I 2009 modtog biologen Dan Lahr en fascinerende e-mail fra en anden forsker. Den indeholdt et foto af en mærkelig organisme. Forskeren havde opdaget mikroben i en flodslette i det centrale Brasilien. Dens gulbrune skal havde en karakteristisk, trekantet form.
Formen mindede Lahr om troldmandens hat i filmene om Ringenes Herre. “Det er Gandalfs hat,” husker han, at han tænkte.
Lahr er biolog ved universitetet i São Paulo i Brasilien. Han indså, at den encellede livsform var en ny art af amøbe (Uh-MEE-buh). Nogle amøber har en skal, som denne amøbe havde. De kan bygge disse skaller af molekyler, som de selv fremstiller, f.eks. proteiner. Andre kan bruge dele af materiale fra deres omgivelser, f.eks. mineraler og planter. Endnu andre amøber er “nøgne” og mangler en skal. For at lære mere om den nyfundne amøbe har Lahr brug for flere eksemplarer.
To år senere sendte en anden brasiliansk forsker ham billeder af den samme art fra en flod. Men bonanza kom i 2015. Det var da en tredje videnskabsmand sendte ham en e-mail. Denne forsker, Jordana Féres, havde indsamlet et par hundrede af de trekantede amøber. Det var nok til, at hun og Lahr kunne påbegynde en detaljeret undersøgelse af arten.
De undersøgte mikroberne under et mikroskop. Amøben, fandt de ud af, byggede sin hatformede skal af proteiner og sukkerstoffer, som den selv lavede. Det store spørgsmål er, hvorfor mikroben har brug for denne skal. Måske giver den beskyttelse mod solens skadelige ultraviolette stråler. Lahr gav arten navnet Arcella gandalfi (Ahr-SELL-uh Gan-DAHL-fee).
Lahr formoder, at mange flere amøbearter venter på at blive opdaget. “Folk kigger bare ikke efter ,” siger han.
Videnskabsfolk ved stadig meget lidt om amøberne. De fleste biologer studerer organismer, der enten er enklere eller mere komplekse. Mikrobiologer fokuserer f.eks. ofte på bakterier og vira. Disse mikrober har enklere strukturer og kan forårsage sygdomme. Zoologer foretrækker at studere større, mere velkendte dyr, såsom pattedyr og krybdyr.
Amoebier er stort set “blevet ignoreret”, bemærker Richard Payne. Han er miljøforsker ved University of York i England. “De har været fanget i midten i lang tid.”
Men når forskerne kigger på disse mærkelige små organismer, finder de store overraskelser. Amøbernes føde varierer fra alger til hjerner. Nogle amøber bærer bakterier, der beskytter dem mod skader. Andre “opdrætter” de bakterier, som de kan lide at spise. Og endnu andre kan spille en rolle i Jordens skiftende klima.
Og selv om man ikke kan se dem, er amøberne overalt. De lever i jord, damme, søer, skove og floder. Hvis du samler en håndfuld jord op i skoven, vil den sandsynligvis indeholde hundredtusindvis af amøber.
Men disse amøber er måske ikke alle nært beslægtede med hinanden. Ordet “amøbe” beskriver en lang række encellede organismer, der ser ud og opfører sig på en bestemt måde. Nogle organismer er kun amøber i en del af deres liv. De kan skifte frem og tilbage mellem en amøbeform og en anden form.
Som bakterier har amøberne kun én celle. Men der slutter ligheden. For det første er amøberne eukaryoter (Yoo-kair-ee-AH-tik). Det betyder, at deres DNA er pakket inde i en struktur, der kaldes en kerne (NEW-klee-uhs). Bakterier har ingen kerne. På nogle måder minder amøberne mere om menneskelige celler end om bakterier.
I modsætning til bakterier, som holder deres form, ligner amøber uden skal også klatter. Deres struktur ændrer sig meget, siger Lahr. Han kalder dem “formskiftere”.
Deres klumpethed kan være nyttig. Amøberne bevæger sig ved hjælp af udbulende dele kaldet pseudopodier (Soo-doh-POH-dee-uh). Udtrykket betyder “falske fødder”. Det er forlængelser af cellens membran. En amøbe kan række ud og gribe fat i en overflade med en pseudopod og bruge den til at kravle fremad.
Pseudopodier hjælper også amøberne med at spise. En udstrakt pseudopod kan opsluge en amøbes bytte. Det gør det muligt for denne mikrobe at sluge bakterier, svampeceller, alger – selv små orme.
Nogle amøber spiser menneskelige celler og forårsager sygdom. Generelt forårsager amøber ikke så mange sygdomme hos mennesker, som bakterier og vira gør. Alligevel kan nogle arter være dødelige. For eksempel kan en art kendt som Entamoeba histolytica (Ehn-tuh-MEE-buh Hiss-toh-LIH-tih-tih-kuh) inficere menneskers tarme. Når de først er der, “spiser de dig bogstaveligt talt”, siger Lahr. Den sygdom, de forårsager, dræber titusindvis af mennesker hvert år, hovedsagelig i områder, der mangler rent vand eller kloaksystemer.
Den mest bizarre sygdom forårsaget af en amøbe involverer arten Naegleria fowleri (Nay-GLEER-ee-uh FOW-luh-ree). Dens kælenavn er “den hjerneædende amøbe”. Meget sjældent inficerer den mennesker, der svømmer i søer eller floder. Men hvis den kommer ind i næsen, kan den bevæge sig til hjernen, hvor den mæsker sig i hjerneceller. Denne infektion er normalt dødelig. Den gode nyhed: Forskere kender kun til 34 indbyggere i USA, der blev smittet mellem 2008 og 2017.
En lillebitte dåseåbner
En videnskabsmand ved navn Sebastian Hess opdagede for nylig de tricks, som nogle amøber bruger for at spise. Han studerer eukaryotiske mikrober i Canada på Dalhousie University. Det ligger i Halifax i Nova Scotia. Hess har elsket at se de små væsener i et mikroskop, siden han var barn.
For ti år siden slog Hess hul igennem isen på en frossen dam i Tyskland. Han indsamlede en prøve af vandet og tog den med tilbage til sit laboratorium. Gennem mikroskopet så han noget mærkeligt. Grønne kugler vred sig som små bobler inde i tråde af grønne alger. Han havde “ingen anelse” om, hvad kuglerne var. Så Hess blandede alger, der indeholdt de grønne kugler, med andre alger. De vrikkefærdige kugler sprang ud af algerne og begyndte at svømme. Kort efter invaderede de andre algestrenge.
Hess indså, at de grønne kugler var mikrober kaldet amoeboflagellater (Uh-MEE-buh-FLAH-juh-laytz). Det betyder, at de kan skifte mellem to former. I den ene form svømmer eller glider de ved hjælp af halelignende strukturer kaldet flageller (Fluh-JEH-luh). Når svømmerne finder føde, forvandler de sig til amøber. Deres form bliver mindre stiv. I stedet for at svømme begynder de nu at kravle langs en eller anden overflade.
Gennem mikroskopet så Hess en af disse amøber skære et hul i en algecelle. Amøben klemte sig ind i den. Så spiste den algens indvolde. Herefter delte amøben sig og lavede kopier af sig selv. Det var de vrikke grønne kugler, som Hess havde set tidligere. De nye amøber slog flere huller i algecellen. Nogle invaderede nabocellen i algestrengen. Andre undslap. Hess gav arten navnet Viridiraptor invadens (Vih-RIH-dih-rap-ter in-VAY-denz).
Han fandt en lignende art i en mose. Den var også en amoeboflagellat, men den kravlede ikke ind i alger. I stedet skar den en C-formet flænge i en algecelle. Hess sammenligner denne amøbe med “en dåseåbner”. Amøben løftede derefter “låget” og brugte sin pseudopod til at nå ind i hullet. Den slugte det materiale, som den trak ud af cellen. Hess gav denne art navnet Orciraptor agilis (OR-sih-rap-ter Uh-JIH-liss).
For nylig opdagede han ledetråde til, hvordan disse to amøbeoflagellater hakker sig ind i algerne. Begge synes at få hjælp fra et protein kaldet actin (AK-tin). Menneskelige celler bruger det samme protein til at bevæge sig.
I amoeboflagellater danner actin et net. Det hjælper cellen med at lave en pseudopod. Nettet kan også hjælpe pseudopoden med at hægte sig fast på alger. Actin kan forbinde sig med andre proteiner i mikrobernes cellemembran, som måske hæfter sig på væggene i algecellerne. Actin kan endda være med til at styre andre proteiner – enzymer – der kan skære i algernes cellevægge.
Resultaterne fra Hess’ og hans kollegers undersøgelser tyder på, at disse tilsyneladende simple amøber kan være langt mere avancerede, end de først syntes. Man kan endda betragte dem som encellede ingeniører. “Med hensyn til deres adfærd,” siger Hess, “er de bare superkomplekse organismer.”
Bakterielle venner
Forholdet mellem amøber og bakterier er endnu mere kompliceret.
Debra Brock er biolog ved Washington University i St. Hun studerer en amøbe kaldet Dictyostelium discoideum (Dihk-tee-oh-STEE-lee-um Diss-COY-dee-um). Mange kalder dem blot for Dicty. Disse jordboende organismer spiser af bakterier.
Dicty lever normalt alene. Men når der er mangel på føde, kan titusinder af dem slå sig sammen og klumpe sig sammen til en kuppel. Normalt forvandler kuplen sig til en sneglelignende form. Denne snegl – i virkeligheden tusindvis af individuelle amøber, der bevæger sig sammen – kravler mod jordoverfladen.
Når den når dertil, danner sneglen en svampeform. Amøberne i toppen af “svampen” omgiver sig med en hård hinde. Denne overtrukne form er kendt som en spore. Insekter, orme eller større dyr, der børster mod disse sporer, kan ubevidst transportere dem til nye steder. Senere vil sporerne knække op, så amøberne inde i pelsen kan slå ud på jagt efter føde på dette nye sted.
Nogle Dicty tager bakterier med sig som føde. De bærer bakterierne i sig selv uden at fordøje dem. Det er “som en madkasse”, forklarer Brock. For at gøre dette får amøberne hjælp fra en anden gruppe af bakterier, som de ikke kan spise. Disse hjælpemikrober lever også i amøberne. Hjælperne forhindrer fødebakterierne i at blive fordøjet, så amøberne kan gemme dem til senere.
Videnskabsfolk kalder de bakteriebærende amøber for “bønder”. Forskerne formoder, at når amøberne når frem til et nyt hjem, spytter de fødebakterierne ud i jorden. Disse bakterier deler sig derefter for at lave flere bakterier. Det er som om amøberne bærer frø og planter dem for at dyrke mere mad.
For nylig opdagede forskerne, at amøbesneglen beskytter sig selv med særlige celler, mens den er på rejse. Disse celler er også Dicty-amøberne. De er kendt som sentinelceller og opsamler bakterier og giftige stoffer, der kan skade de andre amøber. Når det er gjort, efterlader sneglen sine vagtceller.
Brock undrede sig over, hvad dette fund betød for Dicty-landmænd. Landmændene ville ikke have, at sentinelcellerne skulle dræbe deres bakteriemad. Så havde landmændene færre sentinelceller end ikke-landmænd?
For at finde ud af det lod Brocks hold amøbesnegle danne sig i laboratoriet. Nogle snegle var alle landmænd. Andre var alle ikke-landmænd. Forskerne farvede vagtcellerne og lod derefter sneglene bevæge sig hen over en laboratorieskål. Bagefter talte forskerne, hvor mange sentinelceller der var blevet efterladt. Som forventet havde landmandssneglene færre sentinelceller.
Forskerne undrede sig over, om dette gjorde landmændene mere udsatte for giftige kemikalier. For at teste det, udsatte Brock landmænd og ikke-landmænd for et giftigt kemikalie. Landmændene kunne stadig formere sig. Faktisk klarede de sig bedre end ikke-landmænd.
Brock mener nu, at nogle af de bakterier, som landmændene havde med sig, hjalp til at bekæmpe de giftige kemikalier. Disse bakterier kunne nedbryde kemikalierne. Landmænd har altså to våben mod giftige trusler: vagtceller og bakterievenner.
En forbindelse til klimaforandringer?
Hess og Brock studerer nøgne amøber. Payne er fascineret af dem med skaller. Disse snedige mikrober, der kaldes testate (TESS-tayt) amøber, kan lave mange typer skaller. Disse beklædninger kan ligne skiver, skåle – ja, endda vaser. Nogle af dem er “fantastisk smukke”, siger Payne.
Mange testat-amøber lever i levesteder, der kaldes tørvemoser. Disse steder er normalt fugtige og sure. Men om sommeren kan tørre tørven ud. Payne mener, at skaller kan beskytte mosens amøber under disse tørkeperioder.
Disse tørveboende amøber er ikke blot kuriositeter, men kan spille en vigtig rolle i miljøet, siger Payne. Delvis nedbrudte planter ophobes i tørvemoser. Bakterier spiser disse planter og frigiver kuldioxidgas. I atmosfæren kan denne drivhusgas fremme den globale opvarmning. Mose-amøberne spiser disse bakterier. Så på den måde kan mosens amøber have indflydelse på, hvor stor en rolle tørvemoser spiller for den globale opvarmning.
Payne og hans kolleger undersøgte en tørvemose i Kina, hvor en skovbrand havde brændt. Vildbrande kan blive hyppigere, når klimaet bliver varmere. Derfor ville forskerne vide, hvordan branden påvirkede mosens testat-amøber.
Paynes kinesiske kolleger tog prøver fra brændte og ubrændte dele af mosen. Derefter analyserede holdet forskellene mellem to typer af testat-amøber. Den ene laver sin skal af affald, som f.eks. sandkorn og plantestykker. Den anden type bygger en glasagtig skal ved hjælp af et mineral kaldet silica.
I ubrændte områder fandt forskerne et lignende antal af begge typer amøber. Men de brændte pletter indeholdt langt flere amøber med skaller lavet af sand og affald. Resultaterne tyder på, at branden havde ødelagt flere af amøberne med siliciumdioxidskaller.
Payne ved endnu ikke, hvad det betyder for klimaændringerne. Det er ikke klart, om skiftet i amøberne vil få tørvemoser til at frigive mere eller mindre kulstof. Processen er “enormt kompliceret”, siger han.
Mange andre detaljer om amøberne er fortsat ukendte. Hvor mange arter findes der? Hvorfor har nogle af dem skaller? Hvordan påvirker amøberne antallet af andre mikrober i visse dele af miljøet? Hvordan påvirker de økosystemet omkring dem, f.eks. planter?
Videnskabsfolk har nok spørgsmål om amøber til at beskæftige sig med dem i lang tid. Det er til dels derfor, at forskere som Payne finder disse organismer så fascinerende. Desuden, siger han, “De er bare rigtig seje.”
