バクテリアサイズの上限と下限
微生物とは、肉眼では見えない、または見えない小さな生物を指します。それで、微生物はどれくらい大きくて小さいことができますか？この記事を読むときは、以前のブログ投稿を参照できます。これまでに見つかった最大の細菌は何ですか？
大きな原核細胞
細菌と古細菌の細胞サイズは異なり、直径0.2μmから700μm以上の範囲です。培養された桿菌のほとんどは、幅が0.5〜4μm、長さが15μm未満です。もちろん、細胞長が600μmを超えるEpulopiscium fishelsoni（Sticulus fischeri）などの非常に大きな細菌もあります。C.フィシェリはクロストリジウムと系統学的に関連しています。それは外科医の腸に存在し、ゲノムの複数のコピーを含んでいます。その理由は、ゲノムの単一のコピーが、転写と翻訳のためのそのような大きなバクテリアのニーズを満たすことができなくなったからです。
知られている最大の細菌はチオマルガリータ（ナミビアの硫黄親和性細菌）で、直径は約750μmで、肉眼で直接見ることができます。これまでのところ、人々はこれらの細胞がなぜそれほど巨大なのか理解していません。古細菌は上記の2つに匹敵する菌株を発見していませんが、発見されていない可能性があります。
原核細胞のサイズは、細胞が栄養素を輸送する能力によって制限されると私たちは一般的に信じています。細胞の代謝率は、細胞サイズの2乗に反比例します。非常に大きな細胞の場合、栄養素の吸収は最終的に代謝を制限し、小さな細胞と競合させます。不利な点で。
ThiomargaritaやEpulopisciumと比較すると、典型的な棒状細菌（E. coliなど）の平均サイズは約1〜2μmです。対照的に、真核細胞は2μmほど小さく、多くは600μmより大きくなります。しかし、一般的に言えば、小さな真核細胞は一般的ではありません。
小さなサイズの原核細胞
細胞が小さければ小さいほど、自然界での利点が大きくなり、自然淘汰は競争力があります。したがって、理論的には、自然界はすべて非常に小さなバクテリアであるはずです。しかし、そうではありません。
自由成長細胞に含まれる必要のある基本成分（タンパク質、核酸、リボソームなど）を計算すると、細胞径の下限は約0.15〜0.2μmになります。現在、いくつかの小さな原核細胞の取得にも成功しています。たとえば、海水1ミリリットルあたり約105〜106個の原核細胞があります。これらのセルはしばしば非常に小さく、直径は0.2〜0.4μmです。それらは地球の深層で直径約0.2μmのバクテリアと古細菌叢を持っていることがわかり、これらの細胞はまとめて次のように呼ばれます。"超微生物細菌"。
興味深いことに、超微生物細菌のゲノムを調べたところ、それらのゲノムには多くの遺伝子が欠けていることがわかりました。これらの遺伝子の産物または機能は、他の微生物細胞または宿主生物によって提供されなければなりません。したがって、それらの成功した進化は、生化学および他の密接に関連したパートナーの最小要件に依存します。
比表面積、成長および進化
セルの場合、サイズが小さいと多くの利点があります。小さなセルは大きな比表面積を持っています。特定の値は、球菌と桿菌が標準的な球菌と円筒形であると仮定し、それらの面積/体積（S / V）を計算することができます。細胞のS / V比は、成長速度や進化など、細胞の多くの特性を制御します。細胞の成長速度は、環境と栄養素や老廃物を交換する速度に部分的に依存するため、小さな細胞のS / V比が大きいほど、単位格子体積あたりの栄養素と老廃物の交換速度が速くなります。したがって、自由に成長する小さな細胞は、大きな細胞よりも速く成長する傾向があります。同じ量の栄養素では、大きな細胞よりも小さな細胞の方が多く、それが細胞の進化に影響を及ぼします。
細胞分裂は染色体の複製を伴い、複製プロセスは突然変異を伴います。複製の数が多いほど、細胞集団の突然変異の総数が多くなり、進化の可能性が高くなります。原核細胞は非常に小さく一倍体であるため、大きな細胞よりも速く成長および進化します。原核細胞と真核細胞のサイズと染色体の違いに基づいて、細菌と古細菌が真核細胞よりも環境に適応しやすい理由を理解することができます。
