Kromě genotypu je variabilita modifikace , který je považován za odpověď na změnu podmínek prostředí a je dodržena, dokud se faktor nehodí, což způsobí, že tyto změny způsobí. Variabilita modifikace (to je opět zavoláno fenotypová variabilita) Se projevuje na úrovni fenotypu a neovlivňuje genotyp.
Fenotypová variabilita se projevuje v drtivou většině jednotlivců v populaci, zatímco při mutační variabilitě se změna genotypu vyskytuje pouze v jednotlivých buňkách.
Modifikace je výsledkem plasticity metabolismu buněk, což vede k fenotypovému projevu "tichých" genů ve specifických podmínkách. Takto, modifikované změny probíhají v rámci nezměněného genotypu buněk.
Existuje několik projevy změn modifikace. Nejznámější adaptivní úpravy , tj. . Annexted změny, užitečné pro tělo a propagační přežití v změněných podmínkách.
Příčiny adaptivních modifikací spočívají v mechanismech regulačních genů. Příkladem je přizpůsobení bakterií buněk. E-colipro laktózu jako nový substrát: indukovatelné enzymy začínají syntetizovat, tj. Fenotypní projev genů, "tichý" se vyskytuje v nepřítomnosti laktózy v médiu.
Nalezeno množství bakterií univerzální adaptivní reakcev reakci na různé stresující účinky (vysoké a nízké teploty, ostrý posun pH a další). V tomto případě se adaptivní reakce projevuje v intenzivní syntéze malé skupiny podobných proteinů, které byly nazývány heat Squoke proteiny a fenomén - syndrom tepelného šoku . Ve stresových účincích na bakteriální buňce v něm je syntéza běžných proteinů inhibována, ale syntéza malé skupiny proteinů, jejichž funkce jsou v souladu se stresujícími účinky ochranou nejdůležitějších buněčných konstrukcí, primárně nukleoidů a membrán. Předpokládá se, že adaptivní modifikace rozšiřují kapacitu těla přežít a reprodukovat v širším rozsahu podmínek prostředí. Změny mohou být relativně stabilnímohou přetrvávat několik generací nebo naopak, velmi labilní.
Nicméně, ne všechny modifikace lze považovat za adaptivní. S intenzivními účinky mnoha agentů zbytečné změny náhodné ve vztahu k jejich dopadu. Důvody pro vzhled těchto fenotypicky modifikovaných buněk jsou spojeny s chybami přenosového procesu způsobeného těmito látkami.
Hodnota adaptivních úprav:
- přispět určitým příspěvkem k procesu evoluce;
- Rozbalte kapacitu těla přežít a reprodukovat v širším rozsahu podmínek prostředí. Dědičné změny vyplývající za těchto podmínek jsou vyzvednuty přirozeným výběrem a tímto způsobem existuje aktivnější vývoj nových environmentálních výklenek a je dosaženo efektivnější adaptability.
Bakterie je nejstarší skupina organismů, kteří jsou nyní existující na Zemi. První bakterie se objevily, pravděpodobně více než 3,5 miliardy lety a téměř miliardu let byly jedinými živými tvory na naší planetě. Vzhledem k tomu, že se jedná o první představitelé volně žijících živočichů, jejich tělo mělo primitivní strukturu.
Postupem času byla jejich struktura komplikovaná, ale také bakterie je považována za nejprimitivnější jedno buňky organismy. Zajímavé je, že některé bakterie a nyní si nyní udržují primitivní rysy svých starověkých předků. To je pozorováno v bakteriích žijících v horkých zdrojích síra a v dolní části zásobníků.
Většina bakterií bezbarvá. Pouze několik málo je namalováno v fialové nebo v zelené barvě. Ale kolonie mnoha bakterií mají jasnou barvu, která je způsobena separací lakované látky do životního prostředí nebo pigmentování buněk.
Deska světa bakterií byl Anthony Levenguk - nizozemské přírodní zády ze 17. století, který nejprve vytvořil perfektní zvětšovací skleněný mikroskop, rostoucí předměty 160-270 krát.
Bakterie odkazují na prokarytamy a izolovány do samostatného království - bakterie.
Bakterie jsou četné a rozmanité organismy. Liší se ve tvaru.
| Jméno bakterií | Tvar baterie | Obrázek bakterií |
| Kokki | Sharo-ve tvaru | |
| Bacil |  | Chopkoid |
| Vibrio. \\ t | Semiconde | |
| Spirála |  | Spiraloid |
| Streptococci. |  | Cockkk Chain. |
| Staphilococci. |  | Breakdi Cockkn. |
| Diplococci. | Dvě kulaté bakterie uzavřené v jedné sliznici |
Mezi bakteriemi jsou pohyblivé a pevné formy. Pohyblivé pohyby v důsledku vlnovitých řezů nebo s pomocí blagely (zkroucené šroubové závity), které se skládají ze speciální baňky bičíku. Blagely mohou být jeden nebo více. Jsou umístěny v některých bakteriích na jednom konci buňky, jiní - na dvou nebo po celém povrchu.
Ale pohyb je vlastní v mnoha jiných bakteriích, které nejsou žádné příchutě. Tak, bakterie pokryté hlenem venku jsou schopny posuvného pohybu.
Některé bezdrátové kombajny vodních a půdních bakterií v cytoplazmě jsou plynárenské vakuoly. Buňka může být 40-60 vakuoly. Každý z nich je naplněn plynem (pravděpodobně - dusík). Nastavení množství plynu ve vakuol, vodní bakterie mohou být ponořeny do tloušťky vody nebo vzestupu na jeho povrch a půdní bakterie - pohyb v půdních kapilárech.
Vzhledem k jednoduchosti organizace a nenáročnost bakterií jsou rozšířené v přírodě. Bakterie byly nalezeny všude: v kapce i nejčistější pramenité vody, ve zrnech na zpracování půdy, ve vzduchu, na skalách, v polárním sněhu, písky pouště, v den oceánu, v obrovské hloubce oleje a dokonce ve vodě horkých pramenů s teplotou asi 80ºС. Žijí na rostlinách, ovoce, v různých zvířatech a u lidí ve střevě, ústní dutiny, na končetinách, na povrchu těla.
Bakterie jsou nejmenší a nejčastěji živé bytosti. Díky malým velikostem, snadno pronikají jakékoliv praskliny, štěrbiny, póry. Velmi vytrvalý a přizpůsobený různým podmínkám existence. Otočením sušení, silné studené, zahřívání do 90 ° C, aniž by se ztratila životaschopnost.
Na Zemi nejsou prakticky žádné místo, kde by se bakterie nesetkaly, ale v různých množstvích. Životní podmínky bakterií jsou rozmanité. Jedním z nich vyžaduje vzduchový kyslík, jiní ji nepotřebují a jsou schopni žít v kyslíku.
Ve vzduchu: bakterie vzestup do horní atmosféry až 30 km. a více.
Zvláště mnoho z nich v půdě. V 1, půda může obsahovat stovky milionů bakterií.
Ve vodě: v povrchových vrstvách vody otevřených zásobníků. Užitečné vodní bakterie mineralizují organické zbytky.
V živých organismech: patogenní bakterie spadají do těla z vnějšího prostředí, ale pouze v příznivých podmínkách způsobujících onemocnění. Symbiotic žije v digescích orgánech, což pomáhá rozdělit a absorbovat potraviny, vitamíny syntetizují.
Bakterie buňka je oblečená speciálním hustým pláštěm - buněčnou stěnou, která provádí ochrannou a referenční funkci a také dává bakterie konstantní charakteristikou její formy. Buněčná stěna bakterií se podobá zeleninové buňky. To pronajímá: přes její živiny volně přechází do klece a metabolické výrobky vstupují do životního prostředí. Často přes buněčnou stěnu v bakteriích, je vyrobena další ochranná vrstva hlenu - kapsle. Tloušťka kapsle může mnohokrát zvýšit průměr buňky, ale možná velmi malá. Kapsle není povinnou součástí buňky, je tvořena v závislosti na podmínkách, ve kterých bakterie klesají. Chrání bakterii sušení.
Na povrchu některých bakterií jsou dlouhé blogely (jeden, dva nebo mnoho) nebo krátké tenké žíly. Délka vlajek může mnohokrát překročit bakteriální tělesa. S pomocí Flagella a síly se pohybují bakterie.
Uvnitř bakterií buňky je tlustý pevný cytoplazmus. Má vrstvenou strukturu, nejsou žádné vakuoly, proto různé proteiny (enzymy) a náhradní živiny jsou umístěny v látce cytoplazmy. Bakterie buňky nemají jádro. Ve střední části jejich buněk se soustředí látka sloužící dědičné informace. Bakterie, - nukleová kyselina - DNA. Ale tato látka není zdobena v jádru.
Vnitřní organizace bakteriální buňky je složitá a má své vlastní specifické rysy. Cytoplazma se oddělí od buněčné stěny cytoplazmatické membrány. V cytoplazmě je základní látka nebo matice, ribozomy a malý počet membránových struktur, které provádějí různé funkce (mitochondriální analogy, endoplazmatickou síť, golgiho zařízení). V cytoplazmě bakterií buňky často obsahují granule různých tvarů a velikostí. Granule se mohou skládat ze sloučenin, které slouží jako zdroj energie a uhlíku. V bakteriální buňce jsou a tukové kapičky.
V centrální části buňky je jaderná látka lokalizována - DNA, není degradována z cytoplazmy membrány. Jedná se o analogu jádra - nukleoid. Nucleoid nemá membránu, jaderné palivo a soubor chromozomů.
Bakterie pozorovaly různé způsoby výživy. Mezi nimi jsou autotrofní a heterotrofy. Avtotrofy jsou organismy schopné nezávisle vytvářet organické látky pro jejich výkon.
Rostliny potřebují dusík, ale samy o sobě absorbují vzduchový dusík. Některé bakterie spojují molekulu dusíku obsažené ve vzduchu s jinými molekulami, což vede k látkám dostupným pro rostliny.
Tyto bakterie se usadily v buňkách mladých kořenů, což vede k tvorbě na kořenech zahušťovadla, nazývané non-námořní. Takové hlízy jsou vytvořeny na kořenech rostlin rodiny luštěnin a některých dalších rostlin.
Kořeny poskytují bakterie sacharidů a bakterie kořeny jsou takové dusíkové látky, které mohou být asimilovány rostlinou. Jejich soužití je vzájemně prospěšná.
Kořeny rostlin se vyznačují mnoha organickými látkami (cukr, aminokyseliny a další), které jsou poháněny bakteriemi. Proto ve vrstvě půdy obklopující kořeny, zejména mnoho bakterií se usadí. Tyto bakterie se obracejí přestavby rostlinných zbytků do látky dostupné pro rostlinu. Tato vrstva půdy se nazývá rhizosféra.
Existuje několik hypotéz o penetraci bakterií uzlu v kořenové tkanině:
Způsob zavádění bakterií uzvu do kořenové tkaniny se skládá ze dvou fází:
Ve většině případů, zavedená buňka, aktivně násobí, tvoří tzv. Infekční nitě a je již ve formě těchto nití přesunutých do tkáně rostliny. Nodule bakterie, které vyšlo z infekčního vlákna, se nadále násobí do hostitelské tkaniny.
Celé rostlinné buňky, plnění rychle násobitelnými buňkami, začnou sdílet tvrdě. Připojení mladé hlízy s kořenem legíny se provádí díky vaskulárním vláknitým nosníkům. Během fungování hlízy jsou obvykle husté. V době projevu optimální činnosti získávají svaly růžovou barvu (díky pigmentu Leggolobin). Pouze ty bakterie, které obsahují legglobin, jsou schopny upevnit dusík.
Bakterie hlízy vytvářejí desítky a stovky kilogramů hnojiv dusíku na hektaru půdy.
Bakterie se liší od každého jiného metabolismu. V některých jde s účastí kyslíku, jiní - bez jeho účasti.
Většina bakterií krmiva na hotových ekologických látkách. Pouze některé z nich (modro-zelené nebo cyanobakterie) jsou schopny vytvářet organické látky z anorganických. Hráli důležitou roli v akumulaci kyslíku v atmosféře Země.
Bakterie absorbují látky zvenčí, roztrhávají své molekuly na kusy, z těchto částí, které sbírají skořápku a doplňují jejich obsah (takže rostou) a zbytečné molekuly jsou vyhozeny. Shell a membrána bakterií umožňuje absorbovat pouze potřebné látky.
Pokud byly skořápky a membrany bakterie zcela neproniknutelné, žádné látky nebudou spadat do klece. Pokud byly propustné pro všechny látky, obsah buňky by byl smíchán s médiem s roztokem, ve kterém bakterie žije. Pro přežití bakterií je nutná skořápka, což je nezbytné látky přeskočí a zbytečné - ne.
Bakterie absorbují výživné látky v okolí. Co se stane později? Pokud se může pohybovat nezávisle (pohybující se bičík nebo zatlačí hlen), pak se pohybuje, dokud nenajdou potřebné látky.
Pokud se nemůže pohybovat, čeká na difuzi (schopnost molekul látky pro proniknutí do tlustého molekul jiné látky) nepřinese nezbytné molekuly.
Bakterie v agregátu s jinými skupinami mikroorganismů provádějí obrovskou chemickou práci. Otáčením různých sloučenin, dostávají energii a živiny potřebné pro jejich živý. Metabolické procesy, metody extrahování energie a potřeba materiálů pro konstrukci látek jejich těla v bakteriích jsou rozmanité.
Ostatní bakterie Všechny potřeby uhlíku potřebné k syntéze těl organických hmoty jsou splněny v důsledku anorganických sloučenin. Nazývají autotopní. Auto-flow bakterie jsou schopny syntetizovat organické látky z anorganických. Mezi nimi se rozlišují:
Použití zářivého energie je nejdůležitější, ale ne jediný způsob, jak vytvořit organickou látku z oxidu uhličitého a vody. Jsou známy bakterie, které nejsou používány jako zdroj energie pro takovou syntézu a energie chemických vazeb, které se vyskytují v buňkách organismů během oxidace některých anorganických sloučenin - sulfidu, síra, amoniaku, vodíku, kyseliny dusičné, kyselé sloučeniny železa a manganu. Organická látka vytvořená za použití této chemické energie se používá k vytváření buněk jejich těla. Takový proces se tedy nazývá chemosyntéza.
Nejdůležitější skupinou chemosyntetických mikroorganismů je nitrifikační bakterie. Tyto bakterie žijí v půdě a provádějí oxidaci amoniaku vytvořeného během otáčení organických zbytků k kyselině dusičné. Ten, reaguje s minerálními sloučeninami půdy, se převede na soli kyseliny dusičné. Tento proces probíhá ve dvou fázích.
Jamming konvertuje Zakuzny železo do oxidu. Vytvořený hydroxid železa se usadí a tvoří tzv. Marsh železnou rudu.
Některé mikroorganismy existují v důsledku oxidace molekulárního vodíku, čímž se zajišťuje způsobu authotrofního výkonu.
Charakteristickým znakem vodíkových bakterií je schopnost přepnout na heterotrofní životní styl a zároveň jim poskytne organickými sloučeninami a nepřítomností vodíku.
Chemenoavtotrofy jsou tedy typické autotrofní, protože potřebné organické sloučeniny jsou nezávisle syntetizovány z anorganických látek, a neberou je do hotového formuláře z jiných organismů jako heterotrofů. Od fototrofních rostlin se chemoavtotrofní bakterie liší úplnou nezávislost od světla jako zdroj energie.
Některé serobakterie obsahující pigmenty (fialová, zelená), obsahující specifické pigmenty - bakteriochlorofylové, jsou schopny absorbovat solární energii, s nimiž se sulfid vodíku ve svých organismech rozdělí a poskytuje atomy vodíku pro obnovení odpovídajících sloučenin. Tento proces má hodně společného s fotosyntézou a je odlišován pouze skutečností, že fialové a zelené bakterie dárcovský vodík je sulfid vodíku (občas - karboxylové kyseliny) a v zelených rostlinách - voda. Pro ty a další štěpení a přenos vodíku v důsledku energie absorbovaného slunečního světla.
Taková bakteriální fotosyntéza, která se vyskytuje bez vydání kyslíku, se nazývá fotoredukce. Fotogenerace oxidu uhličitého je spojena s přenosem vodíku ne z vody, ale z sirovodíku vodíku:
6S02 + 12N 2S + HV → C6H 12O 6 + 12S \u003d 6N 2 O
Biologický význam chemosyntézy a bakteriální fotosyntézy přes planetu je relativně malý. Významnou roli hrají pouze chemosyntetická bakterie v procesu oběhu síry v přírodě. Absorbující zelené rostliny ve formě solí kyseliny sírové, síra se obnoví a je součástí kompozice proteinových molekul. Dále v zničení mrtvých vegetativních a živočišných zbytků, síry se sulfidem, který je oxidován sulfidovým sulfidem, který se oxiduje sírovou sírovou sírou (nebo kyselinou sírovou), sulfite-free v půdě. Chemo a fotoautopotroprofické bakterie jsou nezbytné v cyklu dusíku a síry.
Uvnitř spory bakteriálních buněk jsou vytvořeny. V procesu spisování, bakteriální buňka podléhá řadě biochemických procesů. Snižuje množství volné vody, enzymatická aktivita se sníží. To zajišťuje stabilitu sporu na nepříznivé podmínky vnějšího prostředí (vysoká teplota, vysoká koncentrace solného roztoku, sušení atd.). Houby jsou typické pouze malou skupinou bakterií.
Spory - ne povinná fáze životního cyklu bakterií. Tvorba sponge začíná pouze nedostatkem živin nebo akumulací výměnných produktů. Bakterie ve formě argumentu mohou být v klidu po dlouhou dobu. Spory bakterií vydrží dlouhodobé varné a velmi dlouhodobé industrializace. Po výskytu příznivých podmínek, spory klíčí a stává se životaschopným. Konferenční bakterie je zařízení pro přežití v nepříznivých podmínkách.
Bakterie se násobí rozdělením jedné buňky na dvě. Po dosažení určité velikosti je bakterie rozdělena do dvou identických bakterií. Pak každý z nich začíná jíst, roste, je rozdělen a tak dále.
Po prodloužení buňky se postupně vytváří příčný oddíl a pak dceřinové buňky se liší; V mnoha bakteriích za určitých podmínek, buňky po divizi zůstává spojeny s charakteristickými skupinami. V tomto případě v závislosti na směru roviny divize a počtu divizí se vyskytují různé formy. Reprodukce zabití se nachází v bakteriích jako výjimka.
Za příznivých podmínek se vyskytuje buněčný dělení v mnoha bakteriích každých 20-30 minut. S takovou rychlou reprodukcí je potomstvo jedné bakterie v 5 dnech schopen vytvořit hmotu, která může vyplnit všechna moře a oceány. Jednoduchý výpočet ukazuje, že 72 generací (720 000 000 000 000 000 buněk) může být vytvořeno během dne. Pokud se promítneme do hmotnosti - 4720 tun. Nicméně, to se nevyskytuje v přírodě, protože většina bakterií zemře rychle pod působením slunečního světla, během sušení, nevýhody potravin, zahřívání na 65-100ºС v důsledku boje mezi druhy atd.
Bakterie (1), absorbované dostatek potravy, zvýšení velikosti (2) a začíná se připravovat na reprodukci (buněčná divize). Jeho DNA (v bakteriích molekuly DNA je uzavřena v kruhu) Dvojice (bakterie vytváří kopii této molekuly). Oba DNA (3,4) molekuly jsou připevněny k bakteriální stěně a bakteriální prodloužení se liší na stranu (5.6). Nejprve rozděluje nukleotid, pak cytoplazmus.
Po rozporu mezi dvěma molekulami DNA na bakteriích se objeví tahání, které postupně odděluje tělo bakterie do dvou částí, z nichž každý je molekula DNA (7).
Stává se to (v seno hůl), dva bakterie se vyčnívá a mezi nimi (1.2) je tvořen propojka (1.2).
Na propojovací DNA z jedné bakterie je přenesena na jiný (3). Volal v jedné bakterii, molekuly DNA létají, držet se na některých místech (4), po kterých se vyměňují oblasti (5).
Bakterie jsou nejdůležitějším článkem celkového cyklu látek v přírodě. Rostliny vytvářejí komplexní organické látky z oxidu uhličitého, voda a minerálních solí. Tyto látky se vrátí do půdy s extrémními houbami, rostlinami a zvířecími mrtvolami. Bakterie rozkládají komplexní látky na jednoduché, které opět používají rostliny.
Bakterie zničí komplexní organické látky mrtvých rostlin a zvířat mrtvoly, přidělování živých organismů a různé odpadky. Krmení těmito organickými látkami, saprofistické bakterie hnijícího se otočí do humusu. To jsou zvláštní Sociitary naší planety. Tak, bakterie se aktivně zapojují do cyklu látek v přírodě.
Vzhledem k tomu, bakterie se šíří téměř všude a jsou nalezeny v obrovském množství, z velké části určují různé procesy, které se vyskytují v přírodě. Na podzim, listy stromů a keřů padají, horní výkaly bylin umírají, vypadnou ze starých větví, čas od času padají kmeny starých stromů. To vše se postupně promění v humus. V 1 cm3. Povrchová vrstva lesní půdy je obsažena stovky milionů bakterií saprofistických půdních bakterií několika druhů. Tyto bakterie jsou převedeny humusem v různých minerálech, které mohou být absorbovány z kořenů půdy rostlin.
Některé půdní bakterie mohou absorbovat dusík ze vzduchu za použití v procesech životně důležité aktivity. Tyto bakterie bez dusíku žijí nezávisle nebo se usadily v kořenech luštěnin. Proniknutí v kořenech luštěnin, tyto bakterie způsobují růst kořenových buněk a tvorbu uzlu na ně.
Tyto bakterie izolované sloučeniny dusíku, které používají rostliny. Bakterie z rostlin se získají sacharidy a minerální soli. Existuje tedy blízký vztah mezi bakteriemi paprsku a uzlu, užitečné pro jeden i jiný organismus. Tento jev se nazývá symbióza.
Díky symbióze s uzlovými bakteriemi se luštěniny obohatí půdu dusíkem, přispívající ke zvyšování sklizně.
Mikroorganismy jsou distribuovány všude. Výjimkou je pouze kráter aktivní sopky a malých míst v epicentru foukaných atomových bomb. Žádné nízké teploty antarktidy, ani vroucí trysky gejzírů, ani nasycených roztoků solí ve chlorovodíkových pánví, ani silné inzolování horských špiček, ani tvrdé ozáření atomových reaktorů narušují existenci a vývoj mikroflóry. Všechny živé bytosti neustále interagují s mikroorganismy, často nejen jejich skladovacími zařízeními, ale i distributory. Mikroorganismy jsou domorodci naší planety, aktivně zvládnou nejúžasnější přírodní substráty.
Počet bakterií v půdě je extrémně velký - stovky milionů a miliard jedinců v 1 gramu. V půdě jsou mnohem větší než ve vodě a vzduchu. Celkový počet bakterií v zemních změn. Počet bakterií závisí na typu půdy, jejich stavech, hloubce vrstvy.
Na povrchu půdních částic jsou mikroorganismy umístěny malé mikrotokoly (20-100 buněk). Často se vyvíjejí v tloušťce svazků organické hmoty, na živých a umírajících kořenech rostlin, v tenkých kapilárech a uvnitř hrudek.
Půdní mikroflóra je velmi různorodá. Existují různé fyziologické skupiny bakterií: bakterie hnijících, nitrifikaci, nitrofixování, serobakterií atd. Mezi nimi jsou aeroby a anaeroby, spory a nesporné. Mikroflóra je jednou z faktorů tvorby půdy.
Oblast vývoje mikroorganismů v půdě je zóna sousedící s kořeny živých rostlin. To se nazývá rhizosféra a souhrn mikroorganismů obsažených v něm - rhizosférka mikroflóry.
Voda je přírodní prostředí, kde se mikroorganismy vyvíjejí ve velkém počtu. Převážná z nich vstupuje do vody z půdy. Faktor stanovující množství bakterií ve vodě, přítomnost živin v něm. Nejčastěji jsou voda artézských jamek a pramene. Velmi bohatý na bakterie otevřené nádrže, řeky. Největší počet bakterií se nachází v povrchových vrstvách vody, blíže k břehu. Při odstraňování z břehu a zvyšování hloubky se počet bakterií klesá.
Čistá voda obsahuje 100-200 bakterií v 1 ml. A kontaminované - 100-300 tisíc a další. Mnoho bakterií ve spodní Ile, zejména v povrchové vrstvě, kde bakterie tvoří film. V tomto filmu existuje mnoho seroidů a ferrucků, které oxidují sirovodík na kyselinu sírovou a tím zabrání ryby rybářům. V ile více spisovacích forem, zatímco ve vodě převážně dominuje.
Podle specifikovaného složení vodní mikroflóry je podobná mikroflórovi půdě, ale existují také specifické formy. Zničení různých odpadků ve vodě, mikroorganismy postupně provádějí takzvaný biologický purifikace vody.
Vzduchová mikroflóra je méně četná než půda mikroflóry a voda. Zvýšení bakterií do vzduchu s prachem, nějaký čas tam může být, a pak se usadit na povrchu Země a zemřít z nedostatku výživy nebo pod působením ultrafialových paprsků. Počet mikroorganismů ve vzduchu závisí na geografické oblasti, terénu, ročním období, znečištění prachu a dalších. Každý prach je nosičem mikroorganismů. Většina bakterií ve vzduchu nad průmyslovými podniky. Vzduchová krajina čistší. Nejvíce čistý vzduch přes lesy, hory, sněhové prostory. Vrstvy horního vzduchu obsahují méně mikrobů. Ve vzduchové mikroflóře, mnoho pigmentovaných a rozbitých bakterií, které jsou odolnější než ostatní, na ultrafialové paprsky.
Lidské tělo, dokonce i zcela zdravé, je vždy nositelem mikroflóry. Při kontaktu s tělem osoby se vzduchem a půdou na oblečení a kůži, je vidět různé mikroorganismy, včetně patogenních (tetanus tyčinky, plynové gangreny atd.). Otevřené části lidského těla jsou nejčastěji kontaminovány. V rukou střevních tyčinek se nacházejí stafylokoky. V ústní dutině jsou více než 100 typů mikrobů. Ústa s teplotou, vlhkostí, zbytky výživy jsou vynikajícím prostředím pro vývoj mikroorganismů.
Žaludek má kyselou reakci, takže objem mikroorganismů v něm umírá. Počínaje jemným střevem se reakce stává alkalickým, tj. Příznivé pro mikroby. V silných střevech mikroflóny je velmi různorodá. Každé dospělé zdůrazňuje každý den s exkrementem asi 18 miliard bakterií, tj. Více jednotlivců než lidé na světě.
Vnitřní orgány, které nejsou spojeny s vnějším prostředím (mozek, srdce, játra, močový měchýř atd.), Obvykle bez mikrobů. V těchto orgánech klesají mikroby pouze během nemoci.
Mikroorganismy obecně a bakterie zejména hrají velkou roli v biologicky důležitých CYPhans látek na Zemi, provádějící chemické transformace, které jsou zcela nepřístupné ani rostlinami ani zvířaty. Různé fáze cyklu prvků se provádějí organismy různých typů. Existence každé jednotlivé skupiny organismů závisí na chemické transformaci prvků prováděných jinými skupinami.
Cyklická transformace sloučenin dusíku hraje základní roli při dodávání potřebných forem dusíku různých potravinářských potřeb biosférických organismů. Více než 90% celkové fixace dusíku je způsobeno metabolickou aktivitou určitých bakterií.
Biologická přeměna organického uhlíku na oxid uhličitý, doprovázený snížením molekulárního kyslíku, vyžaduje společnou metabolickou aktivitu různých mikroorganismů. Mnoho aerobních bakterií vykonává úplnou oxidaci organických látek. V aerobních podmínkách, organické sloučeniny se zpočátku spadají úsporou a organické konečné fermentační produkty jsou dále v důsledku anaerobního dýchání, pokud existují anorganické akceptory vodíku (dusičnan, síran nebo CO 2).
Pro živé organismy, síra je k dispozici hlavně ve formě rozpustných sulfátů nebo snížených organických sloučenin síry.
V některých nádržích s čerstvou vodou jsou v vysokých koncentracích vedeny snížené železné soli. Na těchto místech se vyvíjí specifická bakteriální mikroflóra sudy, oxidující snížené železo. Zúčastní se tvorby Marsh Iron Or a vodních zdrojů bohatých na železné soli.
Bakterie jsou nejstarší organismy, které se objevily asi 3,5 miliardy lety v Archeye. Asi 2,5 miliardy let dominovaly Země, tvořící biosféru, se podílely na tvorbě kyslíkové atmosféry.
Bakterie jsou jedním z nejvíce jednoduše uspořádaných živých organismů (s výjimkou virů). Předpokládá se, že jsou první organismy, které se objevily na Zemi.
5 Tolerance mikroorganismů k faktorům prostředí
Vývoj a důležitá aktivita mikroorganismů je TES-ale související s životním prostředím. Projekt jejich činů závisí na změně nebo charakteristikách tohoto prostředí.
Každý typ mikroorganismu je schopen růst, rozvíjet a násobit v rámci vnějších podmínek, což odrážejí jejich úroveň tolerance.
Environmentální environmentální faktory jsou četné a rozmanité. Obvykle jsou rozděleny do fyzikální, chemické a biologické.
Mikroorganismy jsou lépe přizpůsobeny extrémním fyzikálním a chemickým faktorům životního prostředí než zvířata a rostliny. Některé bakterie udržují životaschopnost při teplotách až +104 ° C, v rozmezí pH od 1 do 13, tlak 0 až 1400 atm., Dlouho žije v bidistilledované vodě a v nasycených roztokech solí, nezemřují intenzivnímu ozáření, V přítomnosti těžkých kovů, antiseptik, antibiotik, dezinfekčních prostředků. Současně, pro každý názor, existují dědičně určené optimální úrovně a kritické hranice mikroby tolerance mikrobů na fyzikální, chemické a biologické faktory.
Tolerance k fyzickým faktorům prostředí
Fyzikální faktory vnějšího prostředí, pozitivní, ale nebo negativně ovlivňující životně důležitou aktivitu mikroorganismů, zahrnují: vlhkost média, koncentrace rozpolů a její osmotický tlak, teplota, sluneční světlo a různé formy sálavé energie.
Vodní vlhkost. Některé typy mikrobů jsou velmi citlivé na nedostatek vlhkosti. Například nitrify-ochemicals a bakterie kyseliny octové po sušení rychle umírají. Jiní, naopak, mohou být udržovány na sušeném stavu po dobu několika měsíců a ještě rok (Staphylococci, nádrže mléčné kyseliny teriáše, kvasinky). Zvláště odolný vůči sušení spór bakterií a plísní plísní. Mohou zachovat v sušeném stavu desítkách let. Sušení ve vakuu při nízkých teplotách s následným skladováním v bezvzduchovém médiu zachovává živobytí mikrobů po dlouhou dobu (lyofilický). Tato metoda je široce používána pro dlouhodobé skladování mikrobiálních plodin. Některé postavěné bakterie (Kokkki) přetrvávaly za podobných podmínek 25 a mykobakterie je 17 let.
V půdě se nejrůznější skupiny mikroorganismů nejintenzivněji vyvíjí při vlhkosti, téměř 60% celkové intenzity vlhkosti.
Nejvíce vlhkostí půdních bakterií z dusíku, tváření dusíku (Azotobacter a NoDule). Při sušení půdy se mikrobiologická aktivita snižuje nebo zcela potlačuje. Neschopnost mikroorganismů, které se vyvíjejí za podmínek nedostatečné vlhkosti, se používá k před poškození výrobků a krmiva sušením. Sušení je vystaveno masu, rybám, zelenině, ovoce, mléku a jiných výrobků, stejně jako seno.
Koncentrace rozpuštěných látek. V přirozených podmínkách žijí mikroorganismy v roztokech s různou koncentrací rozpuštěných látek, a ve skutečnosti s nerovným osmotickým tlakem.
Zvýšení koncentrace solí v médiu nad optimální porušuje normální metabolismus mezi buňkou a vnějším prostředím. V tomto případě se voda vyjde z buňky, cytoplazma se odchývají z buněčné pláště (plasmolýza), je zavěšen proud do buňky přívodních látek. V takovém stavu, mikroorganismy rychle umírají a jen některé jsou schopni přetrvávat dlouho. Bakterie jsou tedy nezbytné, což je přizpůsobeno vysokému monitorování solí (asi 29%). Tyto bakterie se nazývají halofilic. ("Milující" sůl).
Destruktivní účinek vysokých koncentrací solí na mikroorganismy byl aplikován v praktické činnosti osoby. To zdůrazňuje Con-Serving mnoha potravinářských výrobků (maso, ryb) v pevných roztocích. Většina 5-10% koncentrace NaCl v životním prostředí (Proteus. vulgaris., Bacil. mesentericus.). Sporšící výsledky však využívají více koncentrovaných roztoků solí vaření - 20-30%.
Pro vytvoření vysokého osmotického tlaku v kapalině, s výjimkou chloridu sodného, \u200b\u200bcukry jsou široce používány, ale v koncentracích přesahujících 70%.
Teplota. Teplota média je jednou z nejdůležitějších ekologických faktorů ovlivňujících životy mikrobů. Každý typ mikroorganismů se může vyvinout pouze v určitých mezích teploty.
Ve vztahu k teplotě mikroorganismů je obvyklý rozdělen do tří skupin: psycho, mesofilní a termofilní.
NA psychrofyl (Řek. Psichrio - studený, phileo - láska) zahrnuje mikroorganismy, přizpůsobené a vyvinuté při nízkých teplotách. Jedná se o ples-Nevy houby, zářící bakterie, bakterie chladných vodních útvarů, ledovců atd. Pro ně je minimální teplota od 0 do 10 ° C, optimální - asi 10 ° C a maximálně 20-30 ° C. Některé druhy jsou schopny pěstovat i při teplotách pod 0 ° C.
Obecně platí, že mikroorganismy s nízkým teplotami jsou jednoduché citlivé. Řada výzkumných pracovníků prokázal, že bakterie si zachovávají životaschopnost poté, co je zpracovávají po dobu několika hodin s kapalným vzduchem (-182, - 100 ° C) nebo dokonce s kapalným vodíkem (-252 ° C). Nízké teploty pozastavují ziskovost mikroorganismů, takže varovné - dávají poškození chlazené maso, ryby, olej, mléko a další produkty. Zmrazení po rozmrazování rubl je platný na mikrobech. Psychro spory nejsou tvořeny.
Mezofilní bakterie (Řek. Instosos - střední) se vyvíjejí v průměrných teplotách. Patří mezi ně většina saprofytů a všech patogenních mikrobů.
Pro ně je teplota alespoň 0-10 °, s optimálním - při 25-35 ° C a maximum - při 40-50 ° C.
Termofilní bakterie (Řek. Termos - teplý) se vyvíjejí při relativně vysokých teplotách, minimum teploty je přibližně 30 ° C, optimální - 50-60 ° C, maximum - 70-80 ° C.
Termofilní mikroorganismy jsou běžné v parku s minerálními vodami a aktivní učení v procesech sebe-varování o hnoje, silo, vlhkosti.
Vysoké teploty způsobují smrt mikrobiálních buněk v důsledku koagulace (koagulace) proteinů cytoplazmy a inaktivace enzymů. Většina kruhových bakterií zemře při zahřívání na 60-70 ° C po dobu 15-30 minut a při zahřátí na 80-100 ° C se zahřívá během několika sekund do 1-3 minuty. V mokrém prostředí je bakterie při vysokých teplotách chráněna spíše než u sucha, protože pára přispívá k rychlé koagulaci proteinu. Spory mnoha bakterií vydrží, zahřívání na 100 ° C několik hodin. Dokonce i ty nejstabilnější spory ve vlhkém médiu při teplotě 120 ° C umírají po 20-30 minutách a při suchém teple (160-170 ° C) - po 1-2 hodinách.
Dva způsoby zničení bakterií jsou na zničení vysokých teplot: pasterizace a sterilizace.
V případě pasterizace se kapalina zahřívá na 60 až 70 ° C po dobu 20-30 minut nebo až 70 až 80 ° C po dobu 6-10 minut, zatímco pouze vegetativní formy bakterií umírají. Pasterizace se používá hlavně pro zachování mléka, vína, kaviár, ovocných šťáv a dalších produktů.
Za sterilizace je implikováno uvolňování jakéhokoliv předmětu nebo látky ze všech živých bytostí. Toho je dosaženo zahřátím na 100-130 ° C po dobu 20-40 minut.
Vliv světla. Rovný sluneční světlo zabíjí všechny druhy bakterií, s výjimkou fialových a fo-tobaktech. Pod působením přímého slunečního světla bakterie umírají za několik minut nebo hodin.
Biologický účinek slunečního světla na mikroodlaci způsobené ultrafialovým paprsky v něm. Po pronikání do buňky, adsorbujících životně důležité části, proteiny a nukleové kyseliny, způsobují fotochemické a oxidované procesy, které jsou destruktivně působící na mikroorganismy. Ultrafialové paprsky jsou zabiti několik minut a vegetativní formy a spory.
V biologicky nejzajímavějším ultra-ray paprsky s vlnovou délkou od 280 do 230 nm. Mají výrazný bakteriostatický a baktericidní účinek. V závislosti na dávce ozařování a typu mikroorganismu může být účinek ultrafialových paprsků fatální nebo mutagenní.
Svítidla vyzařují ultrafialové paprsky s dlouhou vlnou vlnou 254 nm jsou široce používány pro sterilizaci jídel, dezinfekce vzduchu v nemocnicích a provozních místnostech, ve školách, v boji proti zneužití obilí. Ultrafialové paprsky se používají ke sterilizaci vody, mléka, materiálů, které jsou zničeny pod působením vysokých teplot.
Účinek záření, rentgenové záření a elektřiny. Radium a rentgenové paprsky v malých dávkách a s krátkou akcí stimulují reprodukci některých mikrobů, zabijí je ve velkých dávkách. Elektrický proud vysoké frekvence vede k smrti mikroorganismů. Proudy ultra-vysoké frekvence jsou obzvláště silné.
Vliv mechanických otřesů a vysokého tlaku. Mechanické dopady (silné a časté póly) zničí většinu mikrobů. Třepání v písčitém přístroji s pískem nebo skleněnými korálky ostře snižuje počet životaschopných bakterií. Vlastní purifikace vodních útvarů z mikroorganismů se částečně vyskytují v důsledku pohybu vody v řekách a proudech. Vysoký tlak špatně ovlivňují mikroorganismy, jednotlivé typy bakterií mohou normálně žít a jednou násobí v moři v hloubce 9 km, kde tlak dosáhne 9 × 10 4 kPa. Některé typy kvasinek, plísní plísní a bakterie nesou tlak a 3 × 10 5 kPa.
Tolerance k chemickým faktorům životního prostředí
Chemické faktory ovlivňující aktivitu mikroorganismů zahrnují: Kompozice a reakci média, redoxní podmínky média.
Složení média. Chemické sloučeniny mohou být užitečné pro mikroorganismy a používané jako živiny nebo nepříznivé - anti-mikrobiální (baktericidní), které utlačují nebo zabíjejí mikroorganismy. Slabá řešení zvyšují živobytí mikrobů. Silnější řešení zabijí mikroorganismy pouze v vegetativním stádiu, velmi spojené zničené a spory. Citlivost různých mikrobů do stejné chemické sloučeniny není sourminak. Některé látky mají škodlivý účinek na některé skupiny mikroorganismů a jsou neškodné pro ostatní.
Anorganických látek jsou nejjednodušší pro mikroorganismy solí těžkých kovů (Merkur, měď, stříbro). Když jsou soustředěny 1: 1000, většina bakterií zemře během několika minut. Bakterie-cydeální účinek je zajištěno chlorem, jodem, peroxidem vodíku, mangartanózním draslíkem. Z minerálních kyselin, sírových, borových a některých dalších kyselin mají tyto vlastnosti.
Silné jedy pro mikroby jsou fenol (automobilová kyselina), kreosol, formalin. V různých krocích toxických alkoholů a některé organické kyseléky (salicyl, olej, octová, benzoika).
Na destruktivním účinku antiseptik na bakteriích, kouření masa a ryby je založeno, během kterých je produkt impregnován kouřem obsahujícím le-gramofon, zejména formaldehyd, fenoly, pryskyřice.
Reakční médium. Reakce média je významným chemickým faktorem ovlivňujícím živobytí mikroorganismů. PH pro neutrální médium je 7,0, pro kyselý - 0-6.0 a alkalický - 8,0-14,0. Poměr mikrobů k reakci média je velmi různorodý. Pokud se člověk může vyvíjet v širokém rozsahu pH, pak pro vývoj jiných mikroorganismů by měly být pH oscilace zanedbatelné.
Pro mnoho plísní houby a kvasinek, nejvýhodnější médium s pH 3,0-6,0; Většina bakterií se vyvíjejí v neutrálním nebo slabě alkalických médiích (7,0-7,5). Velmi kyselá reakce na bakterie působící je zničení.
Výjimky představují bakterie, které samy o sobě tvoří kyselinu (kyselina octová, kyselina mléčná, ať už monofonní a mastné kyseliny).
Mikroorganismy žijící v půdě nebo vodních útvarech se nacházejí s významným pH oscilací, takže přizpůsobené širokému rozsahu hodnot pH. A naopak patogenní mikroorganismy žijící v lidském nebo zvířecím těle se mohou vyvinout v relativně úzkém rozsahu RN.
Redox environmentální podmínky.Variace mikroorganismů je v úzkém spojení s průměrnými podmínkami oxidů-lhavce, což je významně podmíněným symbolem r.N. 2 . Jedná se o negativní logaritmus tlaku molekulárního vozidla a exprimuje stupeň aerobnosti v médiu. Pokud je nasycena molekulovým vodíkem, pak r.N. 2 stejně nula. Při rovnováze oxidačních a redukčních procesů v médiu r.N. 2 rovna 28. Při nasycení kyslíkem r.N. 2 stejně 41. Aerace má oxidační a regenerační potenciál média. Různé mikroorganismy mají kardinální body redoxních podmínek - mini-maminky s optimálním a maximem, které určují jejich časové hodnoty.
Potřeba mikroorganismů v kyslíku je velmi odlišná. Anaeroba může násobit při nízkých hodnotách r.N. 2 - od 8 do 10. Aeroby se vynásobí v rozsahu - ne r.N. 2 od 10 do 30. Meziproduktové formy (fakultativní anaeroby) se mohou rozvíjet v širokém předem pozemcích r.N. 2 - od 0 do 30.
Regulace redoxních podmínek v životním prostředí je možné nejen působit pouze na růst a vývoj mikroorganismů, ale také ovlivnit povahu fyziologických a biochemických procesů způsobených mikroorganismy.
Tolerance k biologickým faktorům životního prostředí
Typy mikrobiálních vztahů v biocencích.
Mikroorganismy jsou tuhé soutěžit mezi sebou. Důvodem je skutečnost, že mikroby žijící ve specifické biocenóze mají zásadně podobné potřeby v energetických a výživových zdrojích. Každý mikroorganismus se přizpůsobuje nejen než živému substrátům, ale také jiným organismům, které ji obklopují. Taková adaptace někdy vede k akvizici speciálních metabolických vlastností, které oslovují majitele se schopností obsadit specifické výklenky. Například nitrifikační bakterie mohou růst bez ekologických zdrojů energie, oxidující amoniak nebo dusitany jako zdroj energie v nepřítomnosti světla; Ostatní organismy v takových podmínkách se nevyvíjí. Proto nitrifikační bakterie nemají biologickou soutěž. Významná část bakterií se podílí na konkurenčním boji, což se přizpůsobuje koexistenci s jinými formami života nebo vstupem do opozice.
Symbióza.Příklad symbiózy může být vztah mezi některými bakteriemi kyseliny mléčné kyseliny a třesem (bakterie mléčné kyseliny, výroba kyseliny mléčné, vytvářet podmínky příznivé pro růst kvasinek a kvasinkové výrobky - vitamíny stimulují vývoj backelů kyseliny mléčné), dusíkaté mikroby a celulózovací bakterie , soužití a airbenů, absorpčního kyslíku, s anaeroby atd. Tento druh vztahu je často pozorován mezi mikroorganismy a rostlinami (například symbióza uzlu bakterií s fazolovými rostlinami, mycorrinem - cohabitantem různých hub s kořeny rostlin), stejně jako mezi mikroby a zvířaty.
Vztahy, ve kterých se mikroorganismus nachází mimo hostitelské buňky (větší organismus), jsou známé jako ectosimbios.; Během lokalizace uvnitř buněk - jako endosimbióza.
Typické ektosimbiotické mikroby - Escherichia coli., bakterie narození Bakteriidy.a Bifidobacterium., Proteus vulgaris., Také další zástupci střevní mikroflóry.
Vztah symbiotické povahy má následující formuláře.
Metabióza - existuje taková existence, kdy jsou produkty životně důležité aktivity některých typů mikrobů prezentovány s materiály pro výživu a vývoj jiných druhů. Například saprophytes rozdělit, přírodní proteiny k peptonům, aminokyselinám a dalším, jednodušším sloučeninám. A tyto produkty slouží jako počáteční materiál pro nitrifikační bakterie, které překládají soli amoniaku do dusíku, a pak k dusičné koťátko.
Kvasinky se otočí cukr do ethylalkoholu a ukurové bakterie oxidují se do kyseliny octové. Tato forma vztahů je běžná mezi tak namontovanými mikroby a je základem cyklu látek v přírodě.
Commminasalismus (od lat. com + mensa - sotrasezniki) - typ symbiózy, ve kterém je přínosný pouze jeden partner (bez toho, aby viditelné poškození jiného). Commor Microorganisms kolonizují pokožku kryt a lidské tělo dutiny (například gastrointestinální trakt), aniž by způsobily "viditelné" poškození; Jejich souhrn je normální mikrobiální flóra (přírodní mikroflóra). Typické ektosimbiotické památky - střevní hůlka, bifidobakterie, Staphylococci, Lactobacillia. Mnoho bakterií-kombémy patří do podmíněné patogenní mikroflóry a jsou schopny identifikovat onemocnění makroorganismu za určitých okolností (například při jejich vytváření krevního oběhu během lékařských manipulací).
Mutualismus (od latu. Mutuus - vzájemné) - vzájemně prospěšné symbiotické vztahy. Tak, mikroorganismy produkují ženy potřebné hostitelským organismem (například vitamíny skupiny b). Zároveň jsou endo-a-ektosimbionty obydlené v makroorganismech chráněny před nepříznivými podmínkami média (sušení a extrémní teploty) a mají neustálý přístup k živinám. Všech typů mutualismu, nejvíce překvapivě pěstování některých hub hmyz (brouci a termity). Na jedné straně přispívá k širší šíření houby, na druhé straně poskytuje trvalý zdroj živin pro larvy.
Satelitní. Některé mikroorganismy jsou schopny přidělit metabolity, které stimulují růst jiných mikroorganismů. Například Sarcins nebo Staphylococcis přidělí růstové faktory, které stimulují růst bakterií rodu Hemofilus.. Smíšený růst několika typů mikrobů často aktivuje jejich fyziologické vlastnosti. Takové vztahy jsou známé jako satelisty (od lat. Safeties - doprovodné) (obr. 6).
Obr. 6. Synergismus v mikrobech - kolem agarového bloku s aktinomycete kulturou je viditelná zóna stimulace růstu houbového houby formy.
Antagonismus (antibióza) - situace, kdy jeden mikroorganismus utlačuje vývoj jiného, \u200b\u200bje známý jako mikrobiální antagonismus (od řečtiny. Antagonizmai - rivalita) a odrážejí zavedené evoluční formy boje mikroorganismů pro existenci (to je pro zdroje energie a energie).
Antagonistické vztahy jsou speciálně vyjádřeny v místech přirozeného stanoviště velkého počtu různých typů a typů mikroorganismů (například v půdě nebo gastrointestinálním traktu) s identickými potřebami potravin a energií. Současně může být dopad na konkurent pasivní nebo aktivní. V prvním případě se mikroorganismy rychleji využívají substrátu, zbavují soupeř o "surovin"; V druhé - "deklarovat válku k úplnému zničení." Formy vyhlazování mohou být variabilní - od banální absorpce menších druhů před zvýrazněním vysoce specifických produktů toxických pro konkurenty (obr. 7).
Obr. 7. Antagonismus v mikrobech - kolem agarového bloku s kulturou aktinomycete je viditelná zóna potlačení stafylokokového růstu.
Destruktivní účinek antagonistických mikroorganismů je spojen s akumulacím v médiu produktů života nebo s uvolňováním některých biologicky účinných látek v něm - anti-biotika.
V důsledku takového nepříznivého dopadu je životně důležitá činnost jednoho z druhu oslabená nebo zemře.
Lokální bakterie jsou antagonisty rotačních bakterií, jako brzda kyseliny mléčné-yit vývoj těchto latter. Obyčejná půda mikroflóra utlačuje mikro organismy pro lidi.
Antagonismus je také pozorován mezi rostlinami a mikroorganismy. Rostliny produkují látky toxické pro bakterie, houby a nejjednodušší. Tyto látky mají různé vlastnosti a inherentní v chemické povaze, pevnost akce atd., Poprvé byly identifikovány sovětským Nerda V. P. Tokinem v roce 1928 a pojmenovaný fytoncides(Phyton - rostlina, Caedo - i zabít).
Zóna tolerance mikrobiálního světa je tedy skutečně grandee, jeho hranice jsou často umístěny na mezních hodnotách environmentálních faktorů. Tato funkce mikroorganismů jim poskytuje prakticky nekonečný vývoj po celé planetě.
Aplikovaná biochemie a mikrobiologie, 2004, objem 40, č. 4, p. 387-397.
UDC: 576.8.098 / 577.1
Extracelulární faktory přizpůsobení bakterií na nepříznivé podmínky prostředí
© 2004 Yu. A. Nikolaev
Institut mikrobiologie RAS, 117811, Moskva, E-mail: [Chráněný emailem] Dostal 17. listopadu 2003
Informace o extracelulárních sloučeninách bakterií zapojených do jejich přizpůsobení se nepříznivým podmínkám média jsou považovány: Vysoké a nízké teploty, inhibice růstu a baktericidní koncentrace toxických látek (oxidační činidla, fenoly, těžké kovy), antibiotika, nežádoucí hodnoty pH a slanosti. Identifikované sloučeniny v chemické povaze odkazují na různé typy, jsou reprezentovány proteiny, uhlovodíky, organickými kyselinami, nukleotidy, aminokyselinami, lipopeptidy, těkavými sloučeninami. Většina těchto sloučenin není v současné době identifikována a jejich vlastnosti jsou studovány při použití biotestů. Navrhuje se zvážit extracelulární adaptační faktory (VFA) jako novou skupinu biologicky účinných látek. Podle mechanismu účinku mohou být extracelulární adaptační faktory rozděleny do několika skupin; Chrániče (stabilizátory); Signální přírodní látky, buněčné ochranné mechanismy induktory; Regulátory nejsou induktory (například regulátory adheze); Antidote a neutralizační akce. Hlavní směry studia VFA jsou vyhledávání nových sloučenin (založených na biotestech), jejich identifikační a výzkumné mechanismy. Extracelulární adaptační faktory mohou najít rozsáhlé použití v biotechnologii, medicíně, zemědělství a ochraně životního prostředí.
Přizpůsobení bakterií na nepříznivé podmínky prostředí je tradiční a dobře studovanou část biochemie a mikrobiologie. Pod adaptací (Lat. Aiarghahu - adaptace) pochopit množství fyziologických, biochemických, morfologických a behaviorálních reakcí organismu zaměřeném na změnu tempa růstu, metabolismu, životaschopnosti (přežití) a geneticky inherentní v těle. Přizpůsobení je zaměřeno na přežití určité populace a celý pohled jako celek. V učebnicích na mikrobiologii, biochemii a teoretické biologii je v sekcích "fenotypická a genetická adaptace" a "regulace enzymů a jejich syntézní aktivity" úpravy "fenotypické a genetické přizpůsobení" a "regulaci enzymů a jejich syntézní aktivity". Specifické příklady adaptace jsou různorodé a popsány v řadě recenzí a monografií, zejména z pozice biochemie a genetické kontroly vývoje adaptivní reakce.
Stručně se zaměřte na terminologii, protože Dokonce i mezi odborníky pracujícími v této oblasti neexistuje žádná specifická termínová jednota. V anglickém jazyce literatuře, oni obvykle hovoří o adaptaci jako rozvoj stresového odporu nebo otřesů (kyselina, teplota, sůl atd.), Porozumění pod tlakem napětí, napětí, tlaku, jinými slovy - významná změna nějakého faktoru - teplota, tlak a t .p. "Šokovat"
znamená ránu, šok, tlačit, tj. Prudký vliv na tělo, krátkodobý ve srovnání s délkou buněčného cyklu a rychlostí konvenčních adaptivních reakcí a významnou intenzitou vlivu faktoru.
V domácí biologii existuje i další terminologie. Podle velkého rozumného slovníku ruského jazyka "stres je stav napětí těla, ochrannou reakcí způsobenou působením nepříznivého faktoru." Takové porozumění je v souladu s určením zakladatele stresology stresu města Selre, který interpretovaný stres jako nespecifická reakce těla na požadavek. Ve stejné větě je stres zvažován v řadě recenzí. Šok je "reakce těla na silný vnější dopad (stejně jako jeho stav po takovém dopadu), vyznačující se tím, že ostrým porušením regulace životních procesů." Tak, stres a šok jsou stav těla, charakteristickou adaptivní reakcí na náraz, odlišná dávka, intenzita a čas.
Pravděpodobně se dotkněte otázce, jak moc je podmínka stresu přirozené, běžné nebo abnormální. V tomto případě by mělo být označeno, že se předpokládá. Trvalá změna, vývoj - nezcizitelné vlastnosti biologických systémů.
Změny jsou jak vektor, jednosměrný charakter a cyklický. Ve vývoji jakéhokoliv životního systému, fáze rychlého, optimálního vývoje a fáze deprese, by se mělo střídavě alternativní. Na základě tohoto, deprese by měly být omezené státy považovány za přírodní a dokonce i integrální sladění života. V tomto případě, pokud vezmeme do "normy" reprodukce mikroorganismů, zvýšení jejich počtu ve fázi růstu mikrobiální kultury, stav buněk v fázi LAG je považován za "stres nového média" , který vyžaduje adaptivní adaptivní reakce. Na druhé straně vyčerpání napájecího zdroje nebo kritického zvýšení hustoty buněk v rozvojové kultuře způsobuje "stres hladu" a stacionární buňky ukazují fyziologickou přizpůsobení kultury na neopravnité podmínky pro růst. Takové zvážení stresu jako normální a dokonce přispívající k rozvoji stavu kultury (organismus) je splatný a kombinovaný s cyklickou povahou konkrétního fyzického světa, ve kterém existují organismy Země, kde teplota, osvětlení, vlhkost, Tlak, koncentrace organických a anorganických sloučenin cyklicky mění, pole fyzikálních napětí, působení biotických faktorů.
S přihlédnutím k cykličkově změn v podmínkách prostředí by měla být přidělena v nich: a) změny nové pro konkrétní fázi vývoje, ale opakující se v rozvojovém cyklu a zahrnuty do toleranční zóny tohoto druhu; b) ukončení takové zóny tolerance vlivu vlivu, nepříznivé pro růst a vývoj těla, často biocidní. Poté, v souladu s úpravami za jakékoli podmínky, pochopíme kombinaci specifických morfologických, biochemických, fyziologických a behaviorálních reakcí těla se vyvíjejícího v reakci na tyto podmínky a přispívají k pokračování fungování těla nebo zaměřené na zlepšení životaschopnosti (životaschopnost) snížení úmrtnosti) v extrémních podmínkách. V posledně uvedeném případě nemluvíme o pokračování metabolismu (mikrobiální kultura) ve zvláštních nepříznivých podmínkách (přizpůsobení tělo), ale na zachování obyvatelstva pro další životní cyklus ve vzdálené budoucnosti, se smrtí Část obyvatelstva (zpravidla více) a dočasná zastávka ve fungování pracovníků buněk.
V kontextu problému v diskusi se stručně zaměříme na známky stresu v mikroorganismech. S tím je nutné porovnat stav těla těla, který je pozorován v obvyklém, přijatém pro optimální (homeostázy) a ve stresu
zbytek. Významným porušením jakékoli měřené úrovně homeostázy je indikátorem a známkou stresu. V mikroorganismech, ukazatele utlačovaného stresujícího stavu zahrnují: výtěžek proteinu do extracelulárního prostoru, ztráta sloučenin s nízkou molekulovou hmotností buňkou v důsledku zvýšení permeability cytoplazmatické membrány, poškození ribozomů, nukleových kyselin, Snížení rychlosti spotřeby kyslíku, snížení aktivity enzymů, akumulace aktivních forem produktů kyslíku a lipidů, ztráta části buněk populačních buněk, aby se vytvořily kolonie s růstem hustých živin minimální média (tj. Pokles koncentrace Spolupracující jednotky, kód), zpomalení růstu, brzdění životně důležité aktivity, agregace a adheze. Povinantním rysem stresového stavu je jeho reverzibilita, schopnost se vrátit k normálnímu fungování s příslušnými změnami v médiu.
Mezi uvedenými funkcemi jsou nejvíce charakterističtější a nejčastěji používané v praxi dvě - snižující rychlost růstu a životaschopnosti buněk. Jsou reprezentovány nejpřímějšími a adekvátními ukazateli stresového stavu. Míra růstu je nedílnou indikátor mikroorganismů. Pro buňky rostoucí s určitou, maximální rychlostí pro tyto stavy (C. MAX) se sníží na určitou nižší hodnotu CMIN pro označení stavu napětí mikroby. Nicméně, pozdější růst s touto novou nízkou sazbou se může stát normou v nových podmínkách. Další zhoršení podmínek může vést ke snížení C až 0 nebo dokonce do buněčné smrti. Začátek smrti buněk ukazuje vyčerpání adaptivních zdrojů jednotlivých buněk. Pro obyvatelstvo je však pokles počtu buněk proces reverzibilní a smrti určitého počtu jednotlivých buněk - s normálním jevem, a to navzdory skutečnosti, že další část buněk si zachovává životaschopnost, otočí se na odpočinek Stát. Snížení tempa růstu a koncentrace životaschopných buněk je známky stresu, ale první více charakterizuje stav buněk a druhá populace. Většina práce věnovaná přizpůsobení bakterií na nepříznivé účinky pracuje přesně těmito dvěma ukazateli.
Přezkum je omezen, zejména přizpůsobení aktivně rostoucího plodin na nepříznivé fyzikálně-chemické podmínky média zaměřeného na udržení aktivního stavu buněk, kdy je udržována strategie růstu a zachování obyvatelstva při změně strategií růstu
strategie zkušeností. Přizpůsobení mikrobiálních plodin do takových podmínek jako vyčerpání živin, nových příznivých podmínek, změna zdrojů energie, často konjugát s ontogenezí plodin (tj. Tvorba a klíčení forem odpočívá), nebude zvážena.
V současné době mechanismy pro přizpůsobení bakterií až po vysoké a nízké teploty, vysoké koncentrace účinných forem kyslíku, solí, neiontových látek, vysokého záření, hydrostatického tlaku, vyčerpání uhlíkových zdrojů, energie a dalších zdrojů vyčerpávající zdroje uhlíku, Energie a další zdroje jsou v současné době zkoumány. Zaměření je na intracelulárně
Oleleskin A.v. - 2009.
ZAITSEVA YU.V., POPOVA A.A., KHMEL I.A. - 2014.
