الخلايا ، مثل أي كائن حي ، تولد وتعيش وتموت. يحدث نمو البكتيريا وتكاثرها بسرعة كبيرة ، ويمكن أن تستولي على مساحة المعيشة بأكملها على الكوكب ، إن لم يكن بسبب عوامل الهشاشة والعوامل المقيدة (درجة الحرارة ، حموضة البيئة ، نقص الغذاء ، إلخ). في ظل ظروف مواتية ، يستغرق تكرار الخلايا حوالي نصف ساعة في المتوسط. ومع ذلك ، في المواقف الحرجة ، يمكن لبعض أنواع الكائنات الحية الدقيقة (البكتيريا المكونة للأبواغ) تكوين الأبواغ و "السبات" لفترة طويلة إلى حد ما.
تكاثر البكتيريا له إيجابيات وسلبيات. يهدف استخدام الكائنات الحية الدقيقة في التكنولوجيا الحيوية (الخميرة ، وحمض اللبنيك ، والكائنات الحية المثبتة للنيتروجين ، والقوالب ، وما إلى ذلك) إلى تحسين نوعية الحياة. ومع ذلك ، فإن النمو غير المنضبط للميكروبات المسببة للأمراض (الممرضة) يشكل خطرا على البشر. يمكن أن تضر النباتات الدقيقة الخاصة بالشخص أيضًا بالصحة. في الطب ، هناك مفهوم متلازمة فرط النمو البكتيري ، حيث يزداد عدد الميكروبات الانتهازية في جسم الإنسان بشكل حاد ، مما يشكل تهديدًا للصحة.
نمو الخلايا والتكاثر عمليتان متميزتان. يُفهم النمو على أنه زيادة في كتلة الخلية بسبب تكوين جميع الهياكل الخلوية. التكاثر هو زيادة في عدد الخلايا في المستعمرة. يميز بين الانشطار الثنائي والتبرعم وإعادة التركيب الجيني (عملية تشبه التكاثر الجنسي).
تتكاثر معظم الخلايا بدائية النواة (غير النووية) ، التي تنتمي إليها جميع البكتيريا ، عن طريق الانقسام إلى قسمين (الانشطار الثنائي). بهذه الطريقة ، على سبيل المثال ، تتكاثر بكتيريا حمض اللاكتيك. تبدأ العملية بازدواجية الكروموسوم البكتيري (جزيء DNA يحل محل النواة) وتستمر على عدة مراحل:
والنتيجة هي كائنان متطابقان.
تنقسم الكائنات الحية الدقيقة الفردية عن طريق التبرعم ، لكن هذا استثناء للقاعدة العامة. تتكون العملية من تكوين نتوء قصير في أحد أقطاب الخلية ، ينجرف فيه أحد نصفي النواة المفصولة (جزيء DNA مع معلومات وراثية). ثم ينمو النتوء وينفصل عن الخلية الأم.
هناك خيار آخر يشبه التكاثر الجنسي - إعادة التركيب الجيني. في هذه الحالة ، هناك تبادل للمعلومات الجينية والنتيجة هي خلية تحتوي على جينات والديها. هناك ثلاث طرق لنقل المعلومات الجينية:
وبالتالي ، يتم الحصول فقط نتيجة الانقسام الثنائي والخلايا الناشئة المتطابقة مع بعضها البعض. أثناء إعادة التركيب الجيني ، تخضع الخلية للتغييرات وتطور خصائص جديدة وتتلقى وظائف أخرى.
في وسط المغذيات ، يحدث نمو البكتيريا وتكاثرها على عدة مراحل ، والتي تختلف في كمية الطعام المتاح وتراكم النفايات:
يعتمد معدل النمو الحركي للمستعمرة البكتيرية إلى حد كبير على نوع البكتيريا ، وتكوين وسط المغذيات ، وعدد الخلايا المصنفة (التي يتم إدخالها في الوسط) ، وعمر المزرعة ، وطريقة التنفس ، وعدد من العوامل الأخرى. على سبيل المثال ، من أجل تكاثر بكتيريا حمض اللاكتيك ، من المهم الحفاظ على درجات الحرارة في نطاق ضيق إلى حد ما (25-30 درجة مئوية) ومستوى معين من الحموضة في الوسط (درجة الحموضة). من أجل تكاثر الخلايا الهوائية واللاهوائية ، يصبح وجود أو عدم وجود الأكسجين للتنفس عاملاً حاسمًا ، وتحتاج الخلايا المكونة للبوغ إلى كمية كافية من الطعام.
للدراسة (الطب ، علم الأحياء الدقيقة) والاستخدام (الصناعة) ، تزرع الثقافات البكتيرية على وسط مغذيات اصطناعية ، والتي تنقسم حسب الاتساق والأصل والغرض:
هناك بكتيريا تتطلب ظروفًا خاصة. على سبيل المثال ، يتم زراعة الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية (التي تتكون من الأبواغ وغير البوغية) في ظل ظروف لاهوائية (بدون أكسجين). بالنسبة للخلايا الهوائية ، يصبح الأكسجين عاملاً حاسمًا في التكاثر. اللاهوائية الاختيارية قادرة على تغيير طريقة التنفس حسب الظروف. الكائنات الهوائية المكونة للأبواغ والمستخدمة للحصول على البروبيوتيك حساسة للغاية لنضوب التغذية والجودة الغذائية. تتطلب اللاهوائية المكونة للبوغ غيابًا تامًا للأكسجين. المبدأ الرئيسي لزراعة الكائنات الحية الدقيقة هو خلق ظروف مواتية (التغذية ، التنفس ، درجة الحرارة) ، والتي تقدم في بعض الأحيان بعض الصعوبات.
لذلك ، بالنسبة لزراعة اللاهوائية ، يتم استخدام طريقة البذر العميق ، أي يتم إدخال ثقافة البكتيريا في عمق وسط مغذي كثيف ، وتضاف المواد الكيميائية التي تمتص الأكسجين إلى جو النمو ، أو يتم ضخ الهواء للخارج واستبداله بغاز خامل. في حالة البكتيريا المكونة للأبواغ ، يتم استخدام إدخال مثبط لتخليق البروتين في وسط المغذيات ، وبالتالي إيقاف عملية التكوُّن.
عن طريق الزراعة يعني النمو الاصطناعي للخلايا في ظل ظروف خاضعة للرقابة. الهدف النهائي هو الحصول على منتج بيولوجي من البكتيريا أو بمساعدة البكتيريا. يمكن أن تكون هذه الأدوية علاجية وتشخيصية وقائية. هناك عدة طرق للزراعة:
من أهم المستحضرات الصناعية استزراع بكتيريا حمض اللاكتيك ، والتي تستخدم لتحضير مستنبت حمض اللاكتيك ، مخلل الملفوف ، العلف ، وإنتاج بدائل بلازما الدم. للحصول على نتيجة نهائية مضمونة ، من الضروري التحكم الصارم في جودة بكتيريا حمض اللاكتيك التي تم الحصول عليها.
نحن بحاجة إلى وسط غذائي مناسب وتحضير بثقافة نقية من بكتيريا حمض اللاكتيك المزروعة في ظروف معملية. علاوة على ذلك ، يتم ترك عملية الزراعة حتى بداية المرحلة الثالثة (التوازن) ، وبعد ذلك يمكن البدء في حصاد بكتيريا حمض اللاكتيك.
إن نمو الخلايا البكتيرية ليس مفيدًا دائمًا ؛ الزيادة المفرطة في أعداد البكتيريا في جسم الإنسان يمكن أن تكون خطرة على الصحة. يسمى انتهاك التركيب النوعي والكمي للنباتات المعوية بالمتلازمة السريرية للنمو البكتيري الزائد. يجادل الأطباء بأنه ليس من الصحيح تمامًا استخدام مصطلح "dysbiosis" لوصف هذه العملية. الحقيقة هي أن عدد البكتيريا اللاهوائية (bifidobacteria) المفيدة للجسم يتناقص حقًا ، لكن عدد الخلايا الانتهازية (على سبيل المثال ، الإشريكية القولونية الهوائية) يزداد.
تعيش البكتيريا المختلفة في أجزاء مختلفة من الجهاز الهضمي. في الأمعاء الدقيقة ، أثناء التنقل ، يتغير تكوين البكتيريا وعدد الكائنات الحية الدقيقة تدريجيًا. أنواع البكتيريا الهوائية (التي تنمو في بيئة أكسجين) تفسح المجال تدريجياً أمام اللاهوائية (بيئة نقص الأكسجين). مع متلازمة فرط النمو السريرية ، يتحول الطيف البكتيري نحو الكائنات الحية سالبة الجرام (الأكثر مسببة للأمراض) ، والكائنات الهوائية الاختيارية واللاهوائية.
كلما اقتربت من القولون ، يزداد عدد البكتيريا اللاهوائية (البكتيريا المشقوقة والبكتيريا). الممثلون الرئيسيون للبكتيريا اللاهوائية - البيفيدوباكتيريا - مسؤولون عن تخليق البروتينات وفيتامينات ب والأحماض المختلفة والمواد الأخرى الضرورية للحياة. تنتج الكائنات الحية الدقيقة الهوائية (الإشريكية القولونية) مجموعة متنوعة من الفيتامينات والأحماض التي تشارك في الهضم وتدعم المناعة.
تعد بكتيريا حمض اللاكتيك ممثلًا آخر للميكروبات المعوية. إنها تنتمي إلى الكائنات الدقيقة ، أي أن أحد عوامل نمو وتكاثر بكتيريا حمض اللاكتيك هو الأكسجين ، ولكن بكميات صغيرة جدًا. هذه الكائنات الحية الدقيقة هي المسؤولة عن تنظيم حموضة الجهاز الهضمي ، وبالتالي تثبيط نمو البكتيريا المتعفنة.
كل نوع من البكتيريا يؤدي وظيفته المحددة بوضوح. في متلازمة فرط النمو ، تدخل البكتيريا الدقيقة البرازية التي تعيش عادة في الأمعاء الغليظة (الإشريكية القولونية أو الخلايا اللاهوائية) الأمعاء الدقيقة. يتغير التركيب الكمي والنوعي للميكروبات البكتيرية ، ويبطئ أداء بعض الوظائف أو يصبح مستحيلًا. تظهر ظروف نمو وتكاثر البكتيريا المسببة للأمراض.
يمكن أن يكون معيار تطور متلازمة فرط النمو البكتيري:
يمكن الخلط بسهولة بين المظاهر السريرية لمتلازمة فرط النمو البكتيري وأمراض أخرى ، وغالبًا ما تتداخل ، وتشوه الصورة تمامًا. في مثل هذه الحالات ، لا يمكن إجراء التشخيص إلا بمساعدة الاختبارات الخاصة التي تهدف إلى تحديد متلازمة فرط النمو ، والتي تحدد ليس فقط عدد البكتيريا ، ولكن أيضًا نوع البكتيريا. سيسمح لك هذا النهج باختيار الأدوية اللازمة لتصحيح تركيبة البكتيريا.
الأعراض السريرية للمرض:
تستخدم الأدوية المضادة للبكتيريا لعلاج متلازمة فرط النمو. في المستقبل ، ستكون هناك حاجة لتحضيرات البروبيوتيك والبريبايوتك لاستعادة البكتيريا.
مجموعة متنوعة من الخلايا البكتيرية (ذاتية التغذية وغيرية التغذية ، الهوائية واللاهوائية ، المكونة للجراثيم وغير البوغية ، إلخ) تملي شروطًا معينة لتكاثرها. المبدأ الأساسي للزراعة الصناعية هو التحكم الصارم في الظروف البيئية ومعدل النمو. في الطبيعة ، نادرًا ما توجد بيئات مثالية لتطوير الكائنات الحية الدقيقة. خلاف ذلك ، كانت البكتيريا ستملأ كل المساحة المتاحة منذ فترة طويلة.
تتكاثر البكتيريا ، مثلها مثل جميع الكائنات الحية. يحدث هذا غالبًا عن طريق القسمة العرضية البسيطة في مستويات مختلفة. في هذه الحالة ، يتم تكوين مجموعات مختلفة من الخلايا: مركبات مقترنة ، وخلايا مفردة ، ومجموعات ، وسلاسل ، وحزم ، إلخ.
تتكاثر بعض الكائنات الحية الدقيقة عن طريق الأبواغ (الفطريات الشعاعية والفطريات) والبراعم (الخميرة) ، وبعض الكائنات الحية الدقيقة تتكاثر عن طريق الاتصال الجنسي ، لكن معظمها يتكاثر اللاجنسي (نباتيًا). في ظل ظروف مواتية ، يستمر التكاثر بمعدل غير عادي - كل 20-30 دقيقة ، تنقسم الخلية البكتيرية الأم إلى خليتين ابنتيتين. تصبح الخلية البنت في النهاية هي الخلية الأم وتنقسم أيضًا. وهكذا ، فإن البكتيريا تنقسم أضعافا مضاعفة. إذا استمر هذا الانقسام دون عوائق ، ففي غضون 48 ساعة يمكن لبكتيريا واحدة أن تلد مئات المليارات من الخلايا ، وفي خمسة أيام مثل هذه الكتلة التي من شأنها أن تملأ أحواض جميع البحار والمحيطات. ومع ذلك ، هذا لا يحدث ، لأن العوامل البيئية المختلفة تؤثر على الكائنات الحية الدقيقة.
يسبق انقسام الخلية زيادة موحدة في إجمالي النيتروجين والحمض النووي الريبي والبروتين في السيتوبلازم. ثم يحدث تكرار الحمض النووي (المضاعفة). في الخلية المنقسمة ، تتكسر الروابط الهيدروجينية بين خيوط الدنا وتتشكل خيوط الدنا المفردة (الشكل 25).
أرز. 25. عملية الانشطار الثنائي لدائيات النوى على شكل قضيب
1 - تكوين حلزونات DNA مفردة ؛
2 - تكرار (تكرار) الحمض النووي ؛
3 - استطالة الخلية.
تشكيل الحاجز
4 - نهاية تشكيل الحاجز وتشكيل جدار خلوي محدب ؛
5- انقسام الخلايا.
مباشرة بعد تكرار الحمض النووي ، يبدأ استطالة الخلية وتشكيل الحاجز المستعرض بسبب طبقتين من الغشاء السيتوبلازمي بارزان تجاه بعضهما البعض. في أغلب الأحيان ، يتشكل الحاجز في منتصف الخلية الأم ، ونتيجة لذلك تكون الخلايا الوليدة بنفس الحجم تقريبًا. يتشكل جدار خلوي بين طبقات الحاجز.
يعمل حلزون DNA واحد في الخلايا الجديدة كقالب لإنشاء حلزون ثانٍ ، ونتيجة لذلك يتم تكوين حلزون مزدوج للحمض النووي مع روابط هيدروجينية مخفضة وتشكيل نوكليويد جديد.
في عملية التكاثر ، يحتفظ أحد نصفي الخلية باستمرار بالسوط. في المرحلة الأخيرة من التكاثر البكتيري ، تنمو الأسواط في النصف الآخر.
يعتمد نمو وتكاثر الكائنات الحية الدقيقة على عوامل بيئية مختلفة وخصائص الأنواع. تظهر مراقبة تطور الكائنات الحية الدقيقة المزروعة في وسط مغذي سائل في خزانات مغلقة أن نمو الكتلة الحيوية يتطلب وجود مصدر للطاقة ، ووجود المكونات اللازمة لتخليق الكتلة الحيوية ، وعدم وجود مثبطات في الوسط الذي يقمع الخلية النمو والحفاظ على الظروف الفيزيائية والكيميائية اللازمة في الوسط. ... في ظل هذه الظروف ، يمكن تقسيم نمو الكائنات الحية الدقيقة بشكل مشروط إلى عدة مراحل أو فترات متتالية (الشكل 26):
أرز. 26- منحنى نمو نموذجي لمجموعة من الكائنات الحية الدقيقة 1- مرحلة متأخرة ؛
2 - مرحلة النمو المتسارع ؛ 3 - مرحلة النمو اللوغاريتمي (الأسي) ؛
4 - مرحلة تأخر النمو. 5 - مرحلة النمو الثابت ؛ 6- مرحلة الشيخوخة والذبول.
1. lag-stage (تأخر إنجليزي - تأخر) - الفترة بين زرع البكتيريا وبداية التكاثر. خلال هذه الفترة ، يتم تكيف الثقافة البكتيرية مع وسط المغذيات. يتجلى في تراكم الكمية المثلى من الإنزيمات الضرورية ، في تعطيل بعض المثبطات الموجودة في البيئة ، في إنبات الجراثيم ، إلخ. في ظل ظروف مواتية ، يزداد حجم البكتيريا وتستعد للانقسام. يمكن أن تستمر مرحلة التأخر من 10 دقائق إلى عدة ساعات ، ولكن في المتوسط تتراوح من 4 إلى 5 ساعات.
2. يتم ملاحظة مرحلة النمو المتسارع بعد مرحلة التأخر وتتميز بزيادة معدل انقسام الكائنات الحية الدقيقة وتراكم الكتلة الحيوية.
3. مرحلة النمو اللوغاريتمي أو الأسي هي فترة الانقسام الأكثر كثافة للبكتيريا. تنقسم البكتيريا كل 20-40 دقيقة. خلال هذه المرحلة ، تكون البكتيريا معرضة بشكل خاص ، بسبب حساسية الخلايا النامية للعوامل البيئية. تعتمد مدة النمو الأسي على تركيز العناصر الغذائية في الركيزة بمتوسط 5-6 ساعات.
4. مرحلة تباطؤ النمو هي فترة انتقالية من النمو الأسي إلى مرحلة النمو الثابت. خلال هذه المرحلة ، لوحظ استنفاد العناصر الغذائية من الركيزة وتراكم المنتجات الأيضية فيها ، مما يقلل من شدة تكاثر الكائنات الحية الدقيقة.
5. مرحلة النمو الثابت ناتجة عن النضوب التدريجي للوسط ، وتراكم الإنزيمات اللايتية فيه ، والتثبيط الكيميائي لنمو الخلية الميكروبية عن طريق المنتجات الأيضية. تختلف هذه المرحلة عن المرحلة السابقة من خلال زيادة مقاومة البكتيريا للعديد من العوامل الكيميائية والفيزيائية. في بداية هذه المرحلة ، يصل عدد الخلايا القابلة للحياة إلى الحد الأقصى ويبقى عند هذا الحد الأقصى لعدة ساعات ، اعتمادًا على نوع الكائنات الحية الدقيقة وخصائص زراعتها. في نهاية هذه المرحلة ، لوحظت عملية التبويض في بعض الكائنات الحية الدقيقة.
6. تتميز المرحلة الأخيرة من عملية التكاثر - مرحلة الشيخوخة والموت - بموت البكتيريا نتيجة استنفاد وسط المغذيات وتراكم المنتجات الأيضية فيه. لوحظ التحلل الذاتي للكائنات الدقيقة كمظهر شديد لعدم استقرار الخلية بعد توقف النمو. يمكن أن تتراوح مدة هذه المرحلة من عدة ساعات إلى عدة أسابيع.
النمو هو زيادة في كمية المكونات الكيميائية للخلية الميكروبية. لتوصيف نمو الكائنات الحية الدقيقة ، يتم استخدام مفهوم الكتلة البكتيرية ، والتي يتم التعبير عنها بواسطة كثافة البكتيريا (الكتلة الجافة لكل مل). يوصف التكاثر الميكروبي بعدد البكتيريا ، مما يعكس تركيز الخلايا في 1 مل. لا يوجد تناسب صارم بين الزيادة في عدد البكتيريا والكتلة البكتيرية. هذا يرجع إلى حقيقة أنه في التجمعات البكتيرية ، ليست كل الخلايا قابلة للحياة - بعضها ميت ، وبعضها في مراحل مختلفة من التدمير. من خلال المشاركة في تكوين كتلة بكتيرية ، لا تشارك هذه الخلايا في مزيد من تكاثر البكتيريا. تتكاثر البكتيريا بالقسمة المباشرة. في هذه الحالة ، يتم تشكيل انقباض أو يبدأ نمو الغشاء السيتوبلازمي إلى الداخل ، عموديًا على المحور الطولي للخلية ، مع تكوين لوحة خلية قرصية.
يمكن أن تكون هذه اللوحة في بعض الأحيان غير مكتملة ولها ثقب في وسطها يربط بين الخلايا الشقيقة. بعد ذلك ، ينمو جدار جانبي في لوحة الخلية ، والتي تشكل حاجزًا عرضيًا ، يقسم لوحة الخلية إلى جزأين ، يمتد كل منهما إلى إحدى الخلايا المشكلة. الثقب المركزي ، غير المقسم بواسطة قسم أو لوحة عرضية ، يسمى plasmodesmos. تلعب Plasmodesmos دورًا في ربط خلايا بكتيريا معينة في سلاسل أو مجموعات طويلة. بالإضافة إلى ما سبق ، يمكن أن تحدث عملية انقسام الخلايا البكتيرية عن طريق الجلد. يزداد عدد الخلايا البكتيرية في عملية التكاثر أضعافا مضاعفة. بالنسبة لمعظم البكتيريا ، يكون وقت التوليد 20 - 30 دقيقة.
يتجلى نمو البكتيريا وتكاثرها بطرق مختلفة اعتمادًا على ظروف الزراعة. في وسط المغذيات الصلبة ، يكون مظهر نمو البكتيريا وتكاثرها هو ظهور المستعمرات ، وهي تراكمات يمكن تمييزها بصريًا من الخلايا البكتيرية. تتميز المستعمرات بمجموعة من السمات المحددة التي يمكن على أساسها تحديد الثقافات النقية للبكتيريا. وتشمل هذه الميزات: الحجم (كبير ، متوسط ، صغير ، مجهري) ؛ الشكل (دائري ، مسطح ، إلخ) ؛ اللون ، اعتمادًا على تكوين الأصباغ بواسطة البكتيريا ؛ السطح (محدب ، مسطح ، غير لامع ، لامع ، إلخ) ؛ طبيعة الحواف (حتى ، خشنة ، إلخ) ؛ الاتساق (متجانس ، فطري ، لزج ، إلخ) ؛ الشفافية (شفافة ، غائمة).
مع الزراعة الدورية ، تلاحظ البكتيريا تغيرًا متسلسلًا في مراحل النمو ، والذي ينعكس من خلال منحنى النمو (الشكل 54).
تبدأ عملية النمو بتأخر النمو أو مرحلة التأخر. خلال هذه الفترة ، هناك نشاط استقلابي مكثف للبكتيريا ، ونتيجة لذلك يتم تحضير الخلية للتكاثر السريع. تبدأ المرحلة بإدخال البكتيريا في البيئة. تعتمد مدتها على عمر الثقافة المزروعة (تكون أطول عند إدخال الثقافة القديمة) ، وتكوين البيئة ودرجة الحرارة وغيرها من النقاط.
نمو الخلايا البكتيرية. الزيادة في الكتلة الحيوية للبروتوبلازم الخلوي ، الناتجة عن تخليق المواد البلاستيكية أثناء التغذية ، تسمى النمو. تنمو الميكروبات بسرعة ، لتصل إلى حد نضجها الفسيولوجي في غضون فترة زمنية قصيرة.
انقسام الخلية. تبدأ الخلية التي وصلت إلى سن نضج معين في الانقسام ، ويلاحظ نمو التجمعات البكتيرية Ї للثقافة في وقت واحد في وسط المغذيات.
يسبق انقسام الخلية تكوين غشاء هيولي يتشكل عادة في منتصف الخلية البكتيرية. في عملية الانقسام الخلوي ، يحدث تكرار الحمض النووي (المضاعفة). في هذه الحالة ، تنكسر الروابط الهيدروجينية وتتشكل سلسلتان (حلزون) من الحمض النووي ، كل منها موجود في الخلايا الوليدة. ثم يكون الحمض النووي أحادي السلسلة مرتبطًا بالهيدروجين ويظهر الحمض النووي مزدوج الشريطة مرة أخرى مع المعلومات الجينية.
يعتبر الانقسام الخلوي كاملاً عندما يتم فصل الخلايا المشكلة حديثًا بواسطة حاجز هيولي.
التكاثر - الانقسام الثنائي للبكتيريا ، الريكتسيا ، البروتوزوا ، إلخ. في هذه الحالة ، يتم تكوين شخصين جديدين يتمتعان بالمعلومات الجينية للخلية الأم. تسمى طريقة التكاثر هذه بالتكامل ، ويتم إنتاج الفيروسات بطريقة منفصلة ، أي عن طريق التوليف المنفصل لمكوناتها - الحمض النووي والبروتين في الخلية المضيفة.
تنقسم الخلايا البكتيرية بشكل أسرع في المراحل الأولى من النمو السكاني. في مراحل لاحقة ، يستمر الانقسام بشكل أبطأ ، وتموت بعض الخلايا الأم ، وتظهر شوائب مختلفة في أنواع معينة من البكتيريا.
في ظل ظروف مواتية ، يكون معدل تكاثر البكتيريا مرتفعًا جدًا. كل 15-20 دقيقة من فرد واحد ، يتم الحصول على اثنين. وفقًا لحسابات بعض الباحثين ، إذا كان الميكروب ينتج شخصين في ساعة واحدة فقط ، فإن عدد الخلايا الميكروبية في اليوم الواحد يصل إلى 16.5 مليون.وفقًا للتعريف المجازي لـ V.L. يمكن أن تملأ أحواض جميع البحار والمحيطات.
مع هذا التكاثر ، يمكن للخلايا الميكروبية أن تغطي السطح الكامل ليس فقط البحار والمحيطات ، ولكن أيضًا القارات. لذلك ، ستكون حياة الناس على كوكبنا مستحيلة. ومع ذلك ، في تكاثر الميكروبات ، لا يوجد قانون مطلق للتقدم الهندسي. يتأثر نموها وتكاثرها سلبًا بالعلاقات العدائية للكائنات الحية الدقيقة ، ونضوب وسط المغذيات ، ونقص الأكسجين ، وتراكم النفايات الميكروبية السامة. تتداخل هذه العوامل مع الانقسام الخلوي المستمر.
أثبتت الدراسات والملاحظات طويلة المدى لـ Beil أنه في وسط المغذيات السائلة ، في حجم معين ، يحدث أقصى نمو للخلايا ذات العدد المحدد. في غضون 24 ساعة في ظل نفس الظروف ، يتم تحديد تركيز الخلايا في 1 مل من الوسط السائل: بالنسبة للبكتيريا Escherichia coli و paratyphoid B - 1.5 مليار ، بكتيريا Grigoriev الدوسنتاريا - Shiga و Staphylococci - 300 مليار ، وعصا حمى التيفود - 800 مليار استدعاء M-k على تمركز الميكروبات (M Ї كحد أقصى). في ظل الظروف الطبيعية لزراعتها ، فإن التكاثر M للخلايا هو الحد الأقصى لتراكم الميكروبات. من المثير للاهتمام ملاحظة أنه إذا تم تلقيح عدد الميكروبات التي تساوي تركيز M في وسط مغذي طازج ، فإن عدد الخلايا لا يزداد ، وإذا تجاوز عدد الميكروبات المزروعة تركيز M ، فإن الميكروبات الزائدة موت.
تكاثر البكتيريا في السكان. لفهم أنماط التكاثر الميكروبي في مجتمع ما ، تتم دراسة الثقافات النقية. ومع ذلك ، فإن الميكروبات في الظروف الطبيعية والاصطناعية تحدث في جمعيات. التجمعات البكتيرية هي مجموعة من البكتيريا التي تتكاثر في حجم معين من وسط سائل في أنبوب اختبار ، أو قارورة ، وما إلى ذلك. مع النمو المستمر للبكتيريا على سطح وسط مغذي كثيف في أنبوب اختبار ، إجمالي جميع الخلايا فيه يعتبر أن يكون عدد سكان واحد. في حالة نمو المستعمرات المعزولة ، يمكن اعتبار كل منها مجموعة سكانية منفصلة ، لأنها لا تتواصل مع بعضها البعض.
عندما تنمو الميكروبات على وسائط مغذية صلبة ، يتم الكشف عن بعض سمات نموها ، أي تظهر المستعمرات التي تمثل نسل خلية واحدة أو عدة خلايا. مظهر المستعمرات وشكلها ولونها وشفافيتها وحجمها وخصائص أخرى هي السمات المميزة لكل نوع من البكتيريا. يعطي عدد من الأنواع البكتيرية ذات الأسواط على أجار نموًا مستمرًا يغطي كامل سطح الطبق (Proteus vulgaris). تختلف الأنواع الأبوية في طبيعة المستعمرات ، وتشكل مستعمرات معتمة ذات سطح غير لامع.
يتميز نمو الخلايا البكتيرية في وسط المغذيات السائلة بالتماثل ، وهذا ليس هو الحال في وسط المغذيات الصلبة. ومع ذلك ، حتى مع هذه الطريقة ، يمكن ملاحظة بعض سمات نمو البكتيريا. تنتج الأنواع التي تشكل مستعمرات جافة على وسط صلب مجموعة متنوعة من الرواسب في مرق صافٍ. تنتج الأنواع التي تشكل مستعمرات ناعمة ورطبة بشكل عام نموًا متجانسًا ، مما يؤدي إلى تعكر الوسط الغذائي بشكل موحد.
بالنسبة للثقافة التي تنمو في وسط سائل ، فإن التهوية لها أهمية كبيرة. من المعروف أنه في أنابيب الاختبار أو القوارير ، تتلامس الطبقات العليا من السائل فقط مع الهواء الجوي ، ونتيجة لذلك ، تتراكم بعض الأيروبس ، على سبيل المثال ، المتفطرة السلية ، والضمة الكوليرية ، وما إلى ذلك ، على السطح ، وتشكل فيلم دقيق.
مراحل نمو البكتيريا. في عام 1918. اقترح Buckenen ، الذي درس خصائص التكاثر البكتيري ، منحنى يشير إلى عدد الخلايا في كل فترة زمنية. تتميز ديناميات التكاثر البكتيري بالمراحل التالية ، المشار إليها بالأرقام الرومانية.
في المرحلة الأولية (الجزء الأول) ، تتكيف البكتيريا مع ظروف الموائل الجديدة منذ لحظة زرعها على وسط غذائي. في هذه المرحلة ، لا تتكاثر البكتيريا. مدة المرحلة الأولية هي 1-2 ساعة.
تتميز المرحلة الأولية من التكاثر (الجزء الثاني) بزيادة عمليات التمثيل الغذائي ومعدل النمو وانقسام الخلايا. ومع ذلك ، فإن البكتيريا تنمو ببطء. مدة هذه المرحلة ساعتان.
في المرحلة اللوغاريتمية (الجزء الثالث) ، لوحظ النمو المتسارع وانقسام الخلية. في هذه المرحلة من التكاثر الأقصى ، تتشكل الخصائص المورفولوجية ، والثقافية ، والكيميائية الحيوية ، والمستضدية والخبيثة النموذجية لكل نوع من أنواع البكتيريا. مدة المرحلة Ї 5-6 ساعات.
تبدأ مرحلة التباطؤ (الجزء الرابع) بعد النمو النشط وتكاثر الخلايا البكتيرية. بحلول هذا الوقت ، تغيرت الظروف في البيئة ؛ تتراكم المنتجات الأيضية السامة ، وينخفض إمداد المغذيات ، ولا يتوافق الرقم الهيدروجيني للوسط مع الاحتياجات الفردية للميكروبات الفردية ، ويتم استهلاك متقبلات الهيدروجين ، - يتباطأ إطلاق الطاقة ومعدل انقسام الخلايا ، ويقل وقت التوليد ، يزداد عدد الخلايا المحتضرة. مدة المرحلة ساعتان.
تتميز المرحلة الثابتة (الجزء الخامس) بتركيز ثابت للخلايا الحية في وسط المغذيات. لا يؤدي تكاثر الخلايا المعتدل إلى زيادة الكتلة الميكروبية. في هذه المرحلة ، يتم إنشاء توازن بين عدد الخلايا المحتضرة والناشئة. مدة المرحلة Ї 2 ساعة.
تتميز مرحلة الموت المتسارع (الجزء السادس) باختلال التوازن بين التكاثر وموت الخلايا المتسارع. تستمر هذه المرحلة 4-5 ساعات.
في مرحلة الموت اللوغاريتمي (الجزء السابع) ، يحدث موت الخلية الشامل بمعدل ثابت. مدة المرحلة حوالي 5 ساعات.
تتميز مرحلة تقليل معدل الذبول (الجزء الثامن) بحقيقة أن البكتيريا المتبقية تنتقل إلى حالة نائمة.
تعتمد مراحل التكاثر البكتيري بمرور الوقت على نوع البكتيريا ونوعية وسط المغذيات وتركيزه ودرجة حرارته وتهويته. لذلك ، فإن مدة كل مرحلة إرشادية. في ظل الظروف المثلى ، يحدث انقسام الخلايا في عدد من الأفراد في أوقات مختلفة ، على سبيل المثال ، تنقسم Escherichia coli بعد 15-20 دقيقة ، وبكتيريا التيفود - 20-25 دقيقة ، والمكورات العقدية - 25-30 دقيقة ، والسل المتفطرة - 18-20 ساعة .
ترتبط مدة مرحلة موت الخلية بخصائص أنواع البكتيريا. تستمر فترة وفاة المكورات الرئوية 2Ї
3 أيام ، والإشريكية القولونية Ї أشهر. في مرحلة الموت ، تكون الخلايا ملطخة بشكل ضعيف ، وبعضها لا يرى الطلاء. بالإضافة إلى ذلك ، تتغير أشكال البكتيريا ونشاطها الكيميائي الحيوي وخصائص المستضدات.
مصطلح "النمو" كما هو مطبق على الكائنات الحية الدقيقة يعني زيادة في حجم الفرد ، و "التكاثر" يعني زيادة في عدد الأفراد في السكان. مع نمو الخلية الميكروبية ، يزداد حجمها أسرع بكثير من السطح ، وبالتالي يصبح توزيع العناصر الغذائية في سيتوبلازم الخلية أقل كفاءة وتنقسم الخلية. قبل تقسيمه ، هناك مضاعفة لجزيئات الحمض النووي. تتلقى كل خلية ابنة نسخة من الحمض النووي للأم.
يختلف معدل تكاثر الميكروبات المختلفة التي تنمو في نفس الظروف. بالنسبة لمعظم البكتيريا ، يمكن أن تستخدم فترة التوليد (الوقت المنقضي بواسطة الكائنات الحية الدقيقة مجموعة كبيرة من المركبات العضوية القابلة للأكسدة ، وغالبًا ما تكون الجلوكوز. ويتم الحصول على الطاقة من هذه المركبات نتيجة لأكسدتها ، أو بشكل أدق ، إطلاق الإلكترونات بواسطتها .
تسمى مجموعة العمليات البيوكيميائية ، نتيجة إطلاق الطاقة اللازمة للنشاط الحيوي للخلية ، التنفس ، أو الأكسدة البيولوجية. فيما يتعلق بالكائنات الحية الدقيقة ، يتحدثون عن أنواع التنفس اللاهوائي والهوائي.
بين قسمين متتاليين من الخلايا) في المتوسط 15-30 دقيقة ؛ على سبيل المثال ، للإشريكية القولونية - 15-17 دقيقة ، العوامل المسببة لحمى التيفود - 23 دقيقة ، الوتدية من الدفتيريا - 34 دقيقة. تنقسم المتفطرة السلية بشكل أبطأ - مرة كل 18 ساعة ، اللولبيات - في 10 ساعات.
تختلف طرق التكاثر لمجموعات مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة: البكتيريا ، الريكتسيا ، اللولبيات تتكاثر بالتقسيم العرضي إلى فردين متكافئين. تنقسم البكتيريا موجبة الجرام عن طريق تكوين حاجز ينمو من المحيط إلى المركز. في المتفطرة السلية يتكون الحاجز المستعرض داخل الخلية ، ثم ينقسم إلى طبقتين وتنقسم الخلية إلى جزأين ، ويشارك كل من الغشاء السيتوبلازمي وجدار الخلية في تكوين الحاجز. على ما يبدو ، فإن الوسيط ، المرتبط ارتباطًا وثيقًا بالغشاء السيتوبلازمي ، يلعب دورًا نشطًا في عملية الانقسام البكتيري. تضعف البكتيريا سالبة الجرام والريكتسيا في المركز وتنقسم بواسطة انقباض إلى فردين. يحدث تكاثر بكتيريا العقيدات والبكتريا الوبائية من خلال تكوين كلية أصغر حجمًا من الخلية الأصلية. في البكتيريا ، هناك أيضًا عملية اقتران - اتصال مؤقت لشخصين.
لا يصاحب نمو البكتيريا واللولبيات دائمًا انقسامها. الأملاح الصفراوية والصابون والبنسلين والأشعة فوق البنفسجية تؤخر انقسام الخلايا ، مما يؤدي إلى تكوين خيوط طويلة أكبر بكثير من الخلايا الأصلية.
عندما يتم إدخال البكتيريا في وسط المغذيات ، يتم تمييز مراحل نموها وتكاثرها ، والتي يتم تحديدها من خلال توافر مصادر الغذاء المتاحة وتراكم المنتجات الأيضية السامة (الشكل 21).
تتوافق المرحلة الأولى - الكامنة (المرحلة المتأخرة) - مع تكيف البكتيريا مع ظروف الوجود الجديدة. خلال هذه الفترة ، تتكيف البكتيريا مع وسط المغذيات ، ولا يلاحظ نموها.
المرحلة الثانية هي النمو اللوغاريتمي (الأسي) ، عندما تنمو البكتيريا بقوة ، تزداد ، وعندما تصل إلى حجم معين ، فإنها تبدأ في الانقسام إلى خليتين ابنتيتين. يحدث الانشطار خلال هذه الفترة بمعدل ثابت. يختلف متوسط وقت التوليد (أو المضاعفة) لكل نوع من أنواع البكتيريا. في هذا الوقت ، تستخرج البكتيريا العناصر الغذائية من البيئة ، ونتيجة لذلك تبدأ المنتجات الأيضية في التراكم فيها.
المرحلة الثالثة هي النمو الثابت ، حيث يظل عدد الكائنات الحية في الثقافة ثابتًا في جميع الأوقات. خلال هذه الفترة ، تقل كمية العناصر الغذائية في وسط المغذيات بشكل كبير ، ويزداد تراكم المنتجات الأيضية. أصبحت الظروف المعيشية للكائنات الحية الدقيقة أقل مواتاة. تختلف مدة المرحلة الثابتة باختلاف البكتيريا.
المرحلة الرابعة هي الموت ، عندما تصبح خلايا البكتيريا أقل فأكثر وتموت. في نهاية هذه المرحلة ، يبدأ عدد البكتيريا المحتضرة في السيطرة على عدد الخلايا القابلة للحياة. يمكن أن يحدث الموت الكامل للميكروبات في المزرعة في غضون أسابيع أو أشهر قليلة ، اعتمادًا على نوع الميكروب ، ورد فعل البيئة وعوامل أخرى.
يمكن أن تتكاثر البروتوزوا عن طريق التقسيم العرضي ، عن طريق الانقباض إلى فردين متكافئين - الأميبا والانقسام الطولي - المثقبيات ، اللمبلية ، البلانتيديا. قبل الانقسام إلى شخصين ، يمكن أن تتبادل البلانتيديا نواتها - النوى الصغيرة (عملية الاقتران) ، فإن ملاريا الملاريا لها دورة تطور جنسي وجنسية.
تتكاثر الفيروسات (تتكاثر) فقط داخل الخلية الحية للكائن الحي المضيف.
تتكون عملية تكاثر الفيروس من عدة مراحل:
1) تغلغل الفيروس في الخلية ؛
2) التكاثر داخل الخلايا.
3) نضوج الفيروس وتكوين أغشية خارجية في بعض الفيروسات ؛ 4) عزل الفيروس عن الخلية.
تبدأ عملية تغلغل الفيروس في خلية حساسة بامتصاصه على سطح الخلية التي تحتوي على مستقبلات فيروسية معينة. تبدأ عملية تحرير الحمض النووي من الأغشية القفيصة والخارجية بالفعل في الغشاء السيتوبلازمي للخلية وتنتهي في السيتوبلازم (فيروس الأنفلونزا ، اللقاح).
عادة ما تبدأ مرحلة التكاثر داخل الخلايا للفيروس ، أو تكاثره ، بعمليات قمع التوليف الجزيئي الخلوي. تبدأ جميع أنظمة الطاقة في الخلية ، وإنزيماتها ، و RNA ، والريبوزومات في العمل على إعادة إنتاج الفيروس. تزود الخلية المصابة الفيروس بالنيوكليوتيدات لبناء الأحماض النووية والأحماض الأمينية للبروتينات. يتم إجراء النسخ المتماثل (النسخ المتماثل باللغة الإنجليزية - النسخ ، التكرار) للحمض النووي الريبي الفيروسي باستخدام إنزيمات - بوليميراز ، والمصفوفة نفسها هي جزيء الحمض النووي الريبي للفيروس. في الفيروسات المحتوية على الحمض النووي ، يتم تصنيع الحمض النووي الريبي المحدد على مصفوفة الحمض النووي في نواة الخلية ، والتي تحدد بعد ذلك تخليق الحمض النووي والبروتين الفيروسي. يتم تصنيع البروتينات الفيروسية في ريبوسومات الخلية.
يحدث نضج الجسيم الفيروسي ، نتيجة الحمض النووي الفيروسي في القفيصة ، في نواة الخلية المصابة (فيروسات الهربس ، الفيروسات الغدية) أو في السيتوبلازم (فيروسات الجدري ، الفيروسات الربدية ، الفيروسات البيكورناوية). يحدث تكوين الأغشية الخارجية في فيروسات myxovirus ، عندما تمر عبر الغشاء السيتوبلازمي للخلية المضيفة. يستقبل فيروس الهربس جزءًا من غلافه الخارجي عن طريق المرور عبر غشاء نواة الخلية.
يمكن أن يحدث عزل الفيروس عن الخلية بطرق مختلفة. عندما تنضج ، يمكن للخلية أن تفرز فيروسات المخاطية وفيروسات التوغا لساعات دون إتلافها. يتشكل فيروس شلل الأطفال (الذي ليس له غلاف خارجي) بسرعة في الخلية ، ويبقى فيه لفترة طويلة ويتم إطلاقه على الفور ، في شكل تفشي. يمكن أن تكون النتيجة النهائية للتفاعل بين الفيروس والخلية المضيفة تدميرًا سريعًا للخلية وموتها. في بعض الأحيان يمكن أن توجد الفيروسات في الخلية لفترة طويلة دون التسبب في موتها ، وتستمر في عدد لا حصر له من أجيال الخلايا - الفيروسات الكامنة. في بعض الحالات ، يمكن للخلية تدمير الفيروس دون عواقب واضحة عليه (عدوى فيروسية فاشلة).
مصطلح "النمو" يعني زيادة في الكتلة السيتوبلازمية لخلية فردية أو مجموعة من البكتيريا نتيجة تخليق المادة الخلوية (مثل البروتين والحمض النووي الريبي والحمض النووي). بعد أن وصلت الخلية إلى حجم معين ، تتوقف عن النمو وتبدأ في التكاثر.
يعني تكاثر الميكروبات قدرتها على التكاثر ، وزيادة عدد الأفراد لكل وحدة حجم. بمعنى آخر ، التكاثر هو زيادة في عدد الأفراد من السكان الميكروبيين.
تتكاثر البكتيريا بشكل أساسي عن طريق الانقسام العرضي البسيط (التكاثر الخضري) ، والذي يحدث في مستويات مختلفة ، مع تكوين مجموعات متنوعة من الخلايا (مجموعة من العنب - المكورات العنقودية ، والسلاسل - العقديات ، والوصلات في أزواج - المكورات المزدوجة ، البالات ، الأكياس - السرخس ، إلخ.). تتكون عملية التقسيم من عدد من المراحل المتعاقبة. تبدأ المرحلة الأولى بتكوين حاجز عرضي في الجزء الأوسط من الخلية (الشكل 6) ، والذي يتكون مبدئيًا من غشاء سيتوبلازمي يقسم سيتوبلازم الخلية الأم إلى خليتين ابنتيتين. بالتوازي مع هذا ، يتم تصنيع جدار الخلية ، والذي يشكل قسمًا كاملًا بين ابنتين. في عملية انقسام البكتيريا ، فإن الشرط المهم هو تكرار الحمض النووي (مضاعفة) ، والذي يتم تنفيذه بواسطة إنزيمات DNA polymerases. عندما يتضاعف الحمض النووي ، تنكسر الروابط الهيدروجينية وتتشكل حلزونات DNA ، يقع كل منهما في الخلايا الوليدة. علاوة على ذلك ، فإن الحمض النووي للابنة وحيدة الجديلة يستعيد الروابط الهيدروجينية ويشكل مرة أخرى دنا مزدوج الشريطة.
يحدث تكاثر الحمض النووي وانقسام الخلايا بمعدل معين متأصل في كل نوع من أنواع الميكروبات ، والذي يعتمد على عمر الثقافة وطبيعة وسيط المغذيات. على سبيل المثال ، يتراوح معدل نمو الإشريكية القولونية من 16 إلى 20 دقيقة. في المتفطرة السلية ، يحدث الانقسام فقط بعد 18-20 ساعة ؛ تستغرق خلية زراعة أنسجة الثدييات يومًا واحدًا. وبالتالي ، تتكاثر بكتيريا معظم الأنواع أسرع بنحو 100 مرة من خلايا زراعة الأنسجة.
أنواع انقسام الخلايا البكتيرية. 1. انقسام الخلية قبل الانقسام ، مما يؤدي إلى تكوين عصي وكوتشي "متعددة الخلايا". 2. الانقسام الخلوي المتزامن ، والذي يترافق فيه انقسام وانقسام النواة بتكوين كائنات وحيدة الخلية. 3. إن انقسام النوكليويد يسبق انقسام الخلية ، مما يتسبب في تكوين البكتيريا متعددة النوكليويد.
يحدث فصل البكتيريا ، بدوره ، بثلاث طرق: 1) كسر الانفصال ، عندما تنكسر خليتان منفصلتان بشكل متكرر عند التقاطع ، وتكسر الجسر السيتوبلازمي وتتنافر ، وبالتالي تشكل سلاسل (عصيات الجمرة الخبيثة) ؛ 2) الفصل المنزلق ، حيث تنفصل الخلايا بعد الانقسام وتنزلق إحداها فوق سطح الأخرى (أشكال منفصلة من Escherichia) ؛ 3) الانقسام القاطع ، عندما تصف إحدى الخلايا المنقسمة بنهايتها الحرة قوسًا لدائرة ، يكون مركزها نقطة اتصالها بخلية أخرى ، وتشكل خمسة رومانيًا أو مسماريًا (الوتدية الدفتيريا ، ل الهستيريا).
مراحل تطور التجمعات البكتيرية. يُفترض نظريًا أنه إذا كانت البكتيريا قد خلقت ظروفًا لتدفق مستمر وزيادة تدريجية في كتلة وسط المغذيات الطازجة وتدفق منتجات الإخراج ، فإن التكاثر سيزداد لوغاريتميًا ، والموت حسابيًا.
عادة ما يظهر النمط العام لنمو وتكاثر السكان البكتيريين بيانياً في شكل منحنى يعكس اعتماد لوغاريتم عدد الخلايا الحية في الوقت المناسب. منحنى النمو النموذجي على شكل حرف S ويسمح لك بالتمييز بين عدة مراحل نمو ، واستبدال بعضها البعض في تسلسل محدد:
1. الأولي (المرحلة الثابتة ، الكامنة ، أو السكون). إنه الوقت من اللحظة التي تزرع فيها البكتيريا على وسط غذائي حتى تنمو. في هذه المرحلة ، لا يزداد عدد البكتيريا الحية ، بل قد ينخفض. مدة المرحلة الأولية 1-2 ساعة.
2. مرحلة تأخر التكاثر. خلال هذه المرحلة ، تنمو الخلايا البكتيرية بشكل مكثف ، ولكنها تتكاثر بشكل ضعيف. تستغرق فترة هذه المرحلة حوالي ساعتين وتعتمد على عدد من الشروط: عمر الثقافة (تتكيف الثقافات الشابة بشكل أسرع من الثقافات القديمة) ؛ الخصائص البيولوجية للخلايا الميكروبية (تتميز بكتيريا المجموعة المعوية بفترة تكيف قصيرة ، من أجل المتفطرة السلية - فترة طويلة) ؛ فائدة وسيط المغذيات ، ودرجة حرارة النمو ، وتركيز ثاني أكسيد الكربون ، ودرجة الحموضة ، ودرجة تهوية الوسط ، وإمكانية تقليل الأكسدة ، وما إلى ذلك في كثير من الأحيان ، يتم الجمع بين كلتا المرحلتين مع مصطلح "المرحلة المتأخرة" (تأخر اللغة الإنجليزية - تأخر ، تأخر) .
3. المرحلة اللوغاريتمية. في هذه المرحلة ، يكون معدل تكاثر الخلايا وزيادة عدد البكتيريا في الحد الأقصى. فترة التوليد (الجيل اللاتيني - الولادة ، التكاثر) ، أي الوقت المنقضي بين قسمين متتاليين من البكتيريا ، في هذه المرحلة سيكون ثابتًا بالنسبة لنوع معين ، وسيتضاعف عدد البكتيريا أضعافًا مضاعفة. هذا يعني أنه في نهاية الجيل الأول ، تتكون اثنتان من خلية واحدة ، في نهاية الجيل الثاني ، كلتا البكتريا ، تنقسم ، تشكل أربعة ، من الأربعة التي تم الحصول عليها ، ثمانية ، إلخ. وبالتالي ، بعد n الأجيال ، فإن عدد الخلايا في الثقافة سيكون مساوياً لـ 2n. مدة المرحلة اللوغاريتمية 5-6 ساعات.
4. مرحلة التسارع السلبي. يتوقف معدل التكاثر البكتيري عن الحد الأقصى ، ويقل عدد الأفراد المنقسمين ، ويزداد عدد الوفيات (المدة حوالي ساعتين). أحد الأسباب المحتملة لإبطاء تكاثر البكتيريا هو استنفاد وسط المغذيات ، أي اختفاء المواد الخاصة بالبكتيريا المعينة منه.
5. المرحلة الثابتة من الحد الأقصى. في ذلك ، يكون عدد البكتيريا الجديدة مساويًا تقريبًا لعدد البكتيريا الميتة ، أي يحدث توازن بين الخلايا الميتة والخلايا المشكلة حديثًا. تستمر هذه المرحلة لمدة ساعتين.
6. مرحلة تسريع الموت. يتميز بالتفوق التدريجي لعدد الخلايا الميتة على عدد الخلايا المولودة حديثًا. تستمر حوالي 3 ساعات.
7. مرحلة الموت اللوغاريتمي. يحدث موت الخلية بمعدل ثابت (المدة حوالي 5 ساعات).
8. مرحلة خفض معدل الذبول. الخلايا التي تبقى على قيد الحياة تمر في حالة من الراحة.
