Enamike bakterite läbimõõt jääb kahe mikromeetri lähedale ja nende nägemiseks läheb tarvis võimsat valgusmikroskoopi. Nüüd kirjeldatav bakter on neist umbes 5000 korda suurem. "Mingigi võrdlusmomendi loomiseks – sama hästi võiksid sa ette kujutada, kuidas sulle tuleb tänaval vastu inimene, kes on sama pikk kui Mount Everest," muigas Jean-Marie Volland, USA-s asuva Lawrence Berkley riikliku laboratooriumi merebioloog.

Hiiglase mõõtu bakter jäi Antillide Ülikooli organismibioloogia professorile Olivier Grosile silma juba 2009. aastal Väikeste Antillide mangroovisoost veeproove kogudes. "Arvasin toona, et need ei saa olla midagi muud kui mõni päristuumne. Rakud laboris elektronmikroskoobi alla pannes ei suutnud ma leida aga ei rakutuuma ega mitokondreid," meenutas Gros. Mõlemad on eukarüootide põhitunnused, samasse liigirühma kuuluvad hulkraksed nagu inimesed.

Järgnenud aastatel tehtud geneetiline analüüs kinnitas, et tegu bakteriga. Täpsemalt kuulus see perekonda Thiomargarita. Samast perekonnast võis varem leida muu hulgas eelnevat suurusrekordit hoidnud hiidbakteri Thiomargarita namibiensis. Väävliühendite oksüdeerimisest energiat hankiva organismi pikkus oli kuni 0,75 millimeetrit. Oma rekordilise suuruse tõttu otsustas nimetada töörühm Antillidelt leitud uue bakteri Thiomargarita magnifica'ks ehk võrratuks väävlipärliks.

Bakter trotsib oma suurusega teadlaste ennustusi, kui suureks bakterirakud üleüldse kasvada saavad. Laialt levinud arusaama kohaselt sõltub see rangelt bioenergeetiliste membraanide pindalast. Reeglina paiknevad rakku energiamolekulidega varustavad membraanid vaid raku pinnal. Seda teoreetilist piiri kompas juba T. namibiensis.

T. mamibiensis'e sugulane T. magnifica suutis viia osa energiamolekulide tootmisest raku sisse. Tulemus on silmaga näha. "Nende raku ruumala on ennustatud maksimumist kaks suurusjärku suurem. Nad kasvavad suuremaks, kui ükski teine senituntud bakter," kinnitas Volland.

Päristuumsete jälgedes

Thiomargarita magnifica paistab silma teisegi bakterite maailmas ennekuulmatu uuendusega. Päristuumsete organismides on pakendatud suurem osa pärilikkusainest tihedalt rakutuuma. Bakterirakus ulbib see seevastu raku tsütoplasmas vabalt ringi. "Meie hiidbakter on suutnud pakendada need tillukeste membraanide vahele, mis esindavad uut tüüpi bakteriorganelli. Nimetasime need pepiinideks. T. magnifica on seeläbi põnev näide, kuidas saab bakteri ehitus keerukamaks muutuda. See matkib mõneti päristuumseid, aga oma erilisel viisil," sõnas Jean-Marie Volland.

Innovatsioon võimaldab toota bakteril valke selle terves ulatuses. Muu hulgas annab see võimaluse reageerida kohalikele stiimulitele ja väljakutsetele. Nõnda ei pea bakter ootama, kuni vajalik ühend difusiooni teel vajalikku paika jõuab.

"Bioloogidena oleme mudelorganismidega mõnes mõttes ära harjunud. Arvame, et teame, milline üks korralik bakter välja näeb ja milleks see võimeline on. Meile ei teeks kahju, kui vaataksime sagedamini, mida tänavalambi valgusvihu kõrval laiuvast pimedusest leiame," märkis Olivier Gros.

Hiidbakteri genoomianalüüs näitas, et see koosneb umbes 12 miljonist DNA aluspaarist. Näitaja poolest meenutab see tavapärast bakterit. Samas leidub aga ainuüksi ühes bakterirakus sadu tuhandeid pepiine. Kokku talletab üks bakterirakk seeläbi kuue terabaasi jagu geeniinfot, kahe suurusjärgu võrra rohkem, kui on peidus inimeste keharakkudes. Seejuures on seotud umbes neljandik hiidbakteri geenidest ülesannetega, mida otseselt rakkude elushoidmiseks tarvis ei ole. Töörühm kahtlustab näiteks, et T. magnifica toodab mitmeid teisi mikroobe hävitavaid aineid.

Bakteri erakordse suuruse taga on suhteliselt hiljutised muutused geenidest, mis mõjutavad raku pooldumist ja arengut. "Meil on mõned ideed, miks evolutsioon sellist gigantismi soosis, aga meil pole sellele faktilist tõestust," nentis Gros.

Osaliselt võib peituda mõistatuse võti hiidbakteri eluviisis. Energia hankimiseks peab olema sellel ühtaegu ligipääs nii väävliühendeid sisaldavatele orgaanikarikastele setetele kui ka merevees lahustunud hapnikule. Tavapärase suurusega bakterite jaoks on selleks täpselt sobiva paiga leidmine paras väljakutse.

Teine võimalik selgitus on sama eluline. Mida suuremaks organism kasvab, seda väiksem on võimalus, et mõni varem temaga samas kaalukategoorias olnud kiskja ta nahka pistab. "Muidugi oleme teiste seda tüüpi bakteritega tehtud katsetes leidnud, et ega keegi neid nende madala toiteväärtuse tõttu eriti süüa ei taha. Kujutan ette, et soos uidates oli neid elukaid palju rohkem, kes tahtsid mind ühel või teisel viisil nahka pista," muigas professor.

Töörühma jaoks on mõningase üllatusena T. magnifica rakud vaatamata rakuskeleti puudumisele erakordselt vastupidavad. "Saame sõna otseses mõttes öelda, et tegu on esimese bakteriga, kellega bioloogid pinsettidega mängida saavad. Loodame edaspidiste katsetes välja selgitada, mis molekulaarsel tasandil selle vastupidavuse kindlustab," ütles Jean-Marie Volland.

Sarnaselt peavad katsed näitama, kuidas bakter end eri aluspindade külge aheldab. Lisaks lehtedele on leidnud teadlased neid praeguseks ka näiteks erineva mangroovisohu jõudnud olmeprügi nagu klaaspudelite ja plastitükkide küljest.

Suurusel on siiski omad miinused. Kuna nii suur bakter end ise liigutada ei suuda, peab see lootma, et veevool kannab selle eluks piisavalt sobilikku paika.

Tundmatu suurus

Teadlased ei tea veel, kui palju nüüd kirjeldatud hiidbaktereid või sellele sarnanevaid eluvorme maailmas kokku elab. "Laiemat pilti vaadates ei teki meil värske leiu valguses bakterite teistest organismidest eristamisega mingeid probleeme. Samas võime oodata, et bakterid suudavad hakkama palju rohkemaga ja on keerukamad, kui oleme seni harjunud mõtlema," märkis Jean-Marie Volland.

Thiomargarita magnifica ise on suutnud vahepeal end teadlaste pilgu eest uuesti peita. "Oleme leidnud neid hiidbaktereid vaid paarist kohast. Viimase kahe kuu jooksul pole ma näinud neist aga jälgegi. Ma ei tea, kuhu nad läksid, kuid loodan, et järgmisel hooajal on nad tagasi ja ka teised teadlased teavad nüüd, mida otsida," sõnas Olivier Gros.

Uurimus ilmus ajakirjas Science.