1.1.4 Движение бактерий

По способности передвигаться все бактерии делятся на две группы – неподвижные и подвижные (примерно 1/20 часть). Движение бактерий бывает скользящее, вращательное и поступательное с помощью жгутиков.

Движение с помощью жгутиков – это наиболее распространенный тип движения у бактерий (рисунок А.3).. По количеству и характеру расположения различают жгутики: полюсные, когда один, два и более жгутиков расположены на одном (монополярно) или обоих (биполярно) полюсах клетки и основание жгутика обычно параллельно длинной оси клетки; подполюсные жгутики (или субполярные), когда один, два и более жгутиков расположены в месте перехода боковой поверхности в полюс клетки на одном или двух концах ее, и основание жгутика обычно составляет прямой угол с длинной осью клетки; боковые (или латеральные) жгутики, когда один, два и более жгутиков в виде кустика, расположены в средней точке одной из половин клетки; перитрихальные жгутики, которые расположены по всей поверхности клетки по одному или пучками (обычно полюса клеток лишены их); смешанные жгутики, когда два или несколько жгутиков расположены в различных точках клетки. Бактерии, имеющие один жгутик, называются монотрихами, пучок жгутиков – лофотрихами (политрихами). Биполярные монотрихи или лофотрихи называются амфитрихами.

Количество жгутиков зависит от вида микроорганизма и условий культивирования. Жгутики - это очень тонкие образования, их поперечный диаметр колеблется в пределах 10-20 нм у простых жгутиков (белковая нить) до 40-60 нм у сложных (нить дополнительно одета чехлом). Химический состав жгутиков полностью (95%) представлен белком флагеллином (лат. flagellum – жгутик).

Большинство бактерий за секунду проходит расстояние, близкое длине их тела, но есть бактерии, движущиеся с большой скоростью (до 30 мкм/с). Скорость движения не зависит от количества жгутиков, но зависит от характера расположения жгутиков (с терминальным расположением движутся быстрее, чем перитрихи), зависит также от свойств среды (вязкости, температуры, рН, осмотического давления и пр.). Направленность движения обуславливается характером расположения жгутиков. Моно- и лофотрихи движутся прямолинейно, перитрихи – беспорядочно, кувыркаются. У моно- и лофотрихов клетки движутся либо жгутиками впереди, либо жгутиками позади. Некоторые перитрихи (Proteus vulgaris) могут передвигаться по поверхности плотной питательной среды. Если же направление движения всех жгутиков в колонии бактерий совпадает, тогда колония как единое целое передвигается по поверхности агара. Жгутики имеют приспособительное значение, они дают возможность бактерии перемещаться в жидкой среде в поисках более благоприятных условий питания, аэрации, реакции среды. Клетка, лишенная жгутиков, теряет подвижность.

Скользящий тип движения менее распространен у бактерий. Он присущ миксобактериям, некоторым микоплазмам, цитофагам, скорость его низкая (2-11 мкм/с). Большинство скользящих бактерий выделяет слизь. Вращательный тип движения присущ извитым формам, например, спирохетам. Они передвигаются за счет колебания собственного тела, очень подвижны.

Броуновское движение присуще неподвижным бактериям размером менее 4 мкм. Это движение может подавляться добавлением электролитов или коллоидов в питательные среды.

Таксическое движение. Подвижные бактерии могут осуществлять направленные передвижения – таксисы (гр.taxis – расположение), обусловленные различными внешними факторами – стимулами. Таксисы бывают положительные или отрицательные в зависимости от движения бактерий к фактору или от него. Различают несколько видов таксисов. Хемотаксис – движение, вызываемое химическими веществами. К хемотаксису относится аэротаксис, обусловленный кислородом, и осмотаксис, обусловленный концентрацией солей. По способности индуцировать положительный или отрицательный хемотаксис различают две группы веществ: аттрактанты – вещества, вызывающие скопления клеток в области более высокой концентрации соединения, и репелленты – вызывающие скопления клеток в области наименьшей концентрации вещества. Вискозитаксис – движение бактерий в направлении увеличения или уменьшения вязкости раствора. Термотаксис – движение бактерий, вызванное источником тепла. Фототаксис – движение бактерий, обусловленное световой энергией. Магнетотаксис – движение бактерий по силовым линиям магнитного поля Земли или магнита. Магнетотаксис обусловлен наличием у бактерий магнитосом (частички феррина – Fe₃0₄, окруженные мембраной), выполняющих роль магнитной стрелки. Ферромагнитные микрокристаллы образуются в клетках бактерий в количестве 10-20 размером 40-90 нм. Они свойственны магнитотропным бактериям, обитающим в донных осадках морских и пресноводных водоемов.