Elva fra Østerbro i København har spurt faren sin hva en bakterie er?

Hun har hørt at bakterier finnes på mobiltelefonen, i kjøkkenkluten, på bønnespirer, i tarmen og på bunnen av havet, men hun synes ikke hun har fått noen skikkelig forklaring på hva de er. Derfor forsøkte hun å få faren sin til å forklare det.

Den stakkars faren måtte gi opp overfor det grundige spørsmålene hennes, som sendte dem videre til Spør en forsker. Vi gir dem videre til førsteamanuensis Thomas Bjarnsholt fra Københavns Universitets, som selv forsker i bakterienes biologi.

– Det er vanskelig å si noe helt generelt om bakterier, annet enn at de er encellede organismer uten cellekjerne, og at de er cirka 1–2 mikrometer store. Bakterier er nemlig mer forskjellige i egenskaper og arvemateriale enn alle andre skapninger.

– Evolusjonsmessig er noen bakteriearter faktisk lenger fra hverandre enn planter og dyr. Dessuten er evnen de har til å tilpasse seg langt større enn noe annet levende vesen vi kjenner, forteller Bjarnsholt.

Mer bakterie enn menneske

Bakteriene er overalt på jorden. Selv om du ikke kan se dem med det blotte øye, så er de der, og samlet sett veier de ufattelig mye.

Men det er ikke fordi bakteriene er særlig store. Faktisk er de veldig små, men det er mange av dem – veldig, veldig mange.

Hvis man ser på ett gram jord, så er det omtrent seks ganger så mange bakterier der som det er mennesker i hele Danmark. I kroppen din har du ti ganger flere bakterieceller enn du har av dine egne celler.

Du ville med andre ord bli betegnet som en bakterie hvis cellene i kroppen din hadde stemmerett.

Men bakteriene er som sagt små. Hvis man legger en rekke gjennomsnittlige bakterier – på cirka en mikrometer – ut på bordet, trenger du over ti tusen før de utgjør en flekk som er stor nok til at det menneskelige øyet kan se den.

Men så er det ikke så vanskelig å få tak i ti tusen bakterieceller? Det er i hvert fall nok å ta av.

Antallet bakterier på jorden er nemlig anslått til å være fem millioner trillioner trillioner, et femtall med tredve nuller.

Når man ganger antallet bakterier med vekten for en gjennomsnittlig bakterie, kommer man fram til at de utgjør mer enn halvparten av all biomasse på jorden, noe som vil si at de veier mer enn alle dyre- og plantearter til sammen.

Skiller seg fra andre levende organismer

Nå har vi sett på bakterienes antall og størrelse. Men spørsmålet fra Elva og faren hennes var jo faktisk hva de er, og ikke hvor mange og hvor små de er.

Det kan være en fordel å sammenligne dem med noe man kjenner. For eksempel de cellene vi mennesker har i kroppen.

De kalles for eukaryote celler, mens bakteriene kalles prokaryote celler. Rent biologisk har de noen forskjeller:

Prokaryote celler skiller seg fra de eukaryote ved at de ikke har noen cellekjerne. Det vil si at DNA-et ikke er skilt fra resten av cellen, og svømmer fritt rundt i cellevæsken. Dessuten har bakterier et enkelt, sirkulært kromosom, mens det hos friske mennesker er delt i 23 kromosompar (46 kromosomer i alt).

Eukaryote celler er delt opp, og både DNA og andre deler holdes på plass av såkalte organeller. Det gjør at de kan utføre forskjellige og svært komplekse oppgaver i hver ende av cellen, uten at de to har innflytelse på hverandre. Det kan ikke bakterier.

Den største forskjellen er at bakteriene alltid er encellede, mens et menneske består av mange milliarder eukaryote celler som samarbeider. Bakterier kan imidlertid kommunisere med hverandre, slik at noen bakterier kan utføre én funksjon, mens andre utfører en annen, mens de sitter i en såkalt biofilm, et sammenhengende lag av bakterier.

Prokaryote celler har dessuten ingen mitokondrier. Mitokondriene fungerer som cellenes kraftverk. I det hele tatt mangler bakterieceller mange av de små organellene som finnes i menneskets celler.

Og nettopp mitokondriene er spesielt interessante.

Uventet samarbeid

For cirka fire milliarder år siden oppsto det første livet på jorden – bakteriene. De hadde hele jorden for seg selv i et par milliarder år, inntil de eukaryote cellene plutselig oppsto. Og det var faktisk bakteriene som laget de eukaryote cellene.

Bakteriene i forhistorisk tid spiste hverandre, og det gjør de fortsatt. Forskere mener at en stor bakterie på et tidspunkt, for mellom to og tre milliarder år siden, slukte en liten bakterie, men ikke greide å fordøye den.

Dermed levde den lille bakterien inne i den store, og de utviklet seg sammen, slik at alle etterkommerne av den store bakterien også hadde en annen bakterie inne i seg. Samarbeidet ble på et tidspunkt så bra at den lille bakterien begynte å ha nye funksjoner. Disse funksjonene var til nytte for begge.

Med tiden ble den lille bakterien til mitokondrier, plasmider i planter og muligens også andre organeller inne i den store bakterien, som ikke lenger var en bakterie, men en eukaryot celle. På den måten utviklet de eukaryote cellene seg fra to eller flere bakterier.

De eukaryote cellene lærte på et tidspunkt å leve sammen med andre celler, og dannet dermed de første flercellede organismene. I løpet av to til tre milliarder år utvikler de flercellede organismene seg til alle planter, dyr, sopper og etter hvert oss mennesker.

Mange typer bakterier

Når man snakker om bakterier, er det vanskelig å skjære alle over en kam, for de kan være like forskjellige som dyr og planter.

For det første er det noen bakterier som er farlige for oss mennesker fordi de gir oss sykdommer. Dette er de patogene bakteriene.

Så er det de bakteriene som lever på de mest utrolige steder på jorden. Det er funnet bakterier i jordskorpen flere hundre meter under havets bunn. Det er funnet bakterier som kan overleve 120 graders varme, og bakterier som har det best i syreholdige sjøer. Dette er de ekstremofile bakteriene, som også gir oss håp om at det kan finnes liv andre steder i universet.

En annen gruppe det er mye oppmerksomhet rundt, er de multiresistente bakteriene. De har utviklet seg til å motstå antibiotika, som leger bruker til å bekjempe infeksjoner med. Hvis en person smittes med en multiresistent bakterie, er det en økt risiko for at personen dør av sykdommen.

Det finnes også bakterier som er svært nyttige for oss, som vi lever i symbiose med. Det vil si at vi drar fordel av dem, mens de drar fordel av oss. Blant dem finner vi de probiotiske bakteriene, som vi har i tarmene våre. I tarmene våre lever det opp mot 1000 forskjellige typer bakterier, som blant annet er med på å bryte ned det vi spiser.

Dessuten finnes det mange bakterier som har andre relasjoner til oss mennesker, for eksempel i matvarer, i miljøet og i bioteknologiindustrien.

___________________

© videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygård for forskning.no