Розмножуються бактерії шляхом ділення

Зміст

  • Безстатеве розмноження
  • Спадковість бактерій
  • Трохи хімії та геометрії
  • За яких умов розмножуються бактерії

Під процесом розмноження звичайно розуміють розвиток нових організмів із статевих клітин. Але мікроорганізми не відволікаються на подібні дрібниці. Бактерії розмножуються шляхом простого поділу (більшість з них). Причому роблять вони це неймовірно швидко.

розмноження бактерій

Деякі види за сприятливих умов за 6:00 збільшують свою популяцію в 250000 раз (чверть мільйона!). Те, що умови розмноження багатьох видів бактерій знаходяться в досить вузькому діапазоні, не може не радувати. Крім того, мікроорганізми, неспинно розмножуючись, просто не знаходять собі їжі і банально гинуть від голоду. Інакше нам з вами не знайшлося б місця на цьому маленькому блакитному кульці.

Але обмежені умови розмноження не зупиняють мікроорганізми. При несприятливих умовах бактерії відрощують навколо себе своєрідну щільну оболонку. Утворилися в результаті суперечки відмінно переносять і сильний мороз, і температуру вище 100⁰С, і повна відсутність води. Наприклад, спори сибірської виразки можуть на 30-50 років зачаїтися у вічній мерзлоті або неймовірною сухості та спеки пустелі, а потім, як ні в чому не бувало, знову вийти на смертельну полювання. Не додає оптимізму і той факт, що і бактерії, і їх спори можуть переноситися вітром, водою, іншими організмами в будь-яку точку планети.

спори бактерій

Безстатеве розмноження
Процес розмноження може бути статевим (за участю двох батьківських організмів) або безстатевим. До безстатевим способам розмноження відносяться:

Пряме чи бінарне розподіл (амитоз). З однієї клітини утворюються дві або декілька нових, зовсім ідентичних вихідній. Цей шлях оптимальний для бактерій.
Мітоз. Основний шлях поділу клітин організму, що містять ядро, однак не відносяться до статевих. Мітоз – найважливіший інструмент для росту і відновлення тканин і органів.
Освіта суперечка. Бактерії утворюють спори (капсули), здатні витримувати вкрай несприятливі умови і переноситися на значні відстані. Строго кажучи, утворення спор не можна назвати способом розмноження, т. К. Кількість клітин при цьому не збільшується, швидше це спосіб збереження і перенесення.
Вегетативне розмноження увазі відділення від основного організму частини клітин. З невеликого фрагмента потім розвивається доросла особина. Вегетативно розмножуються губки, кишковопорожнинні і деякі рослини.
Брунькування. У цьому випадку з материнської клітини «випинається» невеликий фрагмент, який потім відділяється від основного організму. При брунькування дочірня клітина набагато менше за розмірами, ніж материнська, тому для подальшого розмноження потрібно час на ріст і формування необхідних структур клітини. Брунькування – один з видів вегетативного розмноження.
Фрагментація. Є унікальні істоти, здатні виростити повноцінний організм з окремої частини тіла. Наприклад, плоскі, кільчасті черви або голкошкірі, будучи розділені на кілька фрагментів, не гинуть, а утворюють кілька нових організмів.
Безстатеве розмноження

Еволюція процесу розмноження рухалася від безстатевої форми до статевий. При безстатевому розмноженні в процес залучені всі клітини, при статевому, відповідно, тільки статеві. Кожен із шляхів має свої переваги. Для безстатевого розмноження характерний високий темп і часта зміна поколінь. При статевому шляху упор робиться на виживання потомства, а темпи приросту значно зменшуються.

Спадковість бактерій
Бактерії – одноклітинні без’ядерні організми (прокаріоти). Просто так взяти і розділитися на дві половинки живий організм, тим більше що складається з однієї клітини, не може. Потрібна відповідна підготовча робота. Перед подвоєнням мікроорганізму шляхом ділення відбувається:

збільшення цитоплазми (внутрішня напіврідка середу клітини);
подвоєння хромосоми, у випадку з прокариотами (клітинами без ядер) подвоюється замкнута в кільце макромолекула ДНК (нуклеоїд);
Тобто кожна дочірня клітина отримує точну копію материнської ДНК.

молекула ДНК

Але для мікроорганізмів це не єдиний спосіб обміну і передачі генетичного матеріалу. Інформація може віддаватися навіть між неделящимся клітинами. Це відбувається без злиття клітин або збільшення їх кількості. Такий процес можна тільки умовно називати статевим розмноженням, так як передається частина генома, на відміну від повного набору генної інформації, одержуваної нащадком від батьків.

Бактеріальна ДНК може потрапляти в клітку трьома способами:
З навколишнього середовища бактерія захоплює окремо існуючу молекулу ДНК, що залишилася від руйнування інших мікроорганізмів. Такий процес називається трансформацією. Дуже зручно використовувати трансформацію в дослідницьких цілях, «підкидаючи» мікробам потрібний вченим набір генів.
Існують особливі структури, нездатні жити поза клітини – віруси. Ті з них, хто своїм «домом» вибирає бактерії, називаються бактеріофагами. Процес перенесення ДНК між клітинами за допомогою бактеріофагів називається трансдукцією.
Віруси в крові

Третій варіант нагадує запліднення і називається кон’югацією. Мікроорганізми з’єднуються між собою тимчасовими «трубочками», і ДНК з однієї клітини переходить в іншу.

Нова бактеріальна ДНК містить інформацію від двох «батьків». Це означає, що змінена клітина матиме ряд ознак, притаманних тільки їй і відмінних від батьківських. До речі, без зміни клітинної інформації не був би можливий процес еволюції.

Трохи хімії та геометрії
Бактерії розділяються на грампозитивні і грамнегативні. Це умовний поділ по реакції мікроорганізмів на анілінові барвники запропонував датський лікар Грам. Одні клітини зберігають забарвлення навіть після промивки спиртовмісної рідиною, з інших фарба легко змивається. Цей метод полегшує виявлення та ідентифікацію мікроорганізмів при дослідженні під мікроскопом.
Морфологія мікроорганізмів

Така поведінка клітин обумовлено, в тому числі, відмінностями в структурі клітинної стінки. Оболонка грамнегативнихбактерій тонше, ніж у грампозитивних. У процесі поділу грампозитивні і грамнегативні бактерії поводяться по-різному:

Грамнегативні діляться шляхом створення перетяжки. Клітка в кінцевій точці поділу стає схожою на гантель.
Грампозитивні відрощують поперечну перегородку від оболонки до центру клітини.
Клітини, що мають форму циліндра, діляться поперек довгої сторони. Кулясті бактерії утворюють перегородки в будь-яких напрямках. Розподіл йде обов’язково симетрично, тобто початкова клітина утворює дві (як мінімум) абсолютно однакові дочірні клітини. Якщо умови сприяють, бактерії не відриваються одне від одного, а створюють певні структури:

при поділі в одній площині утворюються ланцюжка послідовно з’єднаних клітин;
якщо площин ділення було кілька, кінцевий результат може виглядати ланцюжком, гроном, пакетом бактерій.
За яких умов розмножуються бактерії
умови для розмноження бактерій

Закономірний відповідь на це питання – за сприятливих. Але справа в тому, що для різних видів бактерій умови розмноження сильно розрізняються:

одним видам необхідний кисень, іншим ні, третім потрібен певний відсоток кисню в повітрі, четверті пристосовуються до існуючих умов;
оптимальна температура коливається від 0-10⁰С для одних, 20-40⁰С для інших, 50-60⁰С для третіх, четверті переживуть навіть кип’ятіння;
наявність води, мабуть, одне з небагатьох умов, спільних для всіх організмів, у тому числі і для бактерій;
наявність їжі за смаком: комусь потрібна сонячна енергія, комусь – органічні речовини, деяким необхідні певні хімічні елементи.
бактерії

Однією з основних умов є кислотність середовища. Саме від значення рН залежить можливість бактерій отримувати поживні речовини з навколишнього середовища. За кислотності середовища поділяються на:

кислі (рН 0 – 6);
нейтральні (рН вище 6 – нижче 8);
лужні (рН 8 – 14).
Переважна більшість мікроорганізмів воліють рН 7 (приблизно). Занадто кисла або лужна середу згубна для бактерій. Деякі бактерії, наприклад, молочнокислі, в процесі життєдіяльності змінюють кислотність середовища до таких станів, що не тільки перестають розмножуватися, але й починають гинути. До речі, саме нелюбов бактерій до кислого середовища дає нам можливість робити заготовки на зиму – квашена капуста або грибочки, все маринади і соління.

квашена капуста

Не так важливо знати, яким шляхом розмножуються бактерії (бінарним поділом, брунькуванням або вегетативно). Набагато важливіше не допускати їх неконтрольоване зростання. Особлива увага приділяється патогенним (хвороботворним) бактеріям, які за допомогою спор можуть спокійно дочекатися виникнення сприятливих умов і знову заподіяти шкоду.

Для запобігання захворювань слід пам’ятати, що бактерії бояться ультрафіолету, сухості, нагрівання, антибіотиків і здорового імунітету. Це означає, що всі ті правила, яким вчили нас з пелюшок (мийте руки перед їжею, не контактуйте з хворими, загартовувати, їжте здорову їжу), мають під собою строгу наукову базу. І якщо з мамою, бабусею або вчителем ще можна було посперечатися, то з сухими науковими викладками сперечатися нерозумно і небезпечно для життя.

Посилання на основну публікацію