Микробы – самая первобытная форма жизни на Земле, появившаяся около 3,8-3,6 миллиарда лет назад. Они стали устойчивыми к экстремальным климатическим условиям, что позволило им выжить. Самыми древними представителями этого мира являются цианобактерии.
Именно они способствовали накоплению кислорода в атмосфере. В нашем организме обитает множество различных видов бактерий, среди которых выделяют полезные и вредные. Они населяют все пространства: воду, воздух, тела людей и животных, почву.
Размер колоний зависит не только от структуры, но и от процесса деления бактерий. Их строение примитивно, представляя собой слизистую оболочку или мембрану. Микроорганизмы состоят всего из одной живой клетки.
В их цитоплазме отсутствуют митохондрии и пластиды. У большинства микробов есть жгутики и усики, которые помогают им передвигаться по крови, сосудам и тканям. Они относятся к прокариотам, то есть не имеют ядра.
Это означает, что микроскопические частицы ДНК собираются в определенной области цитоплазмы, образуя нуклеотиды. Нуклеотиды являются своеобразным аналогом ядра, где хранится вся информация. ДНК сохраняет данные в сжатом виде, но при ее распаковке ее длина достигает 1 мм.
Размножение бактерий происходит путем деления.
Важно помнить, что бактерии увеличивают свое количество только при наличии подходящих условий, о которых мы подробно рассмотрим далее.
Условия для развития
Для их развития необходимы следующие условия:
- освещение;
- температурный режим;
- наличие кислорода;
- уровень влажности;
- кислотно-щелочной баланс;
Особый интерес для специалистов представляют температурные условия. Для того чтобы бактерии могли размножаться, необходим определенный температурный режим. Некоторые виды впадают в анабиоз или спячку при низких температурах, в то время как другие не могут выжить при повышенных температурах и погибают.
Некоторые бактерии могут быть уничтожены кипячением воды, в то время как другие выживают при этом процессе, аналогично и с замораживанием. Существуют оптимальные условия, при которых происходит максимальное развитие с высокой скоростью. Необходимый температурный диапазон составляет от 23 до 30 градусов, для патогенных микроорганизмов требуется 38 градусов.
Читайте также:
Именно в такой среде происходит размножение бактерий. В идеальных условиях прокариоты способны порождать 34 триллиона потомков за сутки. Процесс взросления занимает примерно 20 минут. К счастью, их жизнь недолговечна, всего несколько минут или часов.
Что нужно для некоторых микроорганизмов?
Например, сапрофиты расщепляют органические остатки погибших организмов. Они нуждаются в минимальном количестве основных питательных веществ. Паразитические виды требуют усиленного питания. Ауксотрофам необходим внешний источник химических веществ. Клостридии не способны синтезировать лецитин и тирозин.
Стафилококковая группа зависит от аргинина и лецитина. Стрептококки нуждаются в фосфолипидах. Шигеллы и коринебактерии нуждаются в никотиновой кислоте для питания. Золотистый стафилококк, пневмококк и бруцеллез не могут обойтись без витамина B1, в то время как прототрофы способны синтезировать его самостоятельно.
Пути созревания
Как уже упоминалось ранее, размножение простейших организмов происходит путем деления.
Это может происходить следующими способами:
- простое деление;
- бутонирование;
- конъюгация, или половое размножение;
Простой путь
С использованием первого метода бактерии способны размножаться путем равномерного поперечного деления. После удвоения ДНК и органелл материнская клетка разделяется на две дочерние клетки, которые обладают генетическим кодом, идентичным материнскому.
Это можно сравнить с процессом клонирования. За сутки из одной клетки может образоваться до 70 поколений, что в теории может привести к образованию массы более 5 тонн. Однако в реальной природе такое невозможно.
-
Читайте также:
Вегетативный этап
Процесс почкования проще всего объяснить тем, что существа развивают вторую почку на одном из полюсов, т.е. на себе. Это приводит к разрыву ДНК при ответвлении. В этом процессе участвуют гетероцисты, которые используются цианобактериями и колониальными породами.
Таким образом, прокариоты могут вырастить до 4 почек, после чего начинается старение и происходит гибель. Кокковые колонии, отделяясь, свободно продолжают свой рост.
Спорообразование
Происходит деление спорами.
Каким образом происходит?
Бактерии размножаются путем образования спор в ответ на неблагоприятные условия окружающей среды. Внутри споры обеспечивается защитная среда, приостанавливается жизненный процесс и уменьшается содержание воды. В таком состоянии бактерии не боятся ни холода, ни жары, ни различных видов излучения, ни химических воздействий.
При улучшении условий молодые прокариоты выходят из спор. Этот цикл может быть очень продолжительным. Известны случаи, когда ученые обнаруживали бактерии, которые сохранялись десятки, а то и сотни лет.
Половой путь
Сопряжение происходит у микроорганизмов, которые обитают в основном в организме человека или животного. Здесь два вида сближаются друг с другом и начинается обмен информацией. Этот процесс называется генетической рекомбинацией и приводит к появлению новых форм.
Половое размножение происходит у бактерий, таких как кишечная палочка, а также другие грамположительные и грамотрицательные виды. Если нет определенного направления, то такой обмен между ними может быть полезным и способствовать развитию устойчивости к антибиотикам и другим лекарственным препаратам.
-
Читайте также:
Инциститация
Другой метод защиты от враждебных условий – превращение в цисту. Циста представляет собой пузырьки, окруженные толстой оболочкой. Бактерии могут находиться в таком состоянии очень долго, даже при температуре до 200 градусов по Цельсию, они не уничтожаются. При благоприятных условиях они выходят из цисты, размножаясь путем бинарного деления.
Таким образом, способы размножения микроорганизмов зависят от внешней среды. Недостаток воды, избыток кислорода в воздухе и отсутствие питательных веществ могут повлиять на процесс. Низкие или высокие температурные изменения заставляют бактерии прибегнуть к образованию спор или инцистации.
Не прекращение умножения в течение 10 суток привело бы к полному заселению земного шара паразитами.
Степень бактериальной популяции
Живущие в благоприятных условиях, клетки находятся на начальной стадии своего развития, которая длится в среднем 1-2 часа. В этот период происходит задержание роста, которое занимает приблизительно пару часов. В логарифмической фазе бактерии могут быстро размножаться, достигая пика через 6 часов.
Когда питательные запасы микроэлементов и веществ истощаются, происходит отрицательное ускорение. На стационарной стадии погибшие организмы заменяются новыми уже через два часа. На этапе ускоренной гибели бактерии погибают каждые 3 часа. Логарифмическая фаза характеризуется постоянной смертностью, которая составляет 6 часов.
Снижение скорости смерти, на этом моменте оставшиеся живые клеточки переходят в состояние покоя.
Многоклеточная стадия
Одноклеточная фаза способна выполнять все функции организма, и это не зависит от окружающих микроорганизмов. Одноклеточные организмы образуют клеточные агрегаты, которые скрепляются слизью.
Часто происходит скопление бацилл в одной области, что способствует образованию цист и осуществлению своеобразного обмена. Этот процесс служит предвестником многоклеточного формирования, к которому относятся цианобактерии и актиномицеты.
Каким требованиям должны соответствовать организмы:
- агрегированностью клеток;
- распределением свойств между ними;
- установлением необходимого контакта между особями;
У нитчатых организмов структура описана в клеточной стенке, обеспечивающей взаимосвязь между индивидуумами. Обмен у бактерий происходит веществами и энергией. Некоторые нитчатые организмы, помимо вегетативных особей, содержат дифференциальные гетероцисты или акинеты.
Локализация
Частые вопросы
Как происходит деление бактерий?
Бактерии размножаются путем бинарного деления, при котором одна клетка делится на две идентичные дочерние клетки.
-
Читайте также:
Какие условия способствуют размножению бактерий?
Бактерии могут размножаться при наличии питательных веществ, оптимальной температуры и pH, а также подходящих условий окружающей среды.
Полезные советы
СОВЕТ №1
Изучите основные этапы размножения бактерий: деление клетки, бинарное деление, образование спор и конъюгация. Понимание этих процессов поможет вам лучше понять механизмы размножения бактерий.
СОВЕТ №2
Изучите условия, необходимые для успешного размножения бактерий, такие как температура, питательная среда, pH и наличие кислорода. Это поможет вам понять, как создать или предотвратить условия для размножения бактерий в различных средах.
Загрузка...
