بيوفيلم

بيوفيلم

البيوفيلم (بالإنجليزية Biofilm) هو عبارة عن تجمع معقّد للكائنات المجهريّة، يتصف بإفراز بوليمرات خارج خلوية محصّنة ولاصقة. وتعرف البيوفيلمات بالإرتكاز على سطح، التّغايريّة البنياويّة، التّنوّع الوراثي، التّفاعل المعقّد بين الخلايا، مادة بلمرية خارج الخلية متكوّن من موادّ مبلمرة/متماثرة. الكائنات الحيّة الّتي تستطيع العيش كخلايا وحيدة تتواجد بشكلين مختلفين: الأوّل هوالمعروف بالخلايا العائمة والحرّة (البلانكتونيّة) حيث أنّ الخلايا يمكن لها العوم والعيش في وسط سائل. أمّا الشّكل الثّاني فهوحالة الإلتصاق أين تكون الخلايا مكوّمة بإحكام وملتصقة بشدّة ببعضها البعض وفي غالب الأحيان تلتصق هذه الخلايا بسطح صلب. التّغيّر في السّلوك البكتيري يعود لعدّة عوامل مثل إدراك النّصاب (Quorum Sensing) إضافة إلى آليّات أخرى تختلف ما بين الفصائل.

 تكون البيوفيلم

تشكل  البيوفيلم يبدأ بارتكاز والتصاق كائنات مجهريّة عائمة بسطح. في البداية تلتصق المستعمرات الأولى بالسّطح عن طريق قوى ڤان در ڤالز الضّعيفة والإنعكاسيّة. إذا لم يتمّ نزع المستعمرات عن السّطح فورا فإنّه يمكن لها حتى تتثبّت بشكل دائم عن طريق جزيئات الإلتصاق الخلويّ مثل أشعار البكتيريا. تقوم المستعمرات الأولى بتسهيل عمليّة وصول الخلايا الأخرى بتوفير أشكال عديدة من أماكن الإلتصاق وبناء مادة بلمرية خارج الخلية يربط البيوفيلم ببعضه. لا تستطيع بعض الفصائل الإلتصاق بسطح لوحدها غير أنّه يمكن حتى تثبّت نفسها بالمادة البلمرية خارج الخليّة أومباشرة بالمستعمرات الأولى. عند غزوهذا السّطح وتكوين البيوفيلم تقوم الخلايا بالتّواصل عن طريق إدراك النّصاب (Quorum Sensing).عندما يحدث الغزو، ينموالبيوفيلم تدريجيّا عن طريق انقسام الخلايا وجلب خلايا جديدة. آخر فترة في تكوّن البيوفيلم تعهد بالتّطوّر وهي تمثّل الفترة التّيقد يكون قد اكتمل فيها تأسيس البيوفيلم، حينها يمكن للبيوفيلم حتى يتغيّر فقط من ناحية الشّكل والحجم. تطوّر البيوفيلم يسمح للخلايا حتى تصبح أكثر مقاومة للمضادّات الحيويّة.

خصائص البيوفيلم

تتوافر البيوفيلمات في العادة على سطوح صلبة مغمورة ب أومعرّضة لبعض السّوائل المائيّة رغم أنّه بإمكانها التّكوّن على أشياء عائمة، سطوح مبلّلة، سطوح الأوراق، خاصّة بالمناخات ذات الرّطوبة العالية. بتوفّر الموارد الكافية للنّموّ، يمكن للبيوفيلم حتى ينموبسرعة ليصبح عيانيّا(واضحا للعين المجرّدة). يمكن للبيوفيلم حتى يحتوي على عدّة أنواع من الكائنات المجهريّة مثل: البكتيريا، العتائق، الفطريات، الحيوانات الأواليّة، الطّحالب أوالأشنيات. كلّ مجموعة تقوم بعمليّات أيضيّة متخصّصة غير أنّ بعض الكائنات المجهريّة تقوم بتكوين بيوفيلمات أحاديّة الفصيلة في ظروف معيّنة.

المادة البلمرية خارج الخليّة

تشارك البلمريات الخارجية في تماسك واتّحاد البيوفيلم. هذه المادة المبلمرة خارجياً مكوّن من موادّ مبلمرة تدعى ال إ.ب.س (EPS)، اختصارا للموادّ المبلمرة الخارجيّة (extracellular polymeric substance) أوعديد السّكاريد الخارجي. يحمي النّسيج المبلمر الخلايا الموجودة به كما يسهّل عمليّة الإتّصال بين هذه الخلايا بواسطة إشارات بيوكيميائيّة.أوجدت الدّراسات أنّ بعض البيوفيلمات تحتوي على قنوات مائيّة تساعد على توزيع الأغذية وجزيئات الإشارة. هذا النّسيج من المبلمرات قويّ جدّا إلى درجة أنّ في ظروف معيّنة، البيوفيلمات يمكن حتى تصبح متحجّرة.تتميّز البكتيريا الّتي تعيش بالبيوفيلم بخصائص مميّزة عن تلك الّتي تعيش حرّة عائمة.

ذلك لأنّ المحيط الكثيف والمحمي في داخل البيوفيلم يأذن  للبكتيريا بالتّعاون والتّفاعل بطرق مختلفة. أحد فوائد العيش في هذا المحيط بالنّسبة للبكتيريا هوازدياد المقاومة ضدّ المنظّفات الكيميائيّة والمضادّات الحيويّة إذ أنّ النّسيج البيوخلوي الكثيف والطّبقة الخارجيّة للخلايا يحميان المجتمع الدّاخليّ (الخلايا المتواجدة في أغمار البيوفيلم). في بعض الأحيان يمكن لمقاومة المضادّات الحيويّة حتى تتضاعف إلى الألف.

المراجع

kachaf.com

التصانيف

بكتيريا  علم البكتيرية  علم التربة البيئي  غشاء حيوي  علم الأحياء  علم الأحياء الدقيقة   العلوم البحتة