذ مليارات السنين. تعد البكتيريا المتفرعة بعمق مهمة لفهمنا للتطور؛ بعضها يستخدم في الصناعة
    • 4.6: أرتشيا
      الأركيا هي كائنات دقيقة أحادية الخلية وبدائية النواة تختلف عن البكتيريا في علم الوراثة والكيمياء الحيوية والبيئة. بعض الأركيا من عشاق الطبيعة المتطرفة، ويعيشون في بيئات ذات درجات حرارة عالية أو منخفضة للغاية، أو ملوحة شديدة. من المعروف أن الأركيا فقط هي التي تنتج الميثان. تسمى الأركيا المنتجة للميثان بالميثان. تفضل الأراشيا الهالوفيلية تركيز الملح بالقرب من التشبع وتقوم بعملية التمثيل الضوئي باستخدام باكتيريوروهودوبسين.
    • 4.E: التنوع الأولي (تمارين)

    الصورة المصغرة: رسم تخطيطي يربط جميع المجموعات الرئيسية من الكائنات الحية بـ LUCA (الجذع الأسود في الأسفل)، استنادًا إلى بيانات تسلسل RNA الريبوسومي.