Bacteria Types 🦠Archaebacteria, Gram Positive & Negative Bacteria, Cyanobacteria

 

🦠 Archaebacteria (আর্কিব্যাকটেরিয়া)

আর্কিব্যাকটেরিয়া হলো একধরনের ব্যাকটেরিয়া যারা অত্যন্ত কঠিন ও প্রতিকূল পরিবেশে বাস করতে পারে। এদেরকে "প্রাচীন ব্যাকটেরিয়া" বলা হয় কারণ এরা পৃথিবীর আদিকাল থেকেই টিকে আছে।

🌟 বৈশিষ্ট্য (Characteristics)

  1. এরা অত্যন্ত প্রতিকূল পরিবেশে বাঁচতে পারে, যেমন:
    • অত্যন্ত লবণাক্ত অঞ্চল (extreme salty areas)
    • উষ্ণ প্রস্রবণ (hot springs)
    • জলাবদ্ধ ও দুর্গন্ধময় স্থান (marshy areas)
  2. এদের কোশপ্রাচীর (cell wall) সাধারণ ব্যাকটেরিয়ার চেয়ে আলাদা। এতে peptidoglycan থাকে না
  3. এদের কোশঝিল্লি (cell membrane)-তে থাকে branched-chain lipids (phytanyl side chains) যা ঝিল্লির তরলতা (fluidity) কমিয়ে দেয়, ফলে প্রতিকূল পরিবেশে টিকে থাকতে সাহায্য করে

🧬 Archaebacteria-এর প্রধান ৩টি প্রকারভেদ

1️⃣ Methanogens (মিথেনজেনস)

🟤

বাসস্থান: জলাবদ্ধ, পচা জায়গা (marshy areas)

🟤

কাজ:

  • CO₂, methanol, ও formic acid-কে methane (CH₄) গ্যাসে রূপান্তর করে
  • গরু, মহিষের জঠরে (gut) থাকে
  • এরা chemoautotrophs (রাসায়নিক শক্তি ব্যবহার করে খাদ্য তৈরি করে)
  • Biogas (জৈবগ্যাস) উৎপাদনে গুরুত্বপূর্ণ

🔬 উদাহরণ: Methanobacterium, Methanococcus

2️⃣ Halophiles (হ্যালোফাইলস)

🟣

বাসস্থান: অত্যন্ত লবণাক্ত পরিবেশ – যেমন salt lakes, Dead Sea, brine pools ইত্যাদি

🟣

বৈশিষ্ট্য:

  • দৃঢ় আলোতে (intense light) একটি বেগুনি রঙের ঝিল্লি তৈরি করে, যেটি bacteriorhodopsin নামক রঞ্জক (pigment) দ্বারা গঠিত
  • এটি সূর্যালোকের শক্তি ব্যবহার করে খাদ্য তৈরি করে (photoheterotrophic)

🔬 উদাহরণ: Halobacterium, Halococcus

3️⃣ Thermoacidophiles (থার্মোঅ্যাসিডোফাইলস)

🔴

বাসস্থান: উষ্ণ ও অম্লীয় (acidic) পরিবেশ – যেমন hot water springs

🔴

পরিবেশ:

  • তাপমাত্রা: প্রায় 80°C
  • pH: প্রায় 2.0
🔴

কাজ:

  • Sulphur (গন্ধক) অক্সিডাইজ করে sulphuric acid তৈরি করে
  • এতে যে শক্তি উৎপন্ন হয় তা খাদ্য তৈরিতে ব্যবহার হয়
  • এরা chemosynthetic autotrophs

🔬 উদাহরণ: Thermoplasma, Thermoproteus

📌 সারাংশ (Summary Table)

টাইপ বাসস্থান বৈশিষ্ট্য উদাহরণ
Methanogens জলাবদ্ধ স্থান, প্রাণীর জঠর Methane তৈরি করে Methanobacterium, Methanococcus
Halophiles লবণাক্ত জল Bacteriorhodopsin দ্বারা আলো ব্যবহার Halobacterium, Halococcus
Thermoacidophiles গরম ও অম্লীয় প্রস্রবণ Sulphur অক্সিডাইজ করে শক্তি পায় Thermoplasma, Thermoproteus


Gram Positive & Negative Bacteria

🧫 Gram Staining Procedure (CIAS Method)

👉 এটি একটি differential staining technique, যা ব্যাকটেরিয়াকে দুইভাগে ভাগ করে:
🔹 Gram Positive
🔸 Gram Negative

> এই প্রক্রিয়াটি 1884 সালে Hans Christian Gram আবিষ্কার করেন

🔬 CIAS Method (with time)

Step Reagent Time Action
C = Crystal Violet Primary stain 1 minute সব ব্যাকটেরিয়া বেগুনি রঙ ধারণ করে
I = Iodine solution (Mordant) 1 minute Dye-iodine complex গঠন করে – রঙ স্থায়ী করতে সাহায্য করে
A = Alcohol (95% Ethanol or Acetone) Decolorizer 10–30 seconds Gram Negative-এর রঙ চলে যায়, Gram Positive-এর থাকে
S = Safranin Counter stain 30 seconds – 1 minute Gram Negative ব্যাকটেরিয়া গোলাপি রঙ ধারণ করে

🟣 Gram Positive Bacteria

👉 যেসব ব্যাকটেরিয়া crystal violet-এর রঙ ধরে রাখে (বেগুনি রঙ দেখা যায়), তারা Gram Positive

🔍 বৈশিষ্ট্য (Features):

  1. কোষপ্রাচীর (cell wall) মোটা — Peptidoglycan স্তর বেশি (60–90%)
  2. Teichoic acid থাকে
  3. Outer membrane থাকে না
  4. Alcohol treatment-এ dye বের হয় না → বেগুনি রঙই থাকে

🔬 উদাহরণ:

  • Bacillus
  • Clostridium
  • Streptococcus
  • Staphylococcus

🔴 Gram Negative Bacteria

👉 যেসব ব্যাকটেরিয়া Alcohol/Acetone treatment-এ রঙ হারিয়ে ফেলে এবং পরে Safranin দ্বারা গোলাপি রঙ ধারণ করে, তারা Gram Negative

🔍 বৈশিষ্ট্য (Features):

  1. Peptidoglycan স্তর পাতলা (10%)
  2. Outer membrane থাকে, যা lipopolysaccharide (LPS) যুক্ত
  3. Teichoic acid থাকে না
  4. Alcohol treatment-এ dye বের হয়ে যায় → Safranin দ্বারা গোলাপি দেখায়

🔬 উদাহরণ:

  • Escherichia coli (E. coli)
  • Salmonella
  • Vibrio cholerae
  • Neisseria

📌 Summary Table

Feature Gram Positive Gram Negative
Peptidoglycan মোটা (60–90%) পাতলা (10%)
Teichoic Acid থাকে থাকে না
Outer Membrane থাকে না থাকে
Staining Color বেগুনি (Purple) গোলাপি (Pink)
Alcohol Effect রঙ যায় না রঙ চলে যায়
Example Streptococcus, Bacillus E. coli, Salmonella


Eubacteria 

Eubacteria (ইউব্যাকটেরিয়া)

সবার জন্য পরিচিত বা সাধারণ ব্যাকটেরিয়াদের অন্তর্গত।

Rigid cell wall (কঠিন কোষ প্রাচীর) থাকে।

অনেকগুলি উপগোষ্ঠী অন্তর্ভুক্ত করে:

  • Cyanobacteria (সায়ানোব্যাকটেরিয়া)
  • Mycoplasma (মাইকোপ্লাজমা)
  • Actinomycetes (অ্যাক্টিনোমাইসেটস)
  • Rickettsiae (রিকেটসিয়া)
  • Chlamydiae (ক্ল্যামাইডিয়া)
  • Spirochaetes (স্পাইরোকেটস)

Cyanobacteria (সায়ানোব্যাকটেরিয়া)

★ গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য:

  • Gram-negative, photosynthetic prokaryotes (গ্রাম-নেগেটিভ, আলোকসংলেষী প্রক্যারিওট)।
  • পৃথিবীর প্রথম oxygenic photosynthesis করা জীব — বাতাসে অক্সিজেন যুক্ত করে।
  • Blue-Green Algae (BGA) নামেও পরিচিত।
  • Cyanophyceae বা Myxophyceae শ্রেণিতে রাখা হয়।

★ আবাসস্থল:

  • Freshwater (মিঠা জল), Marine (লবণাক্ত জল) উভয়েই পাওয়া যায়।
  • Red Sea-র নাম এসেছে Trichodesmium erythraeum থেকে, যা একপ্রকার সায়ানোব্যাকটেরিয়া।

★ Symbiosis (সহবাস সম্পর্ক):

  • Anabaena azollae → Azolla (জলজ ফার্ন) এর সাথে।
  • Anabaena cycadae → সাইকাস এর coralloid roots-এ।
  • Lichens-এ সায়ানোব্যাকটেরিয়া শৈবাল অংশ হিসেবে থাকে।

Structural Organisation (গঠনগত বৈশিষ্ট্য)

  • Unicellular, Filamentous অথবা Colonial হতে পারে।
  • Filamentous ফর্মে অনেকগুলো কোষযুক্ত থ্রেড (trichome) থাকে যেটি mucilaginous sheath (জেলির মতো আবরণ) দ্বারা পরিবেষ্টিত থাকে।

★ Cell structure:

  • Prokaryotic type (প্রোক্যারিওটিক ধরণ): কোনও প্রকৃত নিউক্লিয়াস নেই।
  • Cell wall: 4-layered + mucilaginous sheath (mucopeptide দ্বারা গঠিত)।
  • Ribosome: 70s
  • Thylakoids (থাইলাকয়েড): সালোকসংশ্লেষের জন্য বিশেষ গঠন , যার মধ্যে থাকে:
    • Chlorophyll-a (ক্লোরোফিল-এ)
    • Phycobilins (ফাইকোবিলিনস) → Phycocyanin ও Phycoerythrin

Reserve Food Materials (সংরক্ষিত খাদ্য উপাদান)

নাম উপাদান বৈশিষ্ট্য
Cyanophycean granules Protein প্রোটিন স্টোর
B-granules Fat droplets চর্বি স্টোর
a-granule Glycogen-like starch Iodine test-এ negative
Volutin body Phosphate ফসফেট স্টোর
Polyhedral body Rubisco rich CO₂ ফিক্সেশনে সহায়ক

🧬 Metabolism in Cyanobacteria 

🔹 Self-dependent nature (স্বনির্ভরতা)

Cyanobacteria হলো সবচেয়ে স্বনির্ভর (self-dependent) জীব।

এরা:

  • CO₂ ব্যবহার করে নিজে খাদ্য তৈরি করতে পারে (photosynthesis)
  • Atmospheric nitrogen (N₂) কে ammonium compound-এ রূপান্তর করতে পারে (biological nitrogen fixation)

🌿 Biological Nitrogen Fixation (জৈবিক নাইট্রোজেন স্থিরীকরণ)

  • এটি একটি anaerobic process (অবাতাবদ্ধ প্রক্রিয়া)
  • এই প্রক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয় nitrogenase enzyme 
  • এই উৎসেচক অক্সিজেন সংবেদনশীল (oxygen-sensitive) — অর্থাৎ অক্সিজেন থাকলে কাজ করতে পারে না। কেবলমাত্র অক্সিজেন অনুপস্থিত থাকলেই কার্যকর হয়।

🌱 Heterocyst (হেটেরোসিস্ট)

Nitrogen fixation মূলত হয় বিশেষ ধরনের কোশে যাকে বলে heterocyst — উদাহরণ: Nostoc

নাইট্রোজেন ফিক্সেশনের ধাপ (Steps of Nitrogen Fixation)

১. N₂ গ্যাস ব্যাপন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে হেটারোসিস্টে প্রবেশ করে

২. Nitrogenase এনজাইম দ্বারা রূপান্তর

N2 + 8H+ + 8e- + 16ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16Pi

৩. উৎপন্ন Ammonia (NH₃) পরবর্তীতে Amino acid বা Glutamine এ রূপান্তরিত হয়

৪. Nitrogenous compounds পরে Vegetative cell (সাধারণ কোষ) এ পাঠানো হয়

✅ Heterocyst-এর বৈশিষ্ট্য

বৈশিষ্ট্য বিবরণ
Thickened Cell Wall অক্সিজেন প্রবেশ করতে বাধা দেয় → অক্সিজেনহীন পরিবেশ তৈরি করে
Terminal Pores কোষের শেষ প্রান্তে ছোট ছিদ্র থাকে, যেখানে polar granule তৈরি হয় পরিণত অবস্থায়
No PS-II Activity PS-II (Photosystem II) থাকে না, তাই অক্সিজেন তৈরি হয় না
Only PS-I Active ATP উৎপাদনের জন্য PS-I সক্রিয় থাকে
CO₂ Fixation হয় শুধুমাত্র vegetative cells দ্বারা, heterocyst নয়

এই nitrogen fixation-এর ফলে cyanobacteria মাটিতে নাইট্রোজেনযুক্ত যৌগ ছড়িয়ে soil fertility বৃদ্ধি করে।

তাই এগুলোকে biofertilizer (জৈব সার) হিসেবেও বিবেচনা করা হয়।

🧬 Reproduction in Cyanobacteria (সায়ানোব্যাকটেরিয়ার জনন)

🔹 Sexual Reproduction (যৌন জনন)

❌ নেই (Absent)

🔹 Asexual Reproduction (অযৌন জনন)

Cyanobacteria প্রধানত অযৌনভাবে বংশবৃদ্ধি করে। নিচের পদ্ধতিগুলির মাধ্যমে এটি ঘটে:

পদ্ধতি বিবরণ
1. Binary Fission (দ্বিখণ্ডন) একক কোষ বিভাজিত হয়ে দুটি কোষ তৈরি করে
2. Fragmentation (খণ্ডবিভাজন) Filamentous forms ভেঙে আলাদা খণ্ড তৈরি হয়, প্রতিটি খণ্ড থেকে নতুন গঠন হয়
3. Heterocyst (হেটেরোসিস্ট) কিছু ক্ষেত্রে হেটেরোসিস্ট থেকেও নতুন ফিলামেন্ট তৈরি হতে পারে
4. Akinetes (অ্যাকিনিটস) ঘনকোষীয় স্পোর যা প্রতিকূল পরিবেশে তৈরি হয় এবং অনুকূল অবস্থায় নতুন কোষে পরিণত হয়

🌿 Importance of Cyanobacteria (সায়ানোব্যাকটেরিয়ার গুরুত্ব)

ক্ষেত্র বিস্তারিত
1. Evolutionary Role (উদ্ভবীয় ভূমিকা) পৃথিবীর প্রাচীনতম অক্সিজেন উৎপাদনকারী জীব। Oxygenic photosynthesis-এর মাধ্যমে বায়ুমণ্ডলে অক্সিজেন সরবরাহ করে aerobic life এর বিকাশ ঘটায়
2. Nitrogen Fixation (নাইট্রোজেন স্থিরীকরণ) বাতাসের নাইট্রোজেনকে অ্যামোনিয়ামে রূপান্তর করে মাটিকে উর্বর করে তোলে
TolypothrixAulosiranon-symbiotic nitrogen fixation করে ধানক্ষেতে
NostocAnabaenausār soil (লবণাক্ত অনুর্বর) মাটি পুনরুদ্ধারে সহায়ক
3. Symbiosis (সহবাস) প্রায় প্রতিটি উদ্ভিদের সাথেই সহবাসমূলক সম্পর্ক গড়ে তোলে (e.g., lichen, azolla)
4. SCP (Single Cell Protein) Spirulina → খাদ্য হিসেবে ব্যবহৃত হয়, প্রোটিন সমৃদ্ধ, অ-বিষাক্ত ও দ্রুত বর্ধনশীল
5. Medicinal Use (ঔষধি ব্যবহার) Lyngbya extract → অ্যান্টিবায়োটিক তৈরিতে ব্যবহৃত হয়
6. Harmful Role (ক্ষতিকর দিক) কিছু Cyanobacteria যেমন Microcystis aeruginosa, Anabaena flos-aquae, Aphanizomenon flos-aquaeAlgal bloom তৈরি করে, যা জলজ পরিবেশ দূষিত করে

🔵📚 Knowledge Cloud: Gaidukov's Phenomenon (Complementary Chromatic Adaptation)

🌈 Gaidukov's Phenomenon

👉 এটি Cyanobacteria (বা Blue-Green Algae) এর এক বিশেষ অনুকূলন প্রক্রিয়া (adaptive mechanism), যেখানে তারা পরিবেশে বিদ্যমান আলোর বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্য অনুযায়ী তাদের দেহে থাকা photosynthetic pigments-এর অনুপাত পরিবর্তন করে, ফলে তাদের দেহের রঙ পরিবর্তন হয়।

💡 উদাহরণ (Example)

  • Trichodesmium erythraeum:
    এই cyanobacterium প্রজাতি Gaidukov's phenomenon প্রদর্শন করে।
    এটি লাল রঙের জলের সৃষ্টি করে বলে এটিকে "Red Sea causing alga" ও বলা হয়।

🔎 কীভাবে কাজ করে?

Cyanobacteria তে উপস্থিত প্রধান photosynthetic pigments হল:

Chlorophyll a
(সবুজ)
Phycocyanin
(নীল)
Phycoerythrin
(লাল)

যখন আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য কমে যায় বা পরিবর্তিত হয়, তখন:

  • তারা কম আলো শোষণকারী রঞ্জক (pigment) এর পরিমাণ কমিয়ে,
  • বেশি কার্যকরী রঞ্জক এর পরিমাণ বাড়িয়ে দেয়।

🔁 ফলে তারা নানা রঙের আলোতে টিকে থাকতেphotosynthesis চালিয়ে যেতে পারে।

Cyanobacteria এর এই অভিযোজন ক্ষমতা তাদেরকে বিভিন্ন পরিবেশে বেঁচে থাকতে সাহায্য করে!

Detailed Comparison of Bacteria 

Category Eubacteria Cyanobacteria Archaebacteria Gram-Positive Gram-Negative
Habitat Soil, water, living organisms Freshwater, marine, moist surfaces Extreme environments (hot springs, salt pans) Soil, human body Water, gut, pathogenic
Cell Wall Peptidoglycan (murein) Peptidoglycan + outer lipid layer Pseudopeptidoglycan or S-layer Thick peptidoglycan (20-80 nm) Thin peptidoglycan (2-7 nm) + LPS outer membrane
Cell Organelles 70S ribosomes, no membrane-bound organelles Thylakoids for photosynthesis, gas vacuoles 70S ribosomes, unique membrane lipids 70S ribosomes, mesosomes 70S ribosomes, periplasmic space
Genetic Material Circular DNA (nucleoid), plasmids Circular DNA, no nucleus Circular DNA with histones (eukaryote-like) Circular DNA + plasmids Circular DNA + plasmids
Types of Movement Flagella, gliding, or non-motile Gliding (no flagella) Flagella or non-motile Flagella (e.g., Bacillus) Flagella, pili (twitching motility)
Nutrition Autotrophic (photo/chemo) or heterotrophic Photoautotrophic (oxygenic) Chemoautotrophic (methanogens, halophiles) Heterotrophic (some autotrophic) Heterotrophic (many pathogens)
Reserve Food Glycogen, polyphosphate granules Cyanophycean starch Glycogen-like polymers Glycogen, volutin granules PHB (poly-β-hydroxybutyrate)
Reproduction Binary fission, conjugation Binary fission, fragmentation, hormogonia Binary fission, budding Binary fission, endospores Binary fission, conjugation (via pili)
Life Cycle Simple, no alternation of generations Simple, no alternation Simple Simple Simple
Special Features (NEET)
  • Endospores (Bacillus, Clostridium)
  • Nitrogen-fixers (Rhizobium)
  • Heterocysts for N2 fixation
  • Oxygen producers (first photosynthesizers)
  • Extremophiles (thermo/halo/acidophiles)
  • Methanogens produce methane
  • Retain crystal violet (Gram stain)
  • Some pathogenic (Staphylococcus)
  • Endotoxins (LPS cause fever/shock)
  • Pink in Gram stain
Examples Escherichia coli, Rhizobium Nostoc, Anabaena Halobacterium, Methanococcus Lactobacillus, Streptococcus E. coli, Salmonella

NEET Quick Recap:

  • Gram Staining: Gram (+) = Thick peptidoglycan (purple); Gram (−) = LPS outer membrane (pink).
  • Nitrogen Fixers: Cyanobacteria (heterocysts) & Rhizobium.
  • Pathogens: Gram-negative (LPS endotoxins) cause diseases like typhoid, cholera.
  • Extremophiles: Only Archaebacteria survive extreme pH/salinity/temperature.

একটি মন্তব্য পোস্ট করুন

নবীনতর পূর্বতন

About the Author

Santigopal Das is the creator of BIOSGD, a blog dedicated to exploring the fascinating world of biology in both English and Bengali. From cell structures to viral mechanisms, BIOSGD breaks down complex science into simple concepts.