Spiroplasma verstehen

Wenn es um Mykoplasmen geht, ist jeder damit vertraut. Er gehört zu den Erregern, über die Ärzte in Kinderkliniken häufig sprechen. Der Erreger einer Lungenentzündung bei Kindern ist beispielsweise ein Mykoplasma.

Wenn es jedoch um den Protagonisten dieses Artikels geht – Spiroplasma –, sind die Reaktionen der Menschen etwas gleichgültig. Tatsächlich ist Spiroplasma auch ein Mitglied der Mycoplasma-Familie. Sie gehören zur Familie Spiroplasma und zur Gattung Spiroplasma innerhalb der Ordnung Mycoplasmas.

Viele Eigenschaften von Spiroplasma ähneln denen anderer Mykoplasmen. Sie alle sind beispielsweise prokaryotische Mikroorganismen ohne Zellwände, die kleinsten einzelnen Mikroorganismen, die auf Kulturmedien wachsen und sich vermehren können, und weisen unterschiedliche Morphologien auf.

Also, wie groß ist Spiroplasma?

Tatsächlich ist es kleiner als gewöhnliche Bakterien und Chlamydien und nur geringfügig größer als das Virus, nur etwa 1/350 der Größe eines Haares. Da sie normalerweise eine Spiralform haben (wie in der Abbildung unten gezeigt) und die Fähigkeit besitzen, sich in flüssigem Kulturmedium zu bewegen, werden sie Spiroplasma genannt.

Abbildung: Transmissionselektronenmikroskop-Foto von Spiroplasma, aufgenommen von Yu Hanshou et al. (6000-fach vergrößert)

Die Morphologie von Spiroplasma ist nicht festgelegt und variiert je nach den unterschiedlichen Bedingungen. Sogar Spiroplasmen derselben Art können stark variieren.

Normalerweise haben extrazelluläre Spiroplasmen eine spiralförmige Gestalt, während intrazelluläre Spiroplasmen neben der Spiralform auch eine ovale oder flaschenförmige Gestalt haben können. Darüber hinaus gibt es röhrenförmige und runde Flaschenformen.

Die meisten Spiroplasmen vermehren sich durch Teilung und Knospung (siehe unten) und ihre genetischen Eigenschaften werden alle durch ihr Genom bestimmt.

Abbildung: Morphologie der Spiroplasma-Knospen, fotografiert von Pan Xiaoyi und anderen

Die Genomgröße von Spiroplasma beträgt normalerweise 760–2220 Kilobasenpaare und der GC-Gehalt des Genoms ist relativ niedrig, etwa 24–31 %.

Einige Spiroplasmen tragen auch Plasmide, während andere aufgrund einer Virusinfektion lysieren und sterben.

Der Name Spiroplasma wurde erstmals 1972 von Robert Davis, einem bekannten amerikanischen Pflanzenpathologen, vorgeschlagen und die Klassifizierungseinheit Spiroplasma wurde im folgenden Jahr eingerichtet.

Spiroplasmen interagieren häufig auf drei Arten mit ihren Wirten: Mutualismus, Kommensalismus und Pathogenität. Sie kommen hauptsächlich in Krebstieren, Spinnen, Insekten und einigen Pflanzen vor.

Bei Arthropoden überleben Spiroplasmen hauptsächlich durch Darmbesiedlung, Parasitismus und intra- und extrazelluläre Symbiose, während sie bei Pflanzen hauptsächlich in Blüten, Epidermis und Phloem vorkommen.

Als Bestandteil der Darmmikroorganismen von Arthropoden sind einige Spiroplasmen nicht pathogen, da ihre Anzahl und ihr geringer Gehalt nicht die Ausgangsmenge erreichen, um Darmzellen zu infizieren.

Andere Spiroplasmen können sich jedoch im Darm schnell vermehren und Infektionen verursachen.

Wie wird Spiroplasma übertragen?

Bei Arthropoden erfolgt die Spiroplasma-Übertragung durch Kot und Oberflächenkontakt. Beispielsweise können Insekten, die sich vom Phloem von Pflanzen ernähren (hauptsächlich Zikaden), während des Fressvorgangs Spiroplasmen durch ihren Speichel auf Pflanzen übertragen.

Natürlich gibt es auch einige Arthropoden, die Spiroplasma durch vertikale Übertragung, also von den Eltern auf ihre Kinder, an ihre Nachkommen weitergeben.

Sind Spiroplasmen wie Mykoplasmen pathogen?

Die Antwort lautet ja, aber das bedeutet nicht, dass alle Spiroplasmen pathogen sind. Häufig vorkommende pathogene Spiroplasmen können bei einigen Pflanzen, Krebstieren und Insekten Krankheiten verursachen.

Krankheiten wie die „Kriechende Bienenkrankheit“ der Bienen und die „Zitternde Krankheit“ der Krabben werden durch Spiroplasma verursacht und die durch diese Krankheiten verursachten Verluste sind sehr schwerwiegend.

Die ersten Forschungsarbeiten und Berichte zu Spiroplasma in China gehen auf die späten 1980er Jahre zurück, als Professor Chen Yongxuan von der Nanjing Agricultural University erstmals die Existenz des Erregers Spiroplasma bei der „Kletterbienenkrankheit“ der Honigbiene entdeckte, bestätigte und seine Isolierung abschloss.

Nachdem wir über Bienen gesprochen haben, werfen wir einen Blick auf den „feigen Mann“, der auf der ganzen Welt grassiert. Wenn es um Krabben geht, läuft vielen Feinschmeckern das Wasser im Mund zusammen. Doch wer hätte gedacht, dass die kleine Schnecke von dieser Köstlichkeit so unzufrieden sein würde, dass sie ihre „Zitterkrankheit“ auslöst.

Ende des 20. Jahrhunderts kam es in meinem Land zu einer großflächigen „Zitterkrankheit“ bei Flusskrabben (Chinesische Wollhandkrabbe). Nach Untersuchungen von Wissenschaftlern wurde festgestellt, dass der Übeltäter „Krabbenschneckenplasmodium“ war.

Abbildung: Mit Spiroplasma infizierte Flusskrabbe

Da dieses Spiroplasma die Muskeln und das Nervensystem der Krabbe infizieren und sich darin vermehren kann, verursacht es Schäden am Nerven- und Muskelverbindungssystem der Krabbe, was zu Krämpfen und anschließend zu Zittern führt.

Im weiteren Verlauf der Forschung fanden Wissenschaftler und Aquakulturarbeiter auch ähnliche Spiroplasmen in Wasserkrebsen wie Garnelen, Macrobrachium rosenbergii (siehe Abbildung unten), Procambarus clarkii (Flusskrebs) und Penaeus vannamei.

Sie sind unterschiedlich und gehören zu unterschiedlichen Taxa (Arten oder Serotypen).

Abbildung: Ultradünne Schnitte von Macrobrachium rosenbergii-Gewebe, das mit Bakterien und Spiroplasma koinfiziert ist

(Das runde Objekt, auf das der Pfeil zeigt, ist Spiroplasma, und das mit △ markierte Objekt sind Bakterien.)

Es stimmt, dass einige Spiroplasmen bei Tieren und Pflanzen Krankheiten verursachen können, aber die Beziehung zwischen den meisten Spiroplasmen und Tieren und Pflanzen ist immer noch eine relativ freundliche mutualistische oder symbiotische Beziehung. Für Feinschmecker ist der Verzehr vollständig gegarter Zutaten die sicherste und empfehlenswerteste Vorgehensweise.

-ENDE-

*Dieser Artikel wurde zuerst von „The Fat Demon’s Microbial Base“ (WeChat-ID: nldxhjwswx) veröffentlicht. Bei jedem Nachdruck in den Medien müssen der Name und die WeChat-ID von „The Fat Demon’s Microbial Base“ beibehalten werden. Jegliche Änderung, einschließlich des Titels, ohne Genehmigung ist strengstens untersagt.

*Die meisten Bilder in diesem Artikel stammen aus dem Internet. Bitte informieren Sie uns, wenn ein Verstoß vorliegt. Freunde sind herzlich eingeladen, den Inhalt zu korrigieren, alles im Interesse einer besseren Populärwissenschaft!