چرا باکتری‌ها کوچک‌تر یا بزرگ‌تر نیستند؟

مجله دیجی کالا - زهرا غلامی: باکتری‌ها اندازه‌های بسیار متنوعی دارند. بزرگ‌ترین آنها می‌تواند ۱۰ به توان ۸ برابر کوچک‌ترین باشد. مثلا اگر کوچک‌ترین آنها به اندازه‌ی دست شما باشد، بزرگ‌ترین باکتری می‌تواند ۴۰۰۰ تریلی را در خود جای دهد. اما با اینکه باکتری‌های بزرگ‌تر، سریع‌تر رشد و تولید مثل می‌کنند، اما این میکروب‌ها فقط تا یک حد مشخصی می‌توانند بزرگ شوند. با این اوصاف، سوالی که پیش می‌آید این است که چرا این میکروب‌ها بزرگ‌تر یا کوچک‌تر نمی‌شوند.


گروهی از زیست‌شناسان مدلی کامپیوتری طراحی کرده‌اند که با استفاده از آن می‌توانند پیش‌بینی کنند که با تغییر اندازه‌ی باکتری، سوخت و ساز میکروبی و ساختار سلولی آن چگونه تغییر می‌کند. آنها این کار را با استفاده از اطلاعاتی درباره‌ی باکتری انجام دادند: مثلا اینکه یک باکتری به چه میزان فضا نیاز دارد تا اجزای تشکیل‌دهنده‌‌اش مثل DNA، پروتئین و ریبوزوم بتوانند کارشان را انجام دهند.

این محققان پی بردند که محدودیت‌ فضا، اندازه‌ی بزرگ‌ترین و کوچک‌ترین باکتری را کنترل می‌کند. باکتری‌ها نمی‌توانند بیش از حد کوچک شوند، چون در این صورت فضای کافی برای DNA و پروتئین‌های لازم وجود ندارد. علاوه بر این، آنها نمی‌توانند بزرگ‌تر شوند چون گونه‌های بزرگ‌تر، به نسبت اندازه‌شان به انرژی بیشتری نیاز دارند. در نتیجه نیاز آنها به ریبوزوم بیشتر می‌شود. اگر یک باکتری بیش از حد بزرگ باشد، به نسبت ابزارهای بیشتری احتیاج دارد و نمی‌تواند همه‌ی آن‌ها را در خود جای دهد.

همین که زیست‌شناسان می‌‌دانند میکروب یک اندازه‌ی حداقل دارد، به آنها کمک می‌کند که به هنگام جستجوی حیات در فراسوی زمین، موجودات کوچکتر از میکروب‌های زمینی را موجود زنده به حساب نیاورند. از طرف دیگر، زیست‌شناسان با دانستن حداکثر اندازه‌ی باکتری‌ها می‌توانند با دقت بیشتری بررسی کنند که میکروب‌های دیگر، مثل یوکاریوت‌های تک سلولی چگونه از این محدودیت عبور کرده و بزرگ‌تر می‌شوند.