Cum se înmulțesc bacteriile în condiții favorabile și nefavorabile?

Cele mai mici organisme de pe planeta noastră -bacterii prokaryote. Probabil, mărimea lor este unul dintre motivele pentru care sunt capabili de o creștere colosală a numărului. Se estimează că reproducerea normală a bacteriilor are loc la fiecare 20-30 de minute. Bineînțeles, numărul de celule este pur și simplu incredibil! Pentru o zi în traducere la masa de descendenți de la un individ va fi de aproximativ 5 tone.

Cu toate acestea, din cauza diferiților factori de limitare, această creștere nu are loc. Care este cauza unei astfel de multiplicări rapide a acestor organisme? Să încercăm să înțelegem această întrebare.

Metode de reproducere a bacteriilor

Există mai multe dintre ele. Principalul factor care determină această sau varianta a procesului de reproducere este condițiile externe. Cum se înmulțesc bacteriile în condiții favorabile? Există două moduri:

• vegetativ (asexual);
• prin înmugurire.

Acestea sunt metode mai rapide, simple și evolutive antice. Cu toate acestea, prin astfel de metode, nu există schimb de informații genetice, astfel încât copiii să fie o copie maternă exactă.

Dar cum se înmulțesc bacteriile, în cazul în care parametriisfera externă sunt nefavorabile? Apare un proces special, care are aceeași bază ca și multiplicarea sexuală a multicelulare - schimbul de informații genetice datorită recombinării segmentelor ADN ale nucleotidelor vecine în celule.

Să analizăm mai detaliat fiecare dintre aceste opțiuni și să descoperim trăsăturile cultivării artificiale a populațiilor de microorganisme.

Reproducerea sexuală și caracteristicile ei

Fiecare celulă bacteriană efectuează toate procesele vitale:

• respirație;
• feed-uri;
• se mișcă;
• absoarbe și consumă energie;
• creșteri;
• se dezvoltă.

Rezultatul întregii vieți este procesul de reproducere asexuală, ca urmare a faptului că celula mamă dă naștere unor noi indivizi și moare treptat.

Descrierea procesului

Modul în care bacteriile cresc vegetativ poate fi descris pe scurt în mai multe paragrafe.

1. Bacteria atinge o anumită dimensiune și o rezervă de nutrienți. Ca urmare, este gata să înceapă procesul.
2. Apoi, celula începe să se întindă longitudinal, adică să se prelungească.
3. În acest caz, format în mijlocul peretelui transversal (talie), care începe să conveargă spre centrul celulei, strânge.
4. În interior, are loc procesul de replicare a moleculei ADN, adică diviziunea nucleoidului.
5. Materialul genetic la ambele capete ale moleculei este atașat de pereții celulei bacteriene.
6. ADN-ul principal și replicat diferă de la polii diferiți.
7. Strângerea se închide și celula este împărțită în jumătate. Deci, doi copii sunt formați.
8. Structurile lipsă (flagelă, capsule de mucus și așa mai departe) sunt completate în fiecare reprezentant separat.
9. Celula nucleotidică a celulei este divizată mai întâi și după aceasta se produce citokineză.

Este evident că creșterea și reproducerea bacteriilor pe acest tip - un proces foarte simplu și rapid în mișcare, care nu necesită pregătire și unele caracteristici specifice.

Cu toate acestea, la unele specii (de exemplu, în fânbacteriile bacililor), procesul nu se termină acolo. Două celule fiice formează o punte între ele, prin care ADN trece liber de la unul la celălalt. Reuniți reciproc, site-urile de schimb de molecule de acid nucleic, care conduc la apariția mutațiilor. După aceasta, ADN-ul se întoarce în cușcă, doar sa schimbat deja, cu noi secțiuni încorporate în lanț. Podul se prăbușește, fiecare individ începe o existență independentă.

Tipuri de diviziune celulară

Există și alte câteva particularități în ceea ce privește modul în care bacteriile se înmulțesc asexuat. Când procesul este finalizat, sunt posibile trei variante ale dezvoltării evenimentelor.

1. Citokineza și divizarea unui nucleoid apare mai devreme,decât să aibă timp pentru a forma constricții, iar celulele se dispersează prin două structuri. Prin urmare, în aceste cazuri, formarea de diplococi, streptococi, stafilococi, formațiuni multicelulare în formă de tijă și alte forme combinate.
2. Separarea normală. În acest caz, are loc o diviziune vegetativă în timp util și armonioasă atât a celulelor, cât și a materialului genetic și a citoplasmei. Ca rezultat, două celule fiice normale sunt obținute dintr-o celulă maternă.
3. Diviziunea continuă a materialului genetic este mult mai rapidă decât separarea celulelor în sine. Ca rezultat, se formează forme multinucleoide.

După formarea oricăreia dintre coloniile de mai sus, celulele din multe dintre ele tind să se separe una de cealaltă și existența independentă.

Metode de detașare a celulelor unul de celălalt

Particularitățile multiplicării bacteriene prin metoda vegetativă includ diferite opțiuni de separare a celulelor. În total, există trei dintre ele.

1. Celulele sparge puntea citoplasmatică între ele și se resping reciproc (ruperea separării). Exemplu: tije de antrax.
2. Separarea exactă prin alunecarea unui individ peste suprafața altui. Exemplu: Escherichia.
3. Secțiunea. Modul în care o celulă descrie altul în jurul formei V. Exemplu: bacterii difterice.
   

Pe această particularitate a reproducerii asexuate (vegetative) a speciilor bacteriene se încheie.

Reproducere sexuală: trăsături

Cum reproduce bacteriile prin sexa fost înființată abia în 1946. Înainte de aceasta, doar opțiunea pe care o luasem deja în considerare era cunoscută. Se credea că răspunsul la întrebarea cum se înmulțește bacteriile reale este neechivoc: doar diviziunea asexuală a celulei în două.

Cu toate acestea, experimentele pe tulpinile de Escherichia colia arătat că celulele sale sunt capabile de conjugare. Acesta este numele unui proces special de schimb de material genetic. Și acesta este deja un semn direct al reproducerii sexuale.

Ca atare, celulele de sex feminin și masculin sunt printrenici o bacterie. Cu toate acestea, există întotdeauna unul care conține ADN-ul inițial (masculin) și cel care îl primește (femeie). Întregul proces este după cum urmează.

1. Două celule se apropie reciproc și stabilesc contactul.
2. Locul de contact se numește fierăstrău și este un tub fibros gol. Este produsă de o celulă "masculină".
3. Apoi, prin canalul format, începe transferul ADN-ului tatălui în celula mamă.
4. Aici, materialul genetic este recombinat, adică schimbă patch-uri. Fiecare molecula completează lanțul lipsă.
5. Procesul este foarte lent, astfel încât în ​​timpul trecerii sale, celula "masculin" este capabilă să replice ADN-ul său de mai multe ori.
6. Ca rezultat, se formează noi indivizi care au un material genetic recombinant cu semne ale celulelor masculine și feminine. Și, de asemenea, există mai multe celule paterne inițiale.

Creșterea coloniilor bacteriene

Pentru a studia modul în care creșterea șimultiplicarea bacteriilor, pregătirea unor medii nutritive speciale adecvate pentru fiecare specie. Sunt tulpini însămânțate și, respectând anumite condiții sterile, pentru a evita concurența atunci când sunt colonizați alte microorganisme, ei observă schimbările care au loc și creșterea coloniilor întregi.

Dacă acest proces nu este limitat de factorii de limitare, atunci creșterea populației are loc într-o evoluție logaritmică. Moartea celulelor prin mijloace naturale este doar în aritmetică.

Formarea de spori

Auzind că microbii sunt capabili să formeze structuri speciale - dispute, mulți oameni cred că aceasta este o altă variantă a modului în care bacteriile se înmulțesc. Totuși, acest lucru nu este cazul.

Sporul este doar o stare temporară de odihnăo celulă în care este capabilă să experimenteze condiții nefavorabile de mediu. Uneori chiar zeci de ani. Cu procesele de reproducere a descendenților acest lucru nu este în nici un fel conectat.