Allerede for 3,8 milliarder år siden myldret det av bakterier på Jorda. Bakterier er små, selvstendige celler som puster, spiser, forflytter seg, kvitter seg med søppel, forsvarer seg mot fiender og reproduserer seg selv uten hjelp fra andre. Uten innsatsen deres kunne vi ikke ha levd.

Det er bakteriene som har skapt oksygenet i atmosfæren, og det er bakteriene som har laget de kjemiske variantene av nitrogen som er livsviktige for planter, forteller Jessica Lönn-Stensrud på Realfagsbiblioteket ved Universitetet i Oslo. Hun har tatt doktorgraden i bakteriologi på Institutt for oral biologi og har nylig skrevet den populærvitenskapelige boken «Bakterienes forunderlige verden».

Bakterier og andre mikroorganismer utgjør den største andelen av biomassen på Jorda. Biomasse er betegnelsen på mengden av organisk materiale i alle levende organismer. Antallet mikroorganismer på Jorda er 2,5 kvintillion. En kvintillion er et ett-tall etterfulgt av 30 nuller. Brorparten av denne enorme mengden mikroorganismer er bakterier.

– I bare én liten teskje jord fins det mer enn én milliard bakterier, beretter Lönn-Stensrud.

Selv om bakteriene har forandret seg lite gjennom historien, er de svært tilpasningsdyktige.

– Bakteriene er noen av de mest mangfoldige organismene på Jorda og finnes overalt der det er muligheter for liv. De kan leve under ekstreme forhold. Noen trives best i kulden. Noen tåler mer enn hundre grader. Andre trives best i underjordiske områder under havoverflaten, forteller professor emeritus Reidun Sirevåg i molekylærbiologi på Institutt for biovitenskap. Hun har forsket på bakterier i femti år og har vært med på hele den biologiske revolusjonen fra 1960-tallet og frem til i dag.

• Les også: Vi er alle bakterier

Deler på genene

Bakteriene har ett mål her i livet – og det er å bli mange. Bakteriene formerer seg ved å dele seg i to. Det skjer forbausende raskt. E. coli-bakteriene, som er en naturlig del av tarmfloraen vår, kan i snitt doble antallet sitt hvert kvarter.

– Det betyr at bakteriene kan skape hundre generasjoner i løpet av 24 timer og bli så mange at de kunne ha dekket hele Jordas overflate i løpet av halvannet døgn, poengterer Lönn-Stensrud.

Bakteriene er dessuten flinke til å tilpasse seg. Mens vi mennesker bare har muligheten til å overføre genene våre til neste generasjon, kan bakteriene, når de skal hjelpe hverandre, utveksle gener med bakteriene rundt seg. Dette kalles horisontal genoverføring og gjør bakteriene svært tilpasningsdyktige når de blir utsatt for angrep, slik som antibiotikabehandling.

De fleste bakteriene er ikke større enn 0,2 til 2 mikrometer. En mikrometer er en tusendels millimeter.

Vi har til enhver tid halvannen kilo bakterier i kroppen. Det er like stor masse som hjernen vår.

Brorparten av bakteriene våre er i tarmen – der bakteriene gjør alt fra å hjelpe oss med å fordøye maten og til å beskytte oss, men vi har også mengdevis av bakterier over hele kroppen. Noen trives på tørre steder, slik som albuen, mens andre trives best på fuktige og svette overflater, slik som i armhulen. Bare i munnen er det oppdaget mer enn 700 ulike bakteriearter. Det oppdages stadig flere.

– Hver gang vi kysser, utveksler vi 80 millioner bakterier i slengen, forteller Lönn-Stensrud.

• Les også: Hvorfor kysser vi?

Lærer av de skumle bakteriene

De fleste bakteriene er gode. De færreste bakteriene er skumle og gjør oss skikkelig syke.

– Men det er nettopp takket være de sykdomsfremkallende bakteriene at vi vet så mye om bakterier, forteller Reidun Sirevåg.

Et kjent eksempel på en av våre skumle fiender, er de gule stafylokokkene. Disse bakteriene er vanligvis en del av kroppens normale flora på hud og slimhinner, men kan føre til alvorlige hudinfeksjoner og være dødelige når de kommer inn i kroppen. Ulike typer streptokokker kan føre til alt fra barselfeber til lungebetennelse, blodforgiftning og hjernehinnebetennelse. Vi må heller ikke glemme salmonellabakterier, som gir akutt mage- og tarmbetennelse, kolerabakterier, tuberkulosebakterier, difteribakterier og veneriske bakterier som fører til kjønnssykdommer som gonoré og syfilis.

Noen av de farlige bakteriene tilhører egentlig normalfloraen vår, men under gitte betingelser kan de angripe oss i stedet.

– Disse bakteriene kallesopportunistiske bakterier.Dette er bakterier som endrer seg fra å være venn til å bli fiende. Eksempler er streptokokker og stafylokokker. De beskytter oss sannsynligvis mot farlige inntrengere, men når immunforsvaret svekkes, kan de benytte seg av situasjonen og forårsake alvorlige infeksjoner, sier Lönn-Stensrud.

Både kunstige implantater og katetere er yndete steder for en bestemt type stafylokokker.  Noen ganger kan det ta måneder før infeksjonen oppdages. Andre ganger kan det bare ta noen timer eller dager.

Blant verstingene er MRSA-bakteriene og de ESBL-produserende bakteriene, som du kan lese om på de neste sidene. Disse bakteriene er resistente mot nesten all antibiotika.

• Les også: Sunne bakterier

Medisinens tveeggete sverd

Bakteriene tilhører de encellete organismene som mangler cellekjerne. Antibiotika angriper ofte bakterienes cellevegg. Bredspektret antibiotika fungerer som massemordere og dreper alt og alle. Noen antibiotika er skarpskyttere og dreper bare utvalgte bakterier.

– Da antibiotikaen kom, foretrakk legene bredsprektret antibiotika. De ville sikre seg at bakteriene ble drept, uansett hvilken type det var snakk om. Lite ante legene at bruken kunne ha konsekvenser for fremtiden. Bakteriene ble resistente mot antibiotika, og det har ført til en uheldig endring i balansen mellom bakteriene og oss mennesker.

Antibiotika påvirker også normalfloraen. Og dreper langt flere bakterier enn dem vi vil uskadeliggjøre.

– Antibiotika er en krigserklæring mot bakterier. Vi teppebomber bakteriene i stedet for å bruke målrettete missiler som bare tar de bakteriene som gjør oss syke. Bakteriene vil gjøre alt de kan for å unngå bombingen, og de vil prøve å bli motstandsdyktige for å overleve angrepene, påpeker Lönn-Stensrud.

Antibiotikaresistens er i dag en reell trussel. Resistente bakterier tar hvert år livet av 700 000 mennesker.

• Les også: Du møter antibiotika-resistente bakterier overalt

Drømmebakterien

Drømmebakterien for molekylærbiologene er E. coli-bakterien. Mange forbinder E. coli-bakterien med voldsomme tarminfeksjoner, men de fleste er en viktig del av normalfloraen vår. Innimellom kan de fange opp sykdomsfremkallende gener fra andre bakterier. Da blir de farlige.

– Poenget er at E. coli er lettere å dyrke enn andre bakterier. Derfor har man trodd at dette var en dominerende bakterie i tarmen. Nå vet vi at E. coli bare utgjør én prosent av alt bakterieinnholdet i tarmen. Den er meget godt undersøkt, både biokjemisk og genetisk. Vi vet i detalj hva den gjør. Vi kjenner alle de biokjemiske reaksjonene i bakterien. Den er blitt modellorganismen. Og den kan manipuleres genetisk til å gjøre nesten hva som helst, sier Reidun Sirevåg.

Og det er nettopp det som er så spennende med bakterieforskning. Bakterier er lette å manipulere og er blitt grunnlaget for den moderne bioteknologien.

– Takket være genomsekvenseringen kjenner vi nå alle genene til E. coli og mange andre bakterier. Ved å manipulere bakteriene genetisk, kan vi få dem til å lage spesielle produkter. Humant insulin var det første som ble produsert i bakterier.

Vi kan tilsette fremmede gener i bakteriene og få dem til å lage det vi vil ha, slik som innholdet i vaksiner mot hepatitt B og meningokokker.

– Produktet blir ofte renere på denne måten.

Bakterier brukes også til å sette inn fremmede gener i planter, slik at de blir resistente mot insekter. Bakterier er også brukt til å bryte ned oljeflak.

– Vi kan gjøre uendelig mye med bakterier. Men det viktigste er: Bakterier er enkle å arbeide med. Vi kjenner dem så godt at vi kan manipulere dem med gener fra andre organismer. Det er helt fantastisk, forteller Reidun Sirevåg.

Denne artikkelen ble først publisert i forskningsmagasinet Apollon.