Bakterie bioluminescencyjne, czyli posiadające zdolność do wytwarzania światła można spotkać w wodzie morskiej. Ich kolonie mogą występować na ciele ryb morskich, zwłaszcza tych które zamieszkują w głębinach.
Aby uzyskać takie bakterie można je więc wyizolować z ciała ryby. W tym celu ciało ryby moczymy w roztworze solnym i pozostawiamy na pewien czas w temperaturze około 4 do 6 stopni Celsjusza ( najlepiej w lodówce). W tym czasie ciało ryby powinno pokryć się koloniami bakteryjnymi, bakterie te można wyizolować i ponownie otrzymać ich kultury, ale tym razem czyste.
Bardzo często w oceanach spotyka się bakterie świecące, które żyją z innymi organizmami w symbiozie. Bakterie takie zamieszkują narządy świetlne, które należą do różnych zwierząt, zwłaszcza do ryb głębinowych oraz mątw. Świecenie pochodzące od bakterii zapewnia tym organizmom zdolność świecenia, która jest na znacznych głębokościach, gdzie panują olbrzymie ciemności bardzo potrzebna.
Oprócz głębin oceanicznych bakterie świecące mogą żyć w innych środowiskach. Niewiedza ludzi, dotycząca istnienia takich organizmów powoduje niekiedy lęk i zdziwienie.
W Kanadzie miała miejsce pewna, zabawna historia. W czasie kolacji mężczyzna zauważył, że jego porcja mięsa, znajdująca się na talerzu w momencie zgaszenia światła zaczęła świecić.
Badania wykazały, że na mięsie wyrosły bakterie świecące. Człowiek ten pomimo, iż zjadł już wcześniej porcję mięsa, nie był w stanie wyczuć innego, " zepsutego" smaku. Nie miał również żadnych objawów czy dolegliwości ze strony układu pokarmowego.
Podłożem na którym bardzo często wyrastają organizmy bioluminescencyjne są ciała ryb morskich, zwłaszcza martwych. Jeśli warunki środowiska są odpowiednie takie bakterie tworzą bardzo liczne kolonie powodując świecenie.
Wśród gatunków świecących bakterii znajduje się tez taki, który rozwija się w ranach, które ulegają zainfekowaniu.
Czasami na pokładach statków duże zaniepokojenie budzi zielone światło, które pojawia się w czasie spłukiwania toalet. Takie zjawisko wywołane jest przez bakterie , które rozwijają się w zgromadzonej do spłukiwania wodzie. Najczęściej wykorzystuje się wodę morską.
Budowa i funkcjonowanie bakterii świecących.
Pod względem budowy bakterie luminescencyjne podobne są do bakterii jelitowych. Bakterie te można obserwować nawet w tradycyjnym mikroskopie świetlnym. Struktury komórkowe tych bakterii są jednak widoczne dopiero po zastosowaniu różnych metod barwienia.
Do najczęstszych metod należy barwienie Grama oraz metoda barwienia negatywowego.
Bakterie świecące należą przeważnie do bakterii Gram- ujemnych. Strukturą umożliwiającą ruch tych bakterii są rzęski lub wici. Dzięki odpowiednim metodom barwienia można je zobaczyć pod mikroskopem.
Struktury te może okrywać czasem błona komórkowa. U rodzajów Vibrio, rzęski otaczają osłonki, będące przedłużeniem błony komórkowej zewnętrznej. U Photobacterium rzęski nie są niczym osłonięte.
Rzęski mogą być rozmieszczone na komórce bakterii w bardzo różny sposób. U Photobacterium phosphoreum rzęski rozmieszczone są na komórce biegunowo. Dzięki nim gatunek ten wykazuje zdolność do poruszania się w płynnym środowisku.
Szczegółowych badań tych bakterii można dokonywać na podstawie badań z zastosowaniem mikroskopu kontrastowo-fazowego lub elektronowego.
Rysunek przedstawiający Photobacterium phosphoreum , który porusza się za pomocą biegunowo rozmieszczonych rzęsek.
Na stałych podłożach bakterie świecące podobnie do innych gatunków bakterii wykazują wzrost, w czasie którego wytwarzane są kolonie. Są to skupiska komórek bakteryjnych, które można bez problemu zaobserwować gołym okiem. Ich średnica waha się w granicach od 2 do 8 mm. Każdą kolonię jest w stanie utworzyć jedna tylko komórka bakteryjna, która rośnie i dzieli się wielokrotnie.
Bakterie świecące należą do tlenowców fakultatywnych. Ruch umożliwiają im rzęski.
Świecenie komórek bakteryjnych zależy bardzo ściśle od zawartości podłoża. Do wytwarzania światła niezbędny jest tlen. Luminescencja, czyli świecenie stanowi bowiem proces zależny od oddychania. W normalnym przypadku, kiedy zachodzi oddychanie, powstającym związkiem jest wysokoenergetyczny adenozynotrifosforan ( ATP ).
U bakterii święcących powstaje nie ATP tylko związek silnie wzbudzony, który emituje światło. Związkiem tym jest lucyferaza.
Reakcje chemiczne biorące udział w procesie bioluminescencji:
W przypadku kolonii z rodzaju Photobacterium luciferum, świecenie obserwuje się tylko na obrzeżach. Wewnątrz grudki utworzonej przez ten gatunek świecenie jest bardzo znikome.
Cechą bakterii świecących jest brak zdolności do silnego świecenia jeśli występują one w pojedynkę. Świecenie obserwuje się jeśli bakterie te znajdują się w koloniach albo w zawiesinach, tzn. wówczas, kiedy ich zagęszczenie jest duże.
Badania wykazały, że związek będący autoinduktorem, wzbudzającym luminescencję, może wywoływać odpowiedni skutek tylko wówczas, gdy jest go wystarczająco dużo.
Podobna reakcja musi zachodzić w narządach świetlnych zwierząt. Tam stężenie autoinduktora musi być stale na wysokim poziomie.
"Związki informujące", spełniające podobna role jak autoinduktora, obecne są w koloniach również innych grup bakterii. Dzięki nim możliwa jest orientacja komórek bakteryjnych, np., co do położenia źródła pokarmu.
Kilka gatunków bakterii świecących:
- Vibrio fischeri
- Vibrio harveyi
- Photobacterium phosphoreum*
- Photobacterium luciferum
Światło emitowane przez bakterie luminescencyjne jest jednym z najbardziej spektakularnych zjawisk na świecie.
Pomimo, iż bakterie te nie wywołują groźnych schorzeń, w czasie kontaktu z nimi, należy zachować dostępne środki ostrożności.
