Бактериям, как и любым другим живым организмам, для размножения нужны подходящие условия. Какие-то из микроорганизмов предпочитают низкие температуры, кто-то не станет расти и развиваться, если столбик термометра не поднялся выше отметки в 20°C. Благоприятных факторов несколько, и все они должны совпасть. Только в таких (называемых оптимальными) условиях бактерии могут быстро размножаться.
Что происходит с микроорганизмами при идеальных и неблагоприятных условиях
При благоприятных факторах бактериям хватает жизненного пространства, питание имеется в нужном объеме, а это влечет за собой рост микроорганизмов, они быстро обретают способность размножаться. В пищу прокариоты употребляют уже готовые органические вещества. Только некоторые виды способны организовать свое питание самостоятельно, синтезируя органические соединения из неорганических.
Бактерии могут найти питательную среду на уже погибшем организме (сапротрофы) или паразитировать в теле живого хозяина. Питание за счет других может проходить и по более благоприятной схеме. В этом случае бактерии, забирая питательные вещества владельца, отдают ему взамен другие. Таким путем происходит взаимодействие, например, у нитрифицирующих простейших и растений. Болезнетворные бактерии все, по сути, паразиты, а вызывающие брожение и гниение – сапротрофы.
По мере роста начинается активный процесс размножения. Бактерии могут увеличивать численность колонии путем деления клетки. Некоторых простейших принято называть настоящими, только они умеют ради защиты и возможности дальнейшего размножения образовывать споры, как и грибы. Процесс деления происходит достаточно бурно. Подсчитано, что в благоприятных условиях клетки могут образовывать новые с огромной скоростью: через каждые полчаса или 20 минут одна бактерия превращается в две.
Масштаб процесса легко представить с помощью задачи: «Бактерии размножаются делением надвое со скоростью 1 раз в минуту. Если заполнить сосуд питательным раствором и поместить туда одну клетку, то за час сосуд будет полон микроорганизмов. А сколько времени потребуется, чтобы сосуд наполнился на ½?». Ответ – 59 минут. То есть всего за 60 секунд объем бактерий увеличится вдвое, и если в масштабах одной клетки это сложно оценить, то на примере сосуда скорость размножения бактерий принимает угрожающие масштабы. А каждый новый организм достаточно быстро тоже начинает воспроизводить себе подобные формы жизни.
Если бы такой сценарий имел место, то уже через несколько суток на земле не осталось ничего, кроме массы бактерий. Этого не случается, потому что ряд оптимальных условий стремительно переходит в разряд неблагоприятных факторов:
- Деление порождает все новых и новых бактерий, питание, так необходимое для развития, постепенно заканчивается.
- В процессе жизнедеятельности клетки выделяют в окружающую среду продукты отходов. Происходит загрязнение, которое естественным путем тормозит развитие и размножение.
В результате настоящие бактерии уже не могут увеличивать популяцию с прежней скоростью, а через некоторое время клетки начинают умирать быстрее, чем воспроизводиться.
Спорообразование – уникальная возможность сохранения вида
Бактерии не размножаются спорами, они таким образом обеспечивают собственную безопасность. Когда цитоплазма клетки сжимается и отходит от оболочки, то постепенно на ее поверхности формируется новое образование с более плотной оболочкой. Это процесс образования спор, который запускается, если условия среды изменились в худшую сторону.
Как только повышается или понижается температура, возрастает или уменьшается влажность, заканчивается питание, бактерии начинают таким образом защищаться. Оболочка спор надежно защищает генетический материал микроорганизмов. Они могут находиться в этом состоянии долгое время. Жара, мороз, кипяток – для спор некоторых простейших такие экстремальные испытания не страшны. Их переносит ветер, они хорошо сохраняются в воде, воздухе и почве, такой способ защиты предусматривает безопасное существование клетки почти при любом форс-мажоре. А когда условия становятся оптимальными – спора прорастает, и бактерия становится жизнеспособной.
Те прокариоты, которые могут сохранять себя путем спорообразования, называются бациллы. Какие бы болезни они ни вызывали, каждая из них представляет серьезную опасность для организма человека.
Коклюш, столбняк, ботулизм, чума и сибирская язва наравне с бациллой Коха, синегнойной и кишечной палочкой представляют далеко не полный список реальных угроз здоровью.
За счет того, что потенциальные паразиты защищены спорами, уничтожить их крайне затруднительно. Эти и другие болезнетворные бактерии размножаются как внутри тела человека и животных, так и в окружающей среде: почве, воде, органических отбросах, на грязных поверхностях, посуде и других предметах.
Грибы: особенности размножения
С помощью спор могут размножаться грибы. Их плодовое тело имеет особый спороносный слой, где количество мелких семян иногда доходит до нескольких миллиардов. Споры бывают различного цвета и формы, но все они способны оставаться жизнеспособными не один десяток лет. Грибы не только размножаются, но и расселяются за счет спор. Их, как и в случае с бактериями, могут переносить животные, потоки воды, ветер.
Как только спора окажется в благоприятных условиях, из нее прорастает мицелий. А из него появятся новые грибы, и процесс повторится. Способ размножения с помощью спор получил название бесполого. Это не единственный вариант, с помощью которого грибы могут распространяться.
Вегетативный и репродуктивный способы размножения встречаются часто. Во втором случае тоже не обходится без участия спор. А вот дрожжевые грибы размножаются почкованием. Сначала появляется небольшой вырост, который затем увеличивается в размерах. Отделившись от материнской клетки, он начинает почковаться.
Болезнетворные и иные бактерии до сих пор еще не стали единственными обитателями нашей планеты только потому, что идеальные условия для их размножения не сохраняются достаточно долго. Клетки микроскопических организмов гибнут от солнечного света, высушивания, отсутствия питания. Человек подвергает продукты тепловой обработке, регулярно пользуется антибактериальными препаратами и дезинфицирующими средствами. Прокариоты в свою очередь пытаются решить вопрос количеством или вырабатывают защиту в виде спор. Пока эта борьба за существование ведется с ничейным счетом.
Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.
Загрузка...
