Bakterijų dauginimasis ir vystymasis: Skirtumas tarp puslapio versijų

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
Ištrintas turinys Pridėtas turinys
cat:Bakterijos
Garas (aptarimas | indėlis)
S →‎Kolonijos: pamačiau beieškodamas per Google
Eilutė 28: Eilutė 28:
== Kolonijos ==
== Kolonijos ==


Kietos terpės paviršiuje [[bakterija|bakterijos]] greit dalytis negali, nes čia maisto medžiagos joms prieinamos tik iš vienos pusės. Be to, ir bakterijų judėjimas terpės paviršiumi esti labai ribotas. Tokiomis sąlygomis išauga jų kolonija. Taip esti ne tik dirptinėse terpėse, paruošiamose laboratorijose, bet ir [[gamta|gamtoje]], pavyzdžiui, [dirvožemis|dirvoje]], kur besidaugindamos bakterijos sudaro nors ir nedideles kolonijas. [[Sūris|Sūryje]] taip pat susidaro tam tikri bakterijų lizdai. Tos pačios [[rūšis|rūšies]] bakterijų kultūra, išaugusi vienos kurios nors terpės paviršiuje, visada atrodo panašiai. Kitoje terpėje ji jau atrodys kitaip, nes veikia terpės cheminė sudėtis, jos paviršiaus ypatybės, drėgnumas ir kt. Bakterijos ir jų kolonijos, turinčios tas pačias augimo sąlygas, labai mažai skiriasi savo forma.
Kietos terpės paviršiuje [[bakterija|bakterijos]] greit dalytis negali, nes čia maisto medžiagos joms prieinamos tik iš vienos pusės. Be to, ir bakterijų judėjimas terpės paviršiumi esti labai ribotas. Tokiomis sąlygomis išauga jų kolonija. Taip esti ne tik dirptinėse terpėse, paruošiamose laboratorijose, bet ir [[gamta|gamtoje]], pavyzdžiui, [[dirvožemis|dirvoje]], kur besidaugindamos bakterijos sudaro nors ir nedideles kolonijas. [[Sūris|Sūryje]] taip pat susidaro tam tikri bakterijų lizdai. Tos pačios [[rūšis|rūšies]] bakterijų kultūra, išaugusi vienos kurios nors terpės paviršiuje, visada atrodo panašiai. Kitoje terpėje ji jau atrodys kitaip, nes veikia terpės cheminė sudėtis, jos paviršiaus ypatybės, drėgnumas ir kt. Bakterijos ir jų kolonijos, turinčios tas pačias augimo sąlygas, labai mažai skiriasi savo forma.


Apibūdinant bakterijų kolonijas, atsižvelgiama į daugelį požymių:
Apibūdinant bakterijų kolonijas, atsižvelgiama į daugelį požymių:

16:37, 22 sausio 2007 versija

Bakterijų augimas ir suspensijos

Bakterijos auga, minta, kvėpuoja joje vyksta labai sudėtingi fiziniai ir cheminiai procesai. Bakterijos masė augimo metu didėja, bet palyginti lėčiau negu jos paviršius. Pasiekus tam tikrą, jos rūšiai būdingą masės ir paviršiaus santykį, bakterija nustoja augus, tada ji pasidalija pusiau.

Ląstelės dalijimasis kadaise buvo nauja pakopa organinio pasaulio evoliucijoje. Motininė bakterijos ląstelė, baigiant jai savo gyvenimą ir virstant dviem dukterinėmis ląstelėmis, ne miršta, bet atsinaujina. Atsinaujinimo esmę sudaro tai, kad ląstelių lyginamasis paviršius, joms pasidalijus, pasidaro didesnis, ir dėl to naujos ląstelės gali sparčiau imti maistą ir greičiau augti. Taigi į ląstelės augimo sustojimą prieš dalijimąsi galima žiūrėti kaip į jos senėjimo pirmąjį požymį.

Prieš atsirandant skersiniai pertvarėliai, ties ląstelės pusiauju išryškėja žiedo pavidalo citoplazmos membranos dviguba raukšlė, kuri, palaipsniui didėdama, siaurina angą tarp dviejų ląstelės pusių. Ši raukšlė pagaliau virsta ląstelės pertvara, kuri perskiria protoplastą į dvi dalis. Tuo metu branduolys, amitotiniu būdu pasidalijęs pusiau, nukialiauja į susidariusias ląstelės puses. Protoplasto membranos raukšlės viduryje susiformuoja dviguba skersinė sienelė.

Bakterijų dalijimąsi pusiau, atsirandant jų viduryje skersiniai sieneliai, galima aiškinti tuo, kad bakterijų ląstelės turi gana tvirtą sielę, neleidžiančią jai mechaniškai tysti ir trukdančią keisti savo formą. Plikų ląstelių dalijimasis vyksta daug paprasčiau. Dalijimosi metu jos kiek ištysta, suplonėdamos ties viduriu, ir pasidalija pusiau. Tipiškas tokio dauginimosi pavyzdys gleivabakterių dalijimasis.

Siūlinės bakterijos, pavyzdžiui, aktonomicetai, dauginasi, sutrūkinėjant jų siūleliui į daugelį ląstelių. Kai kada nuo šoninių siūlelių galų, atsiradus skersinėms pertvarėlėms, atitrūksta ląstelės, kurios veliau virsta ilgias siūlais.

Augant ir dauginantis bakterijoms grynose kultūrose, galima išskirti eilę nuosekliai viena po kitos einančių stadijų, kurios atspindi bendrą biologinį dėsningumą, kad ląstelės sparčiausiai dauginasi, augimui įpusėjus. Ląstelių dauginimosi fazės gali būti apibūdinamos taip:

  • latentinė, arba lagfazė (1 - 2 val.),tai laikinos ramybės fazė; ląstelės dar nesidaugina,o tik smarkiai padidėja jų tūris (iki 6 kartų);
  • ląstelės iš lėto pradeda dalytis;
  • logaritminė fazė - ląstelės intensyviai dauginasi (geometrinė progresija);
  • dauginimosi sulėtėjimas;
  • stacionarinė fazė, kai pasiekiamas maksimalus ląstelių skaičius, kuris esti pastovus (kiek atsiranda naujų ląstelių, tiek žūva senųjų);
  • gyvų ląstelių skaičius pradeda mažėti, nes jų kaskart daugiau žūva;
  • senėjimo fazė (dar vadinama logaritminio ląstelių žuvimo faze), tai nuolatinio pastovaus gyvų ląstelių mažėjimo fazė.

Esant palankioms augimo sąlygoms, bakterijos dauginasi gana greit - vidutiniškai per pusvalandį atsiranda nauja jų karta. Bakterijos ypač greit dauginasi skystose terpėse, kur jas iš visų pusių supa mitybinis tirpalas. Kai vienoje vietoje sumažėja maisto medžiagų, judrios bakterijos pasislenka ten, kur jų daugiau. Mytybiniam tirpalui judant, ir nejudrios bakterijos gali keisti vietą. Taigi nenuostabu, kad skaidrus mitybinis tirpalas, užkrėstas nors viena bakterija, netrukus susidrumsčia. Veliau bakterijos gali nusėsti ant indo sienelių arba dugno.

Lytiniai reiškiniai ir godinijos

Seniau buvo galvojama, kad bakterijos gai daugintis tik vegetatyviškai besidalydamos, be jokio apsivaisinimo. Tačiau kai kurie tyrinėtojai tvirtino, kad bakterijų gyvenime kartais pastebimas susijungimas. Jos sisijungia arba tilteliu, arba tiesiog susišliedamos. Susijungimo metu bakterija visą savo turinį perduoda kitai bakterijai. F. Lionisas nurodo, kad po tokio susijungimo bakterijos viduje susiformuoja judrūs grūdeliai - gonidijos, kurios, išėjusios iš motininės ląstelės, virsta naujomis bakterijų ląstelėmis. Godinijos dažnai esti tokios mažos, kad pereina pro bakterinius filtrus, kaip bakteriofagai ar virusai. Bakterijų ląstelės, sugebančios sudaryti godinijas, vadinamos gonidangiais. Nurodoma, kad tipiškaisgonidangiais bakterijų ląstelės virsta senatvėje, kai jos tampa, involiucinėmis formomis.

Kolonijos

Kietos terpės paviršiuje bakterijos greit dalytis negali, nes čia maisto medžiagos joms prieinamos tik iš vienos pusės. Be to, ir bakterijų judėjimas terpės paviršiumi esti labai ribotas. Tokiomis sąlygomis išauga jų kolonija. Taip esti ne tik dirptinėse terpėse, paruošiamose laboratorijose, bet ir gamtoje, pavyzdžiui, dirvoje, kur besidaugindamos bakterijos sudaro nors ir nedideles kolonijas. Sūryje taip pat susidaro tam tikri bakterijų lizdai. Tos pačios rūšies bakterijų kultūra, išaugusi vienos kurios nors terpės paviršiuje, visada atrodo panašiai. Kitoje terpėje ji jau atrodys kitaip, nes veikia terpės cheminė sudėtis, jos paviršiaus ypatybės, drėgnumas ir kt. Bakterijos ir jų kolonijos, turinčios tas pačias augimo sąlygas, labai mažai skiriasi savo forma.

Apibūdinant bakterijų kolonijas, atsižvelgiama į daugelį požymių:

  • spalvą;
  • paviršių (lygus, graublėtas blizgantis);
  • vidaus struktūrą (vienodas, grūdėtas ir t.t.);
  • pakraščio ypatumus.

Kad bakterijos kolonijose susitvarko ne bet kaip, o visada pagal tam tikrą planą, rodo tam tikrą jų organizacinė principą.

Bakterijos pro mikroskopą atrodo bespalvės, tačiau jų kolonijos paprastai esti spalvotos. Pavyzdžiui, Chromobacterium prodigiosum kolonijos yra raudonos, Sarcina aurea - geltonos, Achromobacter violaceum - violetinės. Labai būdingos esti Bacillus mycoides kolonijos, kurios atrodo lyg vatos pakulų kuokšteliai.

Išorinė kolonijų forma priklauso ne tik nuo bakterijų vidinių įpatybių ar dalijomosi būdo, bet ir nuo daugelio išorinių veiksnių, ypač nuo terpės cheminės sudėties ir vandenilio jonų koncentracijos.

Bakterijų vystymasis ir sporų susidarymas

Daugelis bakterijų, nelaukdamos, kol mitybinėje terpėje pasibaikš maisto medžiagų ar vandens atsargos, pradeda gaminti savo viduje sporas. Sporų susidarymą galima sukelti dirbtinai, perkėlus bakterijas į terpę, kurioje trūksta maisto medžiagų. Jų susidarymą galima ir sutrugdyti, periodiškai papildant terpė maisto medžiagomis. Yra ir tokių bakterijų, kurios pradeda gaminti sporas, iki tam tikros ribos pakėlus temperatūrą.

Sporos susidaro įvairiai, dažniausiai po vieną, kai kada po dvi. Dažnai jos susiformuoja po to, kai plazmoje išryškėja vadinamoji branduolio medžiaga (chromatiniai grūdeliai). Branduolio medžiaga yra svarbiausia substancija, iš kurios susidaro sporos. Plazmoje pradeda ryškėti apvalus branduolio medžiagos plotelis, kuris sudaro prosporę. Iš jos, ištirpus nepanaudotai plazmai, susiformuoja spora. Sporos gali atsirasti ir kitaip. Pavyzdžiui, Bacillus tetani chromatino grūdelių nesudaro. Šiuo atveju plazmos dalis atsitraukia nuo sienelės, apsigaubia plėvele ir virsta spora. Vegetatyvinės bakterijos ląstelės, susidarius jų viduje sporoms, dažnai dar ilgai išlieka aktyvios ir vikriai juda (Chlostridium butyricum). Sporos pasižymi dideliu atsparumu įvairiems aplinkos veiksniams. Sporos gali išlikti gyvos dešimtis metų.

Tipinga sporinė bakterija yra Baillus subtilis. Ši bakterija labai greit įsiveisia šieno nuovire. Iš pradžių jame knibžda tik palaidos judrios šios bakterijos ląstelės, apsuptos žiuželių. Mažėjant nuovire maisto medžiagų kiekiui, naujos kartos bakterijos jau neįstengia pasidalijusios atsiskirti ir juda ištisais siūlais. Dar vėliau jos visiškai nustoja judėjusios, iškyla į paviršių sudarydamos plėvelę. Tuomet jų žiuželiai nyksta, formuojasi sporos, kurios, būdamos sunkesnės, grimsta ant dugno.

Kabančiame mitybinio tirpalo laše pro mikroskopą galima stebėti ir sporos dygimą. Iš pradžių spora išbrinksta, pasidaro elipsiška, vėliau jos plėvelė ties pusiauju plyšta. Iš vidaus išlenda šviesi ląstelė, kuri greit apauga žiuželiais.

Bacillus subtilis gyvenine pasireiškia tam tikras cikliškumas. Kitų bakterijų vystymosi cikliškumas dar aiškesnis. Pavyzdžiui, gelžbakterė Cladothirix dichotoma iš pradžių yra judri žiuželiuota ląstelė. Po kurio laiko ji praranda žiuželius ir besidalydama virsta ilgu siūlu, kurius vienu galu prisikabina prie substrato ir apsisupa gleivine makštimi. Kai kurios siūlo lastelės betįsdamos prasprūsta pro savo kaimynes ir, toliau besidalydamos, sudaro atšakas. Tokiu būdu susidaro savotiški bakterijų krūmeliai. Vandenyje ant įvairių dugno daigtų esti ištisas tokių krūmelių "miškas". Viršutinėje siūlų dalyje vėl susidaro atskiros žiuželiuotos ląstelės, kurios prasiskverbia pro gleivinę makštį ir iš naujo pradeda minėtą vystymosi ciklą.

Ankščiau buvo galvojama, kad sporų susidarymas yra atsakomoji bakterijų reakcija į blogėjančias aplinkos sąlygas. Dabar išaiškėjo kad taip nėra. Sporos susidaro tik gerose sąlygose augančioje kolonijoje, pasiekus jai atitinkamą brandos stadiją. Be to, joms susidaryti kartais reikia specialių medžiagų: mangano druskų, alanino ir kt. Sporos dažnai gali dygti tose pačiose sąlygose, kuriose susidarė, tik turi būti atitinkama temperatūra ir pH (kartais reikalingas CO2). Sporų dygimą gali sukelti šilumos šokas (apie 65° C temperatūra).