How big is Grootste bacterie?

Thiomargarita magnifica is een bacterie die als dunne witte draden groeit in een mangrovemoeras in het Caribisch gebied. Toen wetenschappers haar in 2022 beschreven, was ze de grootste bekende bacterie. Elke draad is één enkele cel, gemiddeld ongeveer 9 millimeter lang en maximaal 2 centimeter. Anders dan bijna alle andere bacteriën is deze bacterie zonder microscoop te zien.

Grootte

De meeste bacteriën zijn ongeveer 2 micrometer lang. Een micrometer is een duizendste van een millimeter. Vóór 2022 bereikten de grootste bekende bacteriecellen ongeveer 750 micrometer (0,75 millimeter). Cellen van een verwante soort, Thiomargarita namibiensis, bereiken die grootte en zijn gemiddeld 180 micrometer lang. De onderzoekers die T. magnifica beschreven, schreven dat deze bacterie ongeveer 50 keer zo groot is als alle andere bekende reuzenbacteriën.

In hun onderzoek waren draden met knopjes aan de punt gemiddeld 9,7 millimeter lang, en sommige bereikten 20 millimeter. In het gepubliceerde artikel staat de gemiddelde cellengte opgegeven als meer dan 9.000 micrometer, dus meer dan 9 millimeter. De onderzoekers maakten driedimensionale beelden van hele draden met röntgenstralen en met lasermicroscopen. Daaruit bleek dat elke draad één doorlopende cel was, zonder verdelende wanden, behalve helemaal aan de punt, waar de draad één tot vier kleine dochtercellen afsnoert.

Groottevergelijkingen

Een gemiddelde cel is ongeveer 4.500 keer zo lang als een E. coli-bacterie, die ongeveer 2 micrometer lang is.
Als een E. coli-bacterie werd vergroot tot de hoogte van een persoon van 1,7 meter lang, zou T. magnifica op dezelfde schaal ongeveer 7,7 kilometer lang zijn. Dat is het grootste deel van de hoogte van de Mount Everest, 8.849 meter.
Een gemiddelde cel is ongeveer 12 keer zo lang als de grootste cellen van de verwante soort T. namibiensis.
Een gemiddelde cel is ongeveer even lang als een groene koffieboon, die gemiddeld 9,6 millimeter lang is.
De langste cellen, 2 centimeter lang, zijn ongeveer zo lang als een Amerikaanse cent breed is.

Hoe één cel zo groot wordt

Verwacht wordt dat bacteriën klein blijven, omdat ze stoffen in de cel verplaatsen door diffusie, het langzaam uitspreiden van moleculen. Dat werkt alleen goed over een paar micrometer. De onderzoekers denken dat de ongewone bouw van T. magnifica helpt om een aantal van deze beperkingen te omzeilen.

Ongeveer 73 procent van het volume van elke cel is een grote centrale blaas, een vacuole. Het cytoplasma, de werkende inhoud van de cel, vormt slechts een dunne laag van ongeveer 3 micrometer dik langs de rand. Die laag bevat veel kleine compartimenten, omhuld door membranen. Daarin zitten het DNA van de cel en de machinerie om eiwitten te maken. De onderzoekers noemden ze pepins, naar de kleine zaadjes in vruchten als watermeloen of kiwi.

Zulke compartimenten waren eerder niet in bacteriën gezien. De cel bevat ook veel kopieën van het eigen genoom, de complete set genen: naar schatting 37.000 kopieën per millimeter, ofwel ongeveer 740.000 in een cel van 2 centimeter.

Waar de bacterie leeft en hoe ze zich voedt

De bacterie werd gevonden in ondiepe, zoute mangrovemoerassen op Guadeloupe, een eiland in de Kleine Antillen in het Caribisch gebied. Ze groeit in clusters van witte draden die vastzitten aan gezonken bladeren van de rode mangrove, Rhizophora mangle. De naam magnifica verwijst naar haar uitzonderlijke grootte.

Haar genoom is ongeveer 12 miljoen basenparen lang. Een basenpaar is één sport van de DNA-ladder. Dat is even groot als het genoom van bakkersgist. Haar genoom bevat veel genen om energie uit zwavelverbindingen te halen en om voedsel te maken uit koolstofdioxide.