Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Микробиология Воды / Наливайко Н.Г. Микробиология воды.doc
Скачиваний:
86
Добавлен:
16.09.2020
Размер:
1.63 Mб
Скачать

1.2. Рост и размножение бактерий

Под ростом прокариотной клетки понимают согласованное увеличение количества всех химических компонентов, из которых она построена. Рост является результатом множества скоординированных биосинтетических процессов, находящихся под строгим регуляторным контролем, и приводит к увеличению массы (а, следовательно, и размеров) клетки. Но рост клетки не беспределен. После достижения определенных (критических) размеров клетка подвергается делению [36].

У большинства бактерий размножение происходит делением клетки пополам (равновеликое бинарное поперечное деление). Вначале в середине тела бактерии появляются выросты, а затем они кольцеобразно вдвигаются внутрь клетки и делят ее пополам. Но встречаются бактерии (миксобактерии), размножение которых происходит путем «перешнуровывания» клетки без образования клеточной перегородки. Каждая половинка быстро вырастает до размеров материнской клетки и снова делится пополам и т.д.

Вариантом бинарного деления является почкование, которое можно рассматривать как неравновеликое бинарное деление. При почковании на одном из полюсов материнской клетки образуется маленький вырост (почка), увеличивающийся в процессе роста. Постепенно почка достигает размеров материнской клетки, после чего отделяется от последней. При почковании, в отличие от бинарного равновеликого деления, симметрия наблюдается в отношении только продольной оси. Кроме того, клеточная стенка почки в основном синтезируется заново, тогда, как при равновеликом бинарном делении значительная часть материнской клеточной стенки попадает в дочерние клетки. И, наконец, почкующиеся прокариоты имеют «индивидуальность» и подвергаются старению. При равновеликом бинарном делении материнская клетка, делясь, дает начало двум дочерним клеткам и сама, таким образом, исчезает. При почковании материнская клетка дает начало дочерней клетке и между ними можно в большинстве случаев обнаружить морфологические различия. Это создает возможность для изучения возрастных изменений у прокариотных организмов (рис. 3).

Бинарное деление может происходить в одной или нескольких плоскостях. В первом случае, если после деления клетки не расходятся, это приводит к образованию цепочек палочковидных или сферических клеток, во втором – к клеточным скоплениям разной формы. Расхождение образовавшихся дочерних клеток происходит в результате лизиса среднего слоя клеточной стенки.

Деление прокариотной клетки начинается спустя некоторое время после завершения цикла репликации молекул ДНК. Репликация бактериальной хромосомы запускает процессы, ведущие к клеточному делению. Воздействие различными химическими веществами и физическими факторами, приводящими к подавлению репликации ДНК, останавливает и клеточное деление.

Рис. 3. Схема способов деления прокариотной клетки:

А – деление путем образования поперечной перегородки; Б – деление путем перетяжки,

В – почкование, Г – множественное деление: 1 – клеточная стенка, 2 цито-плазматическая мембрана, 3 – мембранная структура, 4 – нуклеоид, 5 – дополнительный фибриллярный слой клеточной стенки.

При благоприятных условиях размножение идет очень быстро. Считают, что бактерия делится пополам через каждые 20–30 мин. По подсчету ботаника Кона, при беспрепятственном размножении в течение 5 суток потомство одной бактерии средней величины (2 мк длины и 1 мк ширины) заняло бы объем, равный объему всех морей и океанов. Но размножение бактерий ограничено рядом факторов и таких фантастических размеров не достигает.

Чрезвычайно малые размеры бактерий и быстрота их размножения имеют огромное значение для понимания условий взаимодействия между микробами и окружающей средой. Объем воды в 0,001 мл способен вместить до 109 бактерий. При внесении такого количества бактерий в 1 мл воды в случае равномерного распределения их по всему объему на 1 л воды придется 106 бактерий или 1000 бактерий на 1 мл воды. Следовательно, ничтожное количество зараженного болезнетворными бактериями вещества достаточно для распространения инфекционных заболеваний, передаваемых через воду. В данном случае огромную роль играет суммарная поверхность микробных тел, так как взаимодействие между организмом и окружающей средой определяется поверхностью их соприкосновения. Микробы обладают громадной общей поверхностью (т.е. поверхностью, приходящейся на единицу массы). У человека на 1 кг массы общая поверхность равна 0,04 м2, а у бактерий суммарная поверхность равна 4000 м2, т.е. в 1000000 раз больше. Этим определяется поразительная активность бактерий и их чрезвычайная чувствительность к изменению условий существования.