Тема 3. Прокариоты (бактерии)
3.1 Основные и новые формы бактерий
Бактерии – наиболее широко распространенная и разнообразная в видовом отношении группа микроорганизмов. Величина бактерии измеряется микронами и колеблется от 0,1 до 2–3х15–20 мкм.
Форма бактерий не является абсолютно постоянной, она способна изменяться под влиянием среды обитания. Эти изменения ненаследственные и называются модификациями. Однако при определенных условиях микробы обладают способностью сохранять присущие данному виду морфологические свойства, приобретенные ими в процессе эволюции.
По внешнему виду бактерии подразделяются на 3 основные формы: кокки, палочковидные бактерии, извитые бактерии.
Кокками (от греч. «coccus» – ягода) называют сферические или шаровидные бактерии. Различные виды бактерий этой группы различаются между собой:
– диаметром; диаметр шаровидных бактерий не превышает 1–2 мкм;
– взаимным расположением клеток.
У разных видов бактерий закономерность расположения клеток после деления неодинакова (рис. 3.1). В зависимости от этого кокковые формы делятся на:
монококки или микрококки – клетки кокков располагаются поодиночке;
диплококки – кокки располагаются попарно, так как деление клетки происходит в одной плоскости;
стрептококки – кокки располагаются в виде цепочек, напоминающих нити бус, деление клеток происходит в одной плоскости, причем клетки после деления не отделяются друг от друга;
Рис. 3.1 Взаимные расположения кокков: а - микрококки; б - диплококки;
в - стрептококки; г - тетракокки; д - стафилококки; е - сарцины
стафилококки – скопления кокков неправильной формы, напоминающих гроздья винограда. Деление этих кокков осуществляется в нескольких плоскостях;
тетракокки – образуют скопления из четырех клеток, что обусловлено делением клеток в двух взаимно перпендикулярных плоскостях;
сарцины – имеют вид скоплений кубической формы в результате деления в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.
Все кокки неподвижны и не образуют спор.
Палочковидные бактерии (рис. 3.2) имеют форму вытянутого цилиндра и различаются:
• размерами (длиной и толщиной); средняя длина палочковидных бактерий составляет 2–7 мкм при диаметре 0,5–1 мкм. Однако есть как значительно более крупные формы, так и очень мелкие, величина которых находится на грани видимости в обычные световые микроскопы (0,1–0,2 мкм);
• взаимным расположением клеток; палочковидные бактерии могут располагаться поодиночке, попарно (диплобактерии) и цепочками (стрептобактерии);
• палочки бывают спорообразующие и неспорообразующие; спорообразующие палочки делятся на бациллы и клостридии. У бацилл размер споры меньше толщины палочки, и поэтому форма клетки не меняется. Споры у клостридии по диаметру больше толщины клетки, и поэтому при образовании споры форма клетки меняется и приобретает вид веретена (клостридиальное расположение споры) или барабанной палочки (плектридиальное расположение споры);
• палочковидные бактерии бывают подвижные и неподвижные; клетки подвижных форм палочковидных бактерий снабжены специальными приспособлениями для движения – жгутиками.
Рис. 3.2 Морфология палочковидных бактерий: А - диплобактерии;
б - стрептобактерии; в - бациллы; г - клостридии
Извитые формы бактерий (рис. 3.3) в зависимости от степени изогнутости подразделяются на вибрионы, спириллы и спирохеты.
Вибрионы имеют вид запятой, самые мелкие из извитых форм. Длина клетки вибрионов не превышает 1–3 мкм.
Клетки спирилл длиной от 5 до 30 мкм имеют один или несколько завитков.
Характерная особенность спирохет – крайне малый диаметр клетки (0,1–0,6 мкм) при относительно большой (5–500 мкм) длине клетки. Клетки спирохет имеют вид штопора, покрыты эластичной оболочкой, позволяющей им винтообразно изгибать тело.
а б в
Рис. 3.3 Морфология извитых бактерий: а - вибрионы;
б - спириллы; в – спирохеты
Все извитые формы подвижны. Движение осуществляется с помощью жгутиков (у вибрионов и спирилл) или за счет сокращения всей клетки (у спирохет).
Кроме этих наиболее распространенных в природе форм бактерий, в почве и водоемах обнаружены новые формы бактерий (рис. 3.4): торроиды, простеки, нитчатые бактерии, актиномицеты.
Торроиды имеют вид разомкнутого или замкнутого кольца.
Простеки имеют форму шестиугольной звезды, розетки, клетки с выростами.
Нитчатые бактерии – типичные водные организмы. Нити их имеют толщину в среднем 1–7 мкм.
Актиномицеты (лучистые грибки) – представляют собой особую группу бактерий. Клетки актиномицетов способны ветвиться. У некоторых видов переплетение нитей образует мицелий, подобный мицелию гриба. Клетки актиномицетов имеют признаки и бактерий и грибов, но, в отличие от последних, имеют прокариотическое строение.
Рис. 3.4 Новые формы бактерий: а – торроиды;
б – простеки; в – нитчатые бактерии; г – актиномицеты