Розподіл бактерій в яких умовах розмножуються, який час потрібен
Однією з функцій життєдіяльності прокаріотів, як і будь-яких інших живих істот, є розмноження. За своєю суттю, процес розмноження бактерій можна охарактеризувати як зростання числа особин, що відбувається завдяки поділу бактерій.
Сучасна мікробіологія описала схеми мітозу, мейозу і амітозу - так діляться еукаріоти, а прокаріоти розмножуються прямим розподілом.
Бінарне поділ - основний спосіб розмноження
Прокаріоти розмножуються переважно шляхом поділу материнської бактеріальної клітини на 2 ідентичні дочірні. При сприятливих умовах бінарне поділ відбувається кожні 20 хвилин, а в разі погіршення умов навколишнього середовища час, необхідний клітці для зростання і ділення, збільшується. У разі несприятливих зовнішніх умов прокаріоти припиняють розмноження на час або зовсім.
Безпосередньо самому процесу поділу клітини навпіл передує період зростання цитоплазми і реплікації (подвоєння) хромосоми бактерії. як на фото.
Реплікації кільцевої бактерійної хромосоми
Збільшення клітинних розмірів відбувається внаслідок цілого ряду скоординованих процесів біосинтезу, які жорстко контролюються. Процес зростання бактерії не нескінченний - по досягненню прокаріоти заданих критичних розмірів відбувається розподіл.
Механізм реплікації бактеріальної ДНК
При подвоєнні ДНК нуклеоида (аналог ядра в бактеріальної клітці) реалізується наступна схема:
- ініціація - принцип поділу ДНК під дією реплікону (ферментативного апарату, ділянки ДНК, що містить інформацію про дублювання);
- елонгація - подовження, зростання хромосомної ланцюга;
- термінація - завершення росту ланцюга і спирализация ДНК при реплікації.
Паралельно з реплікацією ДНК відбувається зростання самої клітини, і відстань між прикріпленими за допомогою мезосом до цитоплазматичної мембрани двома новими хромосомами поступово збільшується. Прокаріотична клітина починає ділитися через деякий час після реплікації. Очевидно, саме дублювання ДНК запускає процес поділу.
Подібний процес відсутній для мейозу еукаріотів. Процес мейозу багато в чому відрізняється від розмноження прокаріотів. Крім того, поділ материнської клітини на дві частини для грампозитивних і грамнегативних бактерій має свої особливості.
Розмноження грамнегативнихбактерій
Грамнегативнібактерії мають порівняно тонку клітинну стінку, на якій приблизно по центру розташована кільцева органела - септальний кільце. Поділ бактерій відбувається шляхом скорочення органели і формування перетяжки між дочірніми клітинами, що видно на фото.
Септальний кільце являє собою складний білковий комплекс, куди входить більше 12 різних білків. Воно формується шляхом послідовного приєднання білків один до одного в строгій послідовності.
Білки септального кільця виконують такі функції, необхідні для розмноження:
- моделюють приєднання филаментов (білків кільця) в певній послідовності до Z-кільцю (незріла форма кільцевої органели);
- забезпечують прив'язку Z-кільця до мембрани;
- координують формування кільцевої органели з сегрегацією (роз'єднанням) хромосоми;
- синтезують пептидогликан - найбільш значимий компонент бактеріальної клітинної стінки, який здійснює осмотичну захист;
- здійснюють гідроліз пептидоглікану для поділу нових клітин.
Перетяжка у грамнегативнихбактерій охоплює всі оболонки клітини - цитоплазматическую (внутрішню) і зовнішню мембрани, а також пов'язаний з ними ліпопротеїдів тонкий шар пептидоглікану.
Під час мейозу еукаріотів подібний метод поділу клітини перетяжкой не зустрічається.
Розмноження грампозитивних бактерій
Товщина стінки грамположительной бактерії більш ніж в два рази перевищує товщину стінки у бактерій грам.
Процес розмноження грамположительной бактерії не має подібності з митозом і відрізняється від мейозу еукаріотів. Після закінчення процесу реплікації ДНК грампозитивні бактерії не створюють перетяжку, а синтезують поперечну перегородку, як на фото. У процесі синтезу, як і у грамнегативнихбактерій при утворенні перетяжки, беруть участь Мезосома, формуючи перегородку від краю до центру клітинної структури.
Поперечний бінарне поділ бактеріальної клітини прокаріотів завжди поздовжньо і поперечно симетрично, що є ще однією відмінністю процесу від мейозу клітинної структури еукаріотів.
При сприятливих умовах пряме бінарне поділ бактеріальних клітин може здійснюватися як однією, так і в декількох площинах, що неможливо для мейозу. У разі, коли клітини після поділу не розходяться, відбувається утворення різних за формою об'єднань:
- при перетині клітини в одній площині формуються ланцюжка кулястих або паличкових клітин (сферичні диплококки, ланцюжок паличковидних бактерій, як на фото);
- при поділі в різних площинах спостерігаються клітинні скупчення різноманітних форм (ланцюжки стрептококів, пакети сарцин, грона стафілококів).
Різноманітність форм прокаріотів, яке видно на фото, абсолютно не піддається реалізації для мейозу ядерних клітин.
Подібне поперечне поділ характерно не тільки для грампозитивних бактерій, але і для нитчастих ціанобактерій.
Множинне розподіл ціанобактерій
Однією з різновидів бінарного розмноження прокаріотів є множинне утворення дочірніх прокариотов з материнської клітини, типове для ціанобактерій, і абсолютно не характерне для мейозу.
А - розмноження ціанобактерій роду Dermocarpa
Б - розмноження ціанобактерій роду Chroococcidiopsis
Крім рівновеликого поділу, деякі бактерії розмножуються брунькуванням.
Брунькування як окремий випадок бінарного розподілу
А - розмноження шляхом утворення поперечної перегородки; Б - шляхом перетяжки; В - брунькування; Г - множинне розподіл.
У фото- і хемотрофов, незалежно від джерела їжі (автотрофи або гетеротрофи), виявляється можливість розмноження організму брунькуванням.
Механізм процесу виглядає наступним чином:
- на полюсі материнської клітини формується нирка;
- відбувається зростання нирки до розмірів материнського організму (це видно на фото), причому для нирки синтезується нова клітинна стінка;
- повноцінна дочірня клітина відокремлюється від материнської.
Якщо процес бінарного розподілу не має обмежень, як в разі мейозу
для еукаріотів, то брунькування залежить від факту старіння прокаріоти. В середньому материнська клітина відокремлює не більше 4 нирок.
Брунькування має свої специфічні особливості:
- зберігається тільки поздовжня симетрія (добре видно на фото);
- після брунькування виходять материнська і дочірня клітини, тоді як після бінарного розподілу материнської клітини немає - є дві рівноцінні дочірні;
- материнський і дочірній організми не ідентичні, відмінності між ними добре видно - спостерігається процес старіння.
При сприятливих фізико-хімічних умовах прокаріоти здатні ділитися в геометричній прогресії і заполонити собою весь світ. Однак на ділі такого не відбувається, так як існують чинники, які стримують бактеріальне розподіл.
Фактори, що обмежують розподіл
При всьому видовому розмаїтті та пристосованості бактерії не розмножуються нескінченно. Дослідження показало, що зростання популяції бактерій відбувається в згоді з законом розмноження мікроорганізмів і піддається числовому і графічному опису.
Зростання популяції, пов'язаний з розподілом бактерій, складається з декількох фаз:
- лаг-фаза - період адаптації, коли потрібен час для пристосування до нових умов проживання, поділ не має високого значення;
- логарифмічна фаза - період з найбільшою кількістю поділів і ростом популяції;
- стаціонарна фаза - час, коли зростання колонії бактерій прагне до нуля, розподіл бактерій зрівнюється з кількістю загиблих через обмеженість харчових ресурсів;
- уповільнення зростання - відбувається через значне скорочення харчових ресурсів і накопичення токсичних продуктів життєдіяльності.
Несприятливі умови провокують припинення ділення бактерій і, як наслідок, неминучу загибель популяції.
У Вашому організмі живуть паразити?
У повсякденному житті так легко "підчепити" паразитів, адже контакт з ними просто неминучий, особливо якщо ви часто користуєтеся громадським транспортом, відвідуєте людні місця, та й просто перебуваєте на вулиці.
Симптомами появи паразитів в організмі можуть бути:
- часті застуди, ОРЗ, хвороби горла, кашель;
- алергія, що не припиняється нежить, почервоніння очей;
- шкірна алергія, свербіж, екземи;
- бородавки і папіломи;
- головні болі, а також різні болі і спазми у внутрішніх органах.
Унікальне засіб, від якого груди ростуть як на дріжджах Детальніше.
Все папіломи і бородавки йдуть за 14 днів, якщо змастити їх простим. Детальніше.
Все папіломи і бородавки йдуть за 14 днів, якщо змастити їх простим.
