* الجراثيم - الميكروبات - الفطريات - اللولبيات

إستنبات جراثيم داخليه بعمر 25 مليون سنة؟
الجراثيم الداخليه إستعيدت واستنبتت من مواقع وبيئات آثارية مختلفة. الجراثيم الحيّة إستعيدت واستنبتت من أمعاء المومياءات المصريه بعمر عدة الاف من السنين. في 1983، وجد علماء الآثار جراثيم فعّالة في بطانة رواسب بحيرة إيلك Elk بمينيسوتا. الرواسب كانت بعمر أكثر من 7,500 سنة.
كلّ هذه التقارير مع ذلك شاحبة بالمقارنة مع الإكتشاف المثير للجدل المذكور في 1995م من قبل الباحث راؤول كانو Raul Cano بجامعة ولاية كاليفورنيا للعلوم التطبيقيه، سان لويس اوبيسبو. وجد كانو جراثيم بكتيريه في معدة نحلة متحجّرة منحصره في كهرمان - راتنج متصلّب - منتج من شجرة في جمهورية الدومنيكان. النحلة المتحجّرة كانت بعمر 25 مليون سنة تقريباً. عندما فتح الكهرمان والمادّة من بطن النحلة إستخلصت ووضعت في وسط غذائي، الجراثيم القديمة استنبتت بالتساوي. بإستعمال المجهر، الخلايا من المستعمرة كانت مشابهة جداً لباسيلس سفيركوس Bacillus sphaericus، الذي يوجد حالياً في النحل في جمهورية الدومنيكان. هل يمكن أن تبقى الجراثيم الداخليه لـ 25 مليون سنة — حتى إذا كانت مغطاة في الكهرمان؟
النقّاد بسرعة أدّعوا ان الأنواع البكتيريه قد تمثل أنواع معاصره لوّثت عيّنة الكهرمان المفحوصه. ومع ذلك، نفّذ البروفيسور كانو إجراءات إزالة التلوّث الملائمة والدقيقة وعقّم عيّنة الكهرمان قبل فتحها. نفّذ كلّ الإجراءات أيضا في class II laminar flow hood، التي تمنع التلوّث الخارجي من دخول منطقة العمل. بالإضافة لذلك، الغطاء لم يسبق أن إستعمل لأيّ عمليات إستخلاص بكتيرية أخرى. عدّة إجراءات وقائية أخرى أضيفت للقضاء على أيّ فرصة بأن الجراثيم كانت ملوثه حديثه من مصدر خارجي. لا يزال، العديد من العلماء يسألون إذا كان تم التعرف على كلّ مصادر التلوّث.
السؤال الرئيسي الذي يبقى هو ما إذا كان DNA يمكن أن يبقى سليم ووظيفي بعد فترة طويلة جداً من الخمول. هل حقّا لها القدرة على التضاعف وانتاج نمو خضري جديد؟ من المفترض أن DNA كان محمي في جرثومة مقاومة، لكن هل يمكن أن يبقى DNA سليم لـ 25 مليون سنة؟
بحث على DNA البكتيري يقترح أن وقت البقاء على قيد الحياة الأقصى تقريباً 400,000 إلى 1.5 مليون سنة. إذا كان هذا صحيحاً، بعد ذلك الجراثيم بعمر 25 مليون سنة لا يمكن أن تكون قابلة للحياة. لكن تلك مستندة على التنبؤات الحالية وقد تكون عرضة للتغيير مع تنفيذ ابحاث أكثر على DNA القديم.
القرار؟ يبدو غير محتمل بأنّ مثل هذه الجراثيم الداخليه القديمه يمكن أن تنبت بعد 25 مليون سنة. ربما دليل جديد سيغيّر ذلك الفهم.
تنمو خلايا البكتيرية لوغاريتمياً
بينما تنمو خلايا البكتيرية لوغاريتمياً (تصاعدياً)، تبدأ بإستنفاذ الغذاء والمواد المغذّية في النهاية لتدعم نمو طور النمو اللوغارتيمي. الإحساس بأنّ المواد المغذّية اصبحت محدودة، بينما العشيره تدخل طور الثبات، بضعة خلايا من العديد من الانواع البكتيريه تدخل حالة خامله (غير انقساميه) ويشار اليها باسم خلايا مستمره persister (ناجيه). يجب أن تمرّ العشيره بطور الموت، هذه الخلايا المستمره “تقتات عليها.”
بهذا المعنى، السرّ إلى النجاح التطوّري للعديد من الانواع هو ثبات الهدف؛ دائماً تشكل بعض الخلايا المستمره لضمان بقاء العشيره يجب أن النوع يجد نفسه في بيئة غريبة أو عدائية. في الحقيقة، مثل هذا السلوك شبه الإيثاري قد يكون مسؤول عن بعض الأمراض المعدية صعبة المعالجة، مثل السلّ، حيث الخلايا المستمره يمكن أن "تختبئ" في الجسم كعدوى سل مستترة. ثبات الهدف — للنجاة — أيضا يعني بأن الخلايا المستمره ستكون غير متأثّره بالمضادات الحيوية، التي تميل إلى التأثير على نمو الخلايا، ليس على الخلايا المستمره الخاملة. السرّ إلى البقاء الناجح هنا هو مقاومة المضاد الحيوي، الذي، جزئياً، يفسّر الخصائص العنيدة المظهره من قبل المجموعات البكتيرية في غشاء حيوي. في حالة خلايا السل "حالة السبات", الخلايا المستمره يمكن أن تنجو من هجوم المضاد الحيوي وتعيد إسكان العدوى لاحقا. لكن التحليل الوراثي للخلايا المستمره ربّما له الحلّ. عالم الأحياء كيم لويس Kim Lewis في الجامعة الشمالية الشرقية في بوسطن إكتشف جين في الخلايا المستمره يشفر البروتين الذي يسبّب الخمول. إذا المعالجة الطبية يمكن أن تبتكر لحذف أو تثبيط الجين، السرّ إلى النجاح في مسببات الأمراض يمكن القضاء عليه، من المحتمل إنقاذ آلاف من الارواح كلّ سنة. لذا، في النهاية، ثبات الهدف المنفذ من قبل الباحثين الطبيين لفهم مشكلة الإستمرار ربما سيكون السرّ النهائي للنجاح.

حياة ميكروب
كان يعتقد بأنّ البكتيريا لا تشيخ — أنها خالده. هذا قد يبدو واضحا بإعتبار الخلية الأمّ تقسّم في المنتصف بالإنقسام الانشطاري لتصبح خليتين بنويتين متماثلتين وراثياً. ومع ذلك، يقترح بحث جديد بأنّه بالرغم من أن DNA قد يكون متماثل، بعد عدّة أجيال من الإنقسام الانشطاري، العشيره تشمل خلايا من أعمار مختلفة والخليه الأقدم يكون لها وقت الجيل الأطول.
إيريك ستيوارت Eric Stewart ومعاونوه في المعهد الوطني للبحث الطبي والصحي في باريس، صوّر خلايا الايشيريشيا كولاي وهي تنقسم إلى خلايا بنويه على شريحة مجهر مصمّمه خصيصا. السجل لكلّ خلية بنويه (ما مجموعه 35,000 خلايا فردية) سجّلت لتسعة أجيال على مدى ستّ ساعات. بعد ذلك, نظام حاسوب مصمم حسب الطلب حلّل الصور الدقيقه.
تقترح نتائج المجموعة بأنّه بالرغم من أن الخلايا قد تقسّم بشكل متماثل، الخليتين البنويه ليست متماثلة شكلياً أو فسيولوجياً. كلّ واحده تحتوي أقطاب خلوية من أعمار مختلفة.
عندما الخلية الأمّ تقسّم، ترث كلّ خلية بنويه نهاية واحدة أو قطب واحد من الخلية الأمّ. المنطقة حيث الخلايا تنقسم تطوّر إلى قطب آخر. على سبيل المثال، في الانقسام الأول، تنشطر الخلية الأمّ بجدار جديد. عندما تنمو الخليتين البنويه في الحجم تحتوي قطب قديم وقطب جديد. عندما كلّ واحده من الخليتين ينقسم، خليتان يكون لهما قطب أقدم (oldest) وقطب أحدث (youngest) بينما الخليتان الأخريتان لهما قطب حديث (younger) وقطب أحدث (youngest). لذا بعد فقط إنقسامان، هناك شكلان من الخلايا البنويه: إثنتان لها أقطاب أقدم وأحدث بينما إثنتان لها أقطاب حديثه وأقطاب أحدث. طبقا لمجموعة ستيوارت، الخليتان بالأقطاب الأقدم/الاحدث نمت 2.2 بالمائة أبطأ من الخلايا بالأقطاب الحديثه/الاحدث.
بينما تحدث إنقسامات انشطارية أكثر فأكثر، الإختلاف في العمر بين الخلايا البنويه سيواصل الزيادة. الحدّ الأدنى بأن الخلايا ترث أقطاب أقدم وأقدم تواجه أوقات الجيل الأطول، تقليل معدلات النسل المشكّل، وزيادة خطر الموت مقارنة إلى الخلايا بالأقطاب الأحدث, الأجدد. فقدان اللياقه هذا يسمى الشيخوخه senescence. ملاحظة: مجموعة ستيوارت لم تستطع متابعة أيّ خلايا إلى الموت الفعلي لأن عشائر الخلية كانت في نهاية المطاف خلايا كثيره، حتى برنامج كمبيوترهم لم يستطع أن يبقيها كلّها مسجّله بشكل مستقل.
بالضبط لماذا الخلايا الأكبر سنّا ليست مفهومه. على أية حال، إذا النتائج من مجموعة ستيوارت أيدت من قبل آخرين، على الأقل يظهر بأنّ الخلايا البكتيرية لا تستطيع الهروب من عملية التعمير. حتى حياة الميكروب محدوده.
عندما ماتت الضفادع
يتذكّر العديد منّا الأيام في مختبر علم أحياء المدرسة الثانويه عندما أتيحيت لنا الفرصة لتشريح ضفدع. القليل أدرك بأنّ هذه الضفادع الأفريقية المستوردة قد تكون جزئيا مسؤولة عن المرض الذي دمر عشائر الضفادع الأخرى حول العالم.
في أوائل التسعينيات، باحثون في أستراليا وبنما بدأوا بذكر إنحدار هائل في عدد البرمائيات في المناطق البيئيه الغير ملوثه. مع تقدم العقد، موت هائل حدث في العشرات من انواع الضفادع وبضعة انواع حتى إنقرضت. عندما امتلأت بأصوات الضفادع، الغابات كانت هادئة. “ فقط ذهبت,” قالها احد الباحثين.
الفرضيات لتفسير هذا الإنحدار تتضمّن، بين اسباب أخرى، تعديل الموطن، ادخال مفترسات جديده، تزايد الإشعه فوق البنفسجيه، التلوث، تغييرات الطقس الغير ملائمه، والامراض المعديه.
بحلول 1998، الامراض المعديه ميّزت كأحد الأسباب للانحدار. أكثر من 100 نوع برمائي في أربع قارات، بما في ذلك أمريكا الشماليه والجنوبية، أصيبت بفطر كيتريدي يسمى Batrachochytrium dendrobatidis. هذا الفطر الكيتريدي، الوحيد المعروف بإصابة الفقاريّات، يستعمل الجلد الكيراتيني للضفادع كمصدر للمغذّيات؛ التساقط الجلدي لجلد الضفادع إشارة واحده للمرض المسمى كيتريديوميكوسيس chytridiomycosis. تقريبا ثلث انواع برمائيات العالم الـ6,000 تعتبر الآن تحت خطر الإنقراض. لكن، لماذا الموت المفاجئ في السنوات الأخيرة؟
ألن باوندز Alan Pounds, باحث في مختبر الضفادع الذهبيه للحماية في كوستاريكا، أقترح بأنّ الاحتباس الحراري يخلق ظروف مثالية للفطر. عمله يشير بأن تغيير المناخ أدّى إلى أيام أبرد وليالي أدفأ على سفوح الجبال الإستوائية، مما يخلق ظروف النمو والعدوى المثاليه للفطر B. dendrobatidis.
باوندز أقترح أيضا بأن الفطر الكيتريدي لربما أتى من بعض الضفادع الأفريقية المصدّره إلى جميع أنحاء العالم. فرضيته بأن بعض الضفادع الهاربة عبرت على الفطر إلى الأكثر صلابه، مثل الضفادع الأمريكيه، التي تباعاً أصابت انواع الضفادع الأكثر عرضة للإصابة.
وفيّات الضفادع من الكيتريديوميكوسيس اشاره لتغيير غير مرئي لحد الآن في النظام البيئي، مشابه كثيرا للكناري في منجم فحم؟ يعتقد البعض أن هذا الشكل من “التلوث الممرض” قد يكون خطير كالتلوث الكيميائي. “المرض يقتل الضفادع، لكن تغيير المناخ يضغط الزناد,” قالها الدّكتور باوندز.

الفطريات كحماة
ماهو رأيك لو رأيت القمح ينمو في صحاري كاليفورنيا أو أريزونا؟ من المحتمل ان تعتقد بأنّه كان سراب أو أنك كنت تهلوس من قلة الماء. حسناً، في المستقبل القريب، مثل هذا الظهور في الحقيقة قد يكون واقعي.
يظهر بأن الميكورايزا ليست الفطريات الوحيده التي تزوّد منافع للنمو وحماية لمئات الأنواع من النباتات. الهيفات من الفطريات داخلية التغذيه endophytes تنمو داخل انسجة النبات وبين خلايا العديد من الأوراق السليمة حيث يتم تبادل المواد المغذّية بين العائل والفطر. لا ضرر يحدث إلى الأوراق وفقط التراكيب الانتاجية تجعلها إلى السطح لإطلاق الجراثيم إلى الرياح.
مثال واحد لمنفعة الفطريات داخلية التغذيه إكتشف من قبل العالمين ريجينا ريدمان وراسل رودريجيز من الولايات المتّحدة. مسح جيولوجي في سياتل، واشنطن. أخذا الحشائش المعمّره التي تنمو عادة في الترب الحارة حول المياه الحاره ونمّوها في المختبر. تلك النباتات المعرّضه إلى التربة الحارة لكن تفتقر إلى الفطريات داخلية التغذيه ماتت بينما تلك التي تعيش مع الفطريات داخلية التغذيه نجت. الأكثر إثارة للإهتمام، الفطريات بأنفسها ماتت أيضاً في الترب الحارة. على ما يبدو، هناك حاجه لأن تكون هناك علاقة أخذ وعطاء بين العائل والفطر — تمثل علاقة تعايشيه حقيقية.
ريدمان ورودريجيز بعد ذلك إنضمّا إلى العالم جوان هينسون في جامعة ولاية مونتانا لاثبات بأنّ نفس الفطريات داخلية التغذيه تحمي نباتات أخرى. على الأقل في المختبر، عندما جراثيم الفطريات داخلية التغذيه وضعت على شتلات الطماطم، البطيخ، أو القمح، شتلات البطيخ والطماطم مع الفطريات داخلية التغذيه نجت من إجهاد درجات الحرارة العالية (50 درجه مئويه) أو ظروف الجفاف. بالرغم من أن شتلات القمح ماتت، النباتات بقيت حوالي إسبوع أطول من تلك التي بدون الفطريات داخلية التغذيه.
في نفس الوقت في بنما، مجموعة أخرى من الباحثين، تحت قيادة أي. إليزابيث آرنولد، حاليا في جامعة أريزونا، إكتشفوا بأن أوراق شجرة الشوكولاتة (الكاكاو) التي تأوي الفطريات داخلية التغذيه مقاومة أكثر إلى هجوم الممرضات، بينما الأوراق الخالية من الفطر تصبح مريضة. في دراستهم، عندما الأوراق لقّحت عن قصد بإحدى الممرضات الرئيسية للكاكاو، الأوراق المرتبطه بعدّة فطريات داخلية التغذيه مختلفه كانت أقل عرضة للغزو وعلى الأغلب ستنجو. بالرغم من أن الأوراق الصغيرة إستفادت من التكافل symbiosis، يظهر بأن الأوراق الأقدم تستفيد أكثر من الارتباط بالفطريات داخلية التغذيه.
لذا، على الأقل في المختبر, الفطريات داخلية التغذيه تلعب أدوار مختلفة لكن مهمة في بقاء النباتات على قيد الحياة. بينما يتم اكتشاف اكثر من ذلك، ربما سيأتي اليوم عندما القمح سينمو في الصحراء.

الفرد القديم والعملاق
ما هو الأكبر من الحوت الأزرق والأقدم من خشب كاليفورنيا الأحمر؟ الفطر، بالطبع! أرميلاريا Armillaria, ممرض للنباتات، يصيب الأشجار دائمة الخضره. الجزء المرئي من الفطر هو المشروم الذهبي الذي تنتجه. على أية حال، تحت الأرض في التربة يتمدد الميسيليوم الغير مرئي الذي يغزو جذور الشجرة دائمة الخضره ويمتصّ مائها وكربوهيدراتها، والذي يؤدي في أغلب الأحيان لموت الشجرة المصابة.
في 2001، دراسة علماء في غابة ماهور الوطنية بأوريغون إكتشفت ميسيليوم أرميلاريا Armillaria وحيده انتشرت عبر 2,200 هكتار من تربة الغابة. تقدر بأكثر من تسعة كيلومترات مربّعة — حوالي مساحة 1,600 ملعب كرة قدم! لتكون بهذا الحجم، يعتقد العلماء أن الفطر نبت من جرثومة واحده في مكان ما بين قبل 2,000 و 8,500 سنة. الآن ذلك قديم وعملاق، يعتبر الميسيليوم لمعظم انواع Armillaria يغطّي فقط 20 او 30 هكتار.
هذا الإكتشاف ليس فريد من نوعه. أنواع أخرى من Armillaria إكتشفت في غابة الأخشاب الصلبه متشيغان التي تقدر حوالي 37 هكتار في الحجم، وفي شرق واشنطن, تم إكتشاف ميسيليوم أرميلاريا Armillaria يقدر بحوالي 1,500 هكتار في الحجم .
الفطر الأكبر في العالم يتحدّى مفهوم ما الذي يشكّله الفرد. هل أرميلاريا Armillaria أوريغون كائن حي فردي وحيد؟ “ إذا أمكن أن تنتزع التربة وتنظر إليها، هي فقط كومة كبيرة واحدة من الفطر بكلّ هذه الخيوط التي تخرج تحت السطح,” قالت ذلك الدّكتورة كاثرين باركس، التي كانت إحدى مكتشفيه.

عندما حكمت الفطريات على الأرض
قبل حوالي 250 مليون سنة، عند نهاية الفترة الجيولوجيه البيرميه Permian, كارثة ذات أبعاد ملحمية زارت الأرض. على ما يبدو، اكثر من 90 % من الانواع الحيوانيه في البحار إختفت. الإنقراض البيرمي العظيم، كما يسمى، أيضاً ألحق دمار في الحيوانات الأرضيه ومهّد الطريق أمام الديناصورات لأن ترث الكوكب.
لكن النباتات الأرضيه إستطاعت البقاء، وقبل أن تجيء الديناصورات، انتشرت وغلّفت العالم. على الأقل، ذلك الذي إعتقده علماء أحياء الحقبة القديمة تقليدياً.
الآن، على أية حال، راجعوا وجهة نظرهم وتوصلوا إلى مكان هامّ للفطريات. في 1996، علماء هولنديون من جامعة اوتريخت Utrecht قدّموا دليلا بأن النباتات الأرضيه دمرت بالإنقراض وذلك لفترة جيولوجيه قصيره، والخشب الميت غطى كوكب الأرض. أثناء هذه الفترة، اقترحوا ظهور الفطريات وانواع تعفن الخشب واجهت زياده مفاجئه قويه في اعدادها. الدعم لنظريتهم قدم بالنتائج العديدة للفطريات المتحجّره من الفترة ما بعد البيرميه. المتحجرات وفيرة وتأتي من كل أرجاء الأرض. بشكل ملحوظ، هي تحتوي الهيفات الفطريه، أشكال متغذيه نشيطة وليست جراثيم كامنة. ولذلك الفطريات إنتشرت بعنف ودخلت فترة هيجان غذائي حيث كانت الشكل المهيمن للحياة على الأرض. هو شيء يأخذ بالإعتبار في المرة القادمة التي ترفس فيها على فطر المشروم النامي على العشب.

Spirochetes اللولبيات
Spirochetes اللولبيات هي بكتيريا ذات شكل فريد وآلية للحركة. هي واسعة الانتشار في البيئات المائيه وفي أجسام الحيوانات. البعض منها تسبب أمراض للحيوانات والبشر, والذي أكثرها أهميه هو الزهري Syphilis, يسببه تريبونيما بالاديوم Treponema pallidum. الخلية اللولبية نموذجياً ذات شكل حلزوني (ملفوف), منثني, رشيق, وغالباً طويلة للغاية. الأسطوانة البروتوبلازمية, تشمل مناطق مغلفه بغشاء سيتوبلازمي وجدار خلوي, تشكل نسبه كبيره من الخليه اللولبية. الألياف, تشير إلى ألياف محوريه أو خيوط محوريه, تلتصق إلى أقطاب الخلية وتلتف حول الأسطوانة البروتوبلازمية الملفوفة. كلا الألياف المحورية والأسطوانة البروتوبلازمية محاطة بغشاء ثلاثي الطبقات يسمى غمد خارجي أو غلاف الخلية الخارجي. الغمد الخارجي والألياف المحورية عادة غير مرئية بواسطة المجهر الضوئي, لكن يمكن رؤيتها في التحضيرات سالبة الصبغة في قطاعات رقيقه مفحوصة بالمجهر الالكتروني.
يوجد من اثنان إلى أكثر من 100 ليف محوري لكل خليه, اعتماداً على نوع Spirochete. التركيب الدقيق والتكوين الكيميائي للألياف المحورية مشابهه لتلك البكتيريا المسوطه. كما في البكتيريا المسوطه المثاليه, خطافات قاعدية وأقراص مزدوجة توجد عند نهاية الإدخال. العمود لكل ليف يتركب من مركز محاط بغمد ليفي محوري, لذلك الألياف المحورية في تناظر حساس للاسواط الغمديه.
الألياف المحورية تلعب دور مهم في حركة اللولبيات. كل ليف يرسو عند نهاية واحده ويتمدد لتقريباً ثلثي طول الخليه. اعتقد بأن الألياف المحورية تدوّر بشكل متصلب, كما تفعل البكتيريا المسوطه. حيث أن الأسطوانة البروتوبلازمية أيضاً متصلبة, بينما الغمد الخارجي مرن, إذا كلا الألياف المحوريه تدوّر في نفس الاتجاه, الأسطوانة البروتوبلازمية ستدور في الاتجاه المعاكس. إذا الغمد ليس في اتصال مع السطح, أيضاً يدوّر. هذه الآلية البسيطة هي كل ذلك المطلوب لتوليد تشكيله واسعه من الحركات المظهرة من قبل اللولبيات. إذا الأسطوانة البروتوبلازمية حلزونية (كما في أكثر اللولبيات), بعد ذلك حركه أمامية ستولد عندما الغمد يتحرك عبر وسط سائل أو شبه صلب بواسطة إنزلاق محيطي للحلزون عبر الوسط. إذا الغمد في اتصال على امتداد طوله مع سطح صلب, الأسطوانة البروتوبلازمية قد لا تكون قادرة على التدوير, لذلك التفاف الغمد سيسبب أن الخليه تنزلق في اتجاه متوازي بشكل قريب من محور الحلزون, مما يولد حركه "زاحفة". في سائل حر, العديد من اللولبيات ضيقة القطر تظهر حركات منثنية أو مندفعة بسبب العزم الممارس عند نهايات الأسطوانة البروتوبلازمية عن طريق التفاف الألياف المحورية. في هذا النموذج من الحركة, الغمد الخارجي يلعب دور مركزي, كما تفعل الألياف المحورية المعاكسة. بشكل مشابه, الأسطوانة البروتوبلازمية ضرورية في هذه الآلية. لذا يبدو أنه رغم الاختلافات السطحيه, اللولبيات بها بشكل أساسي نفس آلية الحركة كالبكتيريا الأخرى, مما يعني دوران الليف السوطي المتصلب الملتصق في الغشاء الخلوي عن طريق خطاف قاعدي.
Spirochetes اللولبيات تصنف إلى خمسة أجناس أساساً على أساس البيئة, النشوء المرضي, الخصائص الفسيولوجية والمورفولوجية. الجدول يعدد الأجناس الرئيسية وخصائصها. دراسات التتابعات الجزيئيه 16S rRNA من لولبيات مختلفة تظهر بأن اللولبيات تشكل مجموعه متنوعة, ولو أنها واسعة. بالإضافة لذلك, وجد بأن معظم اللولبيات مقاومه طبيعياً للمضاد الحيوي ريفامبسين, مؤشر بأن إنزيمات RNA Polymerases الخاصة بها قد تختلف عن تلك الموجوده في البكتيريا الأخرى.

جدول: أجناس اللولبيات Spirochetes وخصائصها
الجنس
الأبعاد (mμ)
عدد الأنواع المعرفة
الخصائص الرئيسيه
عدد اللييفات المحورية
DNA (GC%)
الموطن
الأمراض
Cristispira
30-15 × 0.5-3
1
3-10 لفات مكتملة, حزمه من اللييفات المحورية مرئية بواسطة مجهر الطور المتباين
>100
القناة الهضمية للرخويات, لم يتم زراعته
غير معروف
Spirochaeta
5-250 × 0.2-0.75
7
لاهوائيه أو هوائيه اختياريه, ملفوفة بإحكام أو بشكل طليق
2-40
50-65
مائية, حرة المعيشة
غير معروف
Treponema
5-15 × 0.1-0.4
13
محبة لقلة الهواء أو لاهوائيه, سعة اللفة تصل إلى 0.5 mμ
2-15
25-53
متعايشة أو طفيليه للبشر والحيوانات الأخرى
الزهري, داء الخلج, دسنتاريا الخنازير
Borrelia
8-30 × 0.2-0.5
15
لاهوائيه, 5-7 لفات بسعة 1 mμ تقريباً
غير معروف
46
البشر والحيوانات الأخرى, مفصليات الأرجل
الحمى الراجعه, مرض لايم
Leptospira
6-20 × 0.1
2
هوائيه, ملتفه بإحكام, بنهايات مشدوده أو مرخية, تتطلب أحماض دهنية طويلة السلسله
2
33-43
حرة المعيشة أو طفيلية للبشر والثدييات الأخرى
الليبتوسبيروزيس
Leptonema
6-20 × 0.1
1
هوائيه, لا تتطلب أحماض دهنية طويلة السلسله
54
حرة المعيشة
غير معروف
Spirochaeta and Cristispira
الجنس Spirochaeta يتضمن لولبيات هوائيه اختياريه ولاهوائيه حرة المعيشة. هذه الكائنات شائعه في البيئات المائيه, مثل مياه وأوحال الأنهار, البرك, البحيرات, والمحيطات. نوع واحد من الجنس Spirochaeta هو S. plicatilis, خليه لولبيه كبيره للغاية توجد في المياه العذبة والبيئات البحرية المحتوية على H2S ومن المحتمل أنها لاهوائيه. الألياف المحورية لسبايروكيتا بليكاتيليس ترتب في حزمه تلتف حول الإسطوانة البروتوبلازمية الملفوفة. من 18 إلى 20 ليف محوري تدخل في كل قطب من هذه الخلية اللولبية. نوع آخر, S. stenostrepta, تم زراعته. هو لاهوائي إجباري يوجد بشكل شائع في الأوحال السوداء الغنية بكبريتيد الهيدروجين. يخمر السكريات عن طريق مسار الجلايكولايتك إلى ايثانول, اسيتيت, لاكتيت, ثاني أكسيد الكربون, هيدروجين. النوع S. aurantia هوائي اختياري يحتوي صبغات برتقالية, يخمر السكريات عن طريق مسار الجلايكولايتك تحت ظروف لاهوائيه, ويؤكسد السكريات أساساً إلى ثاني أكسيد الكربون واسيتيت.
الجنس Cristispira يحتوي كائنات حيه بتوزيع فريد, توجد في الطبيعة أولياً في الشكل البلوري من رخويات معينه, مثل البطلينوس والمحار. الشكل البلوري عصوي شبه صلب, يستقر في حويصلة ويدوّر مقابل السطح الصلب للقناة الهضمية, تخلط وتطحن مع الجزيئات الصغيرة من الغذاء. لكونها لولبيات كبيره, أنواع Cristispira يمكن بسهوله أن ترى مجهرياً داخل الشكل البلوري بينما هي تدوّر سريعاً للأمام والخلف في نمط لولبي. Cristispira قد تظهر في رخويات المياه العذبة والبحرية, لكن ليس كل أنواع الرخويات تمتلكها. لسوء الحظ, Cristispira لم تتم زراعته, لذلك السبب الفسيولوجي لتقييدها لهذه البيئة الفريدة غير معروف. ليس هناك أدله بأن Cristispira ضار لعائله, في الحقيقة, الكائن الحي ربما أكثر شيوعاً في الرخويات الطبيعية من الرخويات المريضة.
Treponema
اللولبيات اللاهوائيه, المرتبطة بعائل والتي هي متعايشة سلمياً أو طفيليه للبشر والحيوانات توضع في الجنس تريبونيما. تريبونيما باليديوم, العامل المسبب للزهري, هو النوع الأكثر شهره من التريبونيما. يختلف مورفولوجياً عن اللولبيات الأخرى, الخلية ليست حلزونية, لكن لها شكل موجي مسطح. علاوة على ذلك, المجهر الالكتروني لا يظهر وجود الغمد الخارجي المحاط بالألياف المحورية والإسطوانة البروتوبلازمية. على ما يبدو الألياف المحورية لتريبونيما باليديوم تتمدد على خارج الكائن الحي. خلية تريبونيما باليديوم رقيقه بشكل ملحوظ, يقدر قطرها 2 ميكرومتر. الخلايا الحية مرئية بشكل واضح في مجهر الحقل المظلم أو بعد صبغها بالجسم المضاد الفلوروسينتي, مجهر الحقل المظلم يستخدم لفترة طويلة لفحص الإفرازات من الجروح الزهرية المشتبه بها. في الطبيعة تريبونيما باليديوم مقيد إلى البشر, على الرغم من أن العدوى السطحية تم تأسيسها في الأرانب والقرود. رغم أنه لا ينمو أبداً في مزرعة مخبريه, تم حالياً تأسيس من الدراسات الحيوانية أن خلايا تريبونيما باليديوم الفتاكة (المنقاة من الأرانب المصابة) تحتوي نظام سيتوكروم, وهي في الحقيقة محبة لقلة الهواء. هذه الخاصية تفصل تريبونيما باليديوم من أنواع التريبونيما الأخرى, التي هي لاهوائيه اجباريه. دراسات تصنيفيه ذات مغزى على هذا النوع ستنتظر زراعته خارج عائله.
تريبونيما باليديوم حساس للغاية إلى الحرارة المتزايدة, يقتل بسرعة عند التعرض إلى 41.5 – 42 درجه مئوية. الحساسية للحرارة تعكس في الواقع أن الكائن الحي يصبح مؤسس بسهولة أكبر في المواقع الأبرد من الجسم, مثل الأعضاء التناسلية الذكرية, على الرغم من أنه عندما يؤسس في مناطق أخرى من الجسم سيتضاعف هناك. الكائن الحي يقتل بسهوله بالتجفيف, وهذا على الأقل يفسر جزئياً لماذا انتقال تريبونيما باليديوم بين الأشخاص يتم فقط بالاتصال المباشر, عادة الاتصال الجنسي.
أنواع أخرى من جنس تريبونيما هي كائنات حيه متعايشة سلمياً شائعة في التجويف الفموي للبشر ويمكن بشكل عام أن تشاهد في المادة المخدوشة من بين الأسنان ومن المسافة الضيقة بين اللثة والأسنان. لولبيات فموية مختلفة يمكن أن تزرع لاهوائياً في وسط غذائي معقد يحتوي مصل. تم وصف ثلاثة أنواع, T. denticola, T. macrodentium, T. oralis, تختلف في الخصائص الفسيولوجية والمورفولوجية. Treponema denticola يخمر الأحماض الأمينيه مثل السيستين والسيرين, يشكل الاسيتيت كحمض تخمر رئيسي بالإضافة إلى CO2, NH3, H2S. هذه الخلية اللولبية يمكن أيضاً أن تخمر الجلوكوز, لكن في بيئة تحتوي الجلوكوز والأحماض الأمينيه, الأحماض الأمينيه تستخدم بشكل تفضيلي. العلاقة الحقيقية بين تريبونيما باليديوم وبقية أعضاء جنس تريبونيما قد تكون علاقة بعيده, حيث أن نسبة قاعدة GC لتريبونيما باليديوم حوالي 53% بينما الأنواع الأخرى من هذا الجنس تتجمع بين 38 و 40 % أو 25 و 26 %.
اللولبيات أيضاً توجد في الكرش rumen. تريبونيما ساكروفيليوم هي خليه لولبيه كبيره محلله للبكتين توجد في كرش الأبقار. تريبونيما ساكروفيليوم هي بكتيريا لاهوائيه اجباريه والتي تخمر البكتين, النشا, الاينولين, وعديدات السكريات النباتية الأخرى. هذه واللولبيات الأخرى ربما تلعب دور مهم في تحويل عديدات السكريات النباتية إلى أحماض دهنيه متطايرة, قابله للاستخدام كمصادر للطاقة من قبل المجترات.

Leptospira and Leptonema
الجنسان ليبتوسبيرا وليبتونيما تحتوي لولبيات هوائيه صارمة تستخدم الأحماض الدهنيه طويلة السلسلة (على سبيل المثال, حمض الأوليك) كمانح للإلكترون وكمصادر للكربون. مع استثناءات قليله, هذه هي مواد الوسط الوحيدة المستغلة من قبل أنواع الليبتوسبيرا للنمو. خلية الليبتوسبيرا رقيقه, ملفوفة بشكل رقيق, وعادةً تركز عند كل نهاية إلى خطاف شبه دائري. بالوقت الحاضر, تم تمييز عدة أنواع في هذه المجموعة, البعض حر المعيشة والبعض طفيلي. نوعان رئيسيان هما Leptospira interrogans (طفيلي), L. biflexa (حر المعيشة). سلالات L. interrogans طفيليه على البشر والحيوانات. سلالات مختلفة متميزة مصلياً باختبارات التلزن, وعدد كبير من الأنواع المصلية تم تمييزه. القوارض هي العوائل الطبيعية لمعظم أنواع الليبتوسبيرا, بالرغم من أن الكلاب والخنازير أيضاً نواقل مهمة لسلالات معينه. في البشر المتلازمة الليبتوسبيريه الأكثر شيوعاً هي مرض weil, في هذا الاختلال الكائن عادةً يتواجد في الكلى. الليبتوسبيرا تدخل الجسم بشكل عادي عبر الغشاء المخاطي أو عبر الجروح في الجلد. بعد تضاعف عابر في أجزاء مختلفة من الجسم الكائن يتموضع في الكلى والكبد, يسبب التهاب كلوي ويرقان. الكائن يعبر خارج الجسم في البول وعدوى فرد آخر أكثر شيوعاً بالاتصال بالبول الملوث. العلاج بالبنسيلين, ستريبتومايسين, أو تيتراسايكلين محتمل لكن قد يتطلب علاجات ممتدة لإزالة الكائن من الكلى, هذا محتمل بسبب النمو البطيء والموقع المحمي لليبتوسبيرا. الحيوانات المنزلية تلقح ضد الليبتوسبيروزيس بسلاله فتاكة ميتة, الكلاب تحصن عادةً بلقاح مركب سل الكلاب - ليبتوسبيرا - التهاب الكبد. في البشر, المنع يتأثر أولياً بإزالة المرض من الحيوانات. النوع المصلي الذي يصيب الكلاب, L. interrogans نوع مصلي canicola, لا يصيب بشكل عادي البشر, لكن السلالة التي تهاجم القوارض, L. interrogans نوع مصلي icterohaemorrhagiae, تصيب بشكل عادي البشر, لذلك إزالة الجرذان من مساكن البشر مساعده بشكل كبير في منع الكائن من الوصول إلى البشر.
Borrelia
أغلبية الأنواع في الجنس بوريليا هي ممرضات للبشر والحيوانات. B. recurrentis هو العامل المسبب للحمى الراجعة في البشر وينتقل عن طريق الحشرات الناقلة, عادةً بواسطة قملة الجسم البشري. الحمى الراجعة مميزه بحمى مرتفعه وألم عضلي عام يدوم لثلاثة أيام إلى سبعة أيام يليه قترة تحسن من 7 إلى 9 أيام. عندما لا يعالج, الحمى تعود في دورتين أو ثلاث دورات (لذلك الاسم الحمى الراجعة), ويسبب الموت في ما يصل إلى 40 % من تلك الإصابات. لحسن الحظ, الكائن حساس للغاية إلى التيتراسايكلين, وإذا المرض شخص بشكل صحيح العلاج مباشر. أنواع أخرى من البوريليا هي مسببه مهمة للأمراض في الأبقار, الخراف, الخيول, الطيور. في معظم هذه الأمراض الكائن ينتقل بواسطة القراد. B. burgdorferi هو العامل المسبب للمرض المنتقل بالقمل المسمى مرض لايم الذي يصيب البشر والحيوانات الأخرى. B. burgdorferi أيضاً مهم لأنه حتى الآن الكائن الوحيد من بدائيات النواة بكروموسوم خطي.