Споры бактерий

Возникновение споры у бактерии наблюдается, как правило, в результате неблагоприятных условий ее существования обеднение среды питательными веществами, изменение влажности и рН средь, старение культуры и др. Это обстоятельство, а также тот факт, что у бактерий образуется одна спора, свидетельствует о том, что спора у бактерий служит приспособлением для сохранения вида и не является способом их размножения.

Споры у различных бактерий отличаются друг от друга по форме, размеру и положению в клетке. Спора сенной палочки имеет овальную форму, не превышает диаметра палочки и располагается центрально. Спора столбнячной палочки имеет шаровидную форму, расположенную на конце; диаметр ее больше диаметра палочки (диаметр столбнячной споры 1,5—1,9 мк, диаметр сенной палочки — 0,5 мк).

Если рассматривать в фазово-контрастный микроскоп живых спорообразующих бактерий, то в темных непрозрачных палочках можно заметить круглые или овальные блестящие зерна. Они так сильно блестят, что кажутся маленькими фонариками. Зерна эти крупные, часто даже шире самой палочки, располагаются на концах или в центре.

Так, бактерия столбняка несет круглую спору на самом конце, за что ее иногда называют барабанной палочкой; бактерия ботулизма — тяжелого и, к счастью, редкого заболевания, относящегося к группе пищевых отравлений, имеет очень большую овальную спору и напоминает ракетку для пинг-понга. У возбудителя сибирской язвы спора располагается посредине бактерии. Такие бактерии называются бациллами, в отличие от палочек, не имеющих спор.


Споры бактерий leptonia. Фото: Jason Hollinger

Можно сказать, что спора, это — особая стадия развития микроба, исключительно устойчивая к губительным для обычной клетки воздействиям. Сам процесс образования спор сводится к тому, что ядро бактериальной клетки обособляется от протоплазмы и одевается оболочкой, обладающей сильным лучепреломлением (поэтому спора кажется блестящей). Такая оболочка — надежный панцирь, предохраняющий спору от высокой или низкой температуры, различных химических веществ и т. п.

Та часть клетки, от которой обособилась спора, вскоре отмирает, и спора вываливается наружу. Образование спор идет в стареющих культурах; его можно искусственно вызвать, долгое время не пересевая бактерий на свежую питательную среду.

Споры обладают поразительной жизнеспособностью: их можно годами держать в высушенном виде, кипятить (правда, лишь при обычном атмосферном давлении), помещать в вакуум, замораживать до температуры жидкого азота (270°) — они остаются живыми и, попав в питательную среду, превращаются — вернее, прорастают, как семена — в обычные клетки. Живые споры находили в зоне вечной мерзлоты.

Вполне вероятно, что спора может длительное время существовать и в космосе; ведь есть гипотеза панспермии, согласно которой жизнь на Землю была занесена вместе с космической пылью с какой-то другой планеты.

Не совсем понятно, чем объясняется устойчивость этой стадии развития. Ясно лишь, что в это время совершенно затухают все процессы обмена веществ. Спора и по химическому составу отлична от бактерии: например, если вода составляет около 80% веса любой клетки, то в споре ее нет совершенно.

Наличие этих устойчивых образований доставляет микробиологам и врачам множество неприятностей. Например, возбудители тяжелых раневых инфекций — столбняка и газовой гангрены — образуют споры. Они могут попасть в рану при операции и вызвать осложнения.

Избавиться от спор можно двумя способами. Иногда их убивают, кипятя все то, что соприкасается с операционным полем, под давлением в две атмосферы. Это делается в особых приборах, где поддерживается высокое давление, — в автоклавах. Можно идти и другим путем — «перехитрить» спору, дать ей превратиться в бактерию, а затем убить обычным воздействием (ведь не все можно поместить в автоклав: есть жидкости, которые не выдерживают не только кипячения под давлением, но и простого кипячения). Такой путь называется дробной стерилизацией.

Раствор, в котором хотят убить споры, выдерживают около суток при 37°: при этой температуре большая часть бактерий растет лучше всего. Затем раствор прогревают при температуре 80°. Споры, которые не успели прорасти, остаются живыми, зато бактерии погибают. Эту процедуру проделывают еще один-два раза. В конце концов, спор, способных прорасти, уже не остается.

Какой же тактики придерживаются, когда стерилизуют, то есть обеспложивают, многие пищевые продукты, например молоко. Способ многократного нагревания в данном случае называется пастеризацией, по имени Пастера; с названием «пастеризованное молоко», вам, наверно, приходилось сталкиваться в повседневной жизни.

Теоретически, те же самые изменения в окружающей среде, но с противоположным знаком, должны стимулировать и обратные процессы. Но тут встает вопрос:

как бактерия узнает о происходящем за пределами толстой стенки, созданной природой специально для изоляции?

Дело в том, что на поверхности спор даже в самые суровые времена сохраняются рецепторы, активирующиеся при наличии в окружающей среде компонентов клеточной стенки – пептидогликанов, высвобождающихся в ходе деления или перестройки клеточной стенки. Как показал дополнительный эксперимент, для этого достаточно даже муропептидов – коротких цепочек аминокислот, из которых и состоит упомянутый пептидогликан.

Безусловно, эти эксперименты не исключают наличия у бактерий другой системы «прогноза погоды», но Дворкин предполагает, что муропептиды в жизни B.subtilis играют всё-таки ключевую роль.

Во-первых, в их отсутствии никакими «плюшками» выманить бактерию из споры не удавалось. А во-вторых, при добавлении в среду стауроспорина – ингибитора вышеописанных рецепторов — вылупление сразу же прекращалось. За счет того, что стауроспорин немного похож на муропептиды, его молекула вроде бы и связывается с рецепторами, не давая прилепиться к ним муропептидам, но так как структура совпадает не полностью, активации внутриклеточных каскадов при этом не происходит.

Так что теперь у ученых есть инструмент, отлично дополняющий действие антибиотиков, которые в большинстве своем уничтожают лишь активные, а зачастую даже только делящиеся клетки.

Схожи не только рецепторы, но даже внутриклеточные сигнальные пути, и это притом, что ядерный аппарат прокариот построен совершенно иначе. Так что природа в очередной раз продемонстрировала свое превосходство над учеными, намекнув им, что искать ответы можно в своем собственном организме. При подготовке статьи использовалась информация издания Газета.ру.

biofile.ru

споры бактерий

Смотреть что такое «споры бактерий» в других словарях:

Споры — Не следует путать с Спор. Споры (греч. σπορά, σπόρος сеяние, посев, семя) особый тип клеток с плотной оболочкой. В биологии понятие «спора» может относиться к нескольким категориям организмов: споры бактерий, служащие для пережидания… … Википедия

СПОРЫ — (отгреч. spora сеяние, посев, семя), 1) специализир. клетки грибов и растений, служащие для размножения и расселения. Возникают путём митоза (митоспоры, у грибов и низших растений) или мейоза (мейоспоры, у всех высших растений). Мейоспоры могут… … Биологический энциклопедический словарь

Споры — папоротника под микроскопом. СПОРЫ (от греческого spora посев, семя), репродуктивные образования, состоящие из одной или нескольких клеток, покрытых, как правило, плотной, устойчивой к внешним воздействиям оболочкой. У грибов, водорослей,… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

СПОРЫ — СПОРЫ, мелкие репродуктивные частицы, которые отделяются от родительского организма для создания потомства, не сливаясь с другим репродуктивным элементом. Имея, как правило, микроскопические размеры, споры производятся в большом количестве и… … Научно-технический энциклопедический словарь

СПОРЫ — (от греч. spora посев семя), бесполые репродуктивные образования, состоящие из одной или нескольких клеток; покрыты, как правило, плотной, устойчивой к внешним воздействиям оболочкой. Развиваются в органах размножения грибов, водорослей,… … Большой Энциклопедический словарь

споры — спор; мн. (ед. спора, ы; ж.). [греч. spora семя] Микроскопические зачатки низших (грибов, водорослей, лишайников), высших растений (мохообразных, папоротникообразных и т.п.); одноклеточные и многоклеточные зародыши некоторых простейших животных и … Энциклопедический словарь

споры — бактерий (от греч. sporá — посев, семя, отпрыск), круглые или овальные образования, представляющие собой особую форму существования некоторых видов бактерий. Служат средством сохранения вида в неблагоприятных условиях. Вследствие наличия… … Ветеринарный энциклопедический словарь

Споры бактериальные — овальные или округлые образования, возникающие внутри палочковидных клеток спороносных бактерий (См. Спороносные бактерии). Внутри каждой С. б. имеются компактное скопление дезоксирибонуклеиновой кислоты (См. Дезоксирибонуклеиновая… … Большая советская энциклопедия

СПОРЫ — клетки, служащие для размножения низших раст. водорослей, грибов, мхов, папоротников и нек рых др. С. размножаются многие из бактерий и все вредные грибы, причиняющие болезни раст. (головня и др.). С. долго сохраняют свою жизнеспособность;… … Сельскохозяйственный словарь-справочник

СПОРЫ — (от греч. sporа посев, семя), бесполые репродуктивные образования, состоящие из одной или неск. клеток; покрыты, как правило, плотной, устойчивой к внеш. воздействиям оболочкой. Развиваются в органах размножения грибов, водорослей, лишайников,… … Естествознание. Энциклопедический словарь

dic.academic.ru

Споры бактерий

Споры бактерий, в отличие от спор грибов,

  • выполняют функции питания и дыхания
  • образуются в результате полового размножения
  • необходимы для размножения и расселения на новые места
  • служат приспособлением к перенесению неблагоприятных условий

    • Споры у бактерий, в отличие от спор грибов, не служат для размножения, а служат приспособлением к перенесению неблагоприятных условий. Каждая бактерия превращается только в одну спору. Когда условия среды становятся подходящими, спора восстанавливается обратно в бактерию с нормальным обменом веществ.

    В состоянии споры многие бактерии способны переживать критические температуры (от кипячения до глубокого минуса) и сохранять жизнеспособность сотни лет.

    При образовании бактериальных спор объем цитоплазмы уменьшается за счет потери воды. В результате спора обычно меньше самой бактерии и легче нее. Споры легко переносятся ветром, а значит их образование можно считать не только защитным механизмом, но и способом расселения.

    Красные — бактерии, зеленоватые — споры

    Споры у грибов также служат для расселения, однако здесь основная их функция — размножение, чего нет у прокариот.

    Споры могут образовываться по-разному. Чаще всего формируются так называемые эндоспоры. При этом клеточная мембрана впячивается вовнутрь, туда переходит цитоплазма со своим содержимым, а остальная часть бактерии превращается в защитный слой, который с внешней и внутренней стороны заключен в клеточную мембрану.

    Различные типы эндоспор, салатовым цветом обозначена оболочка споры

    bioedu.info

    Споры бактерий шпионят друг за другом

    Споры бактерий пробуждают рецепторы к стройматериалу стенок их собратьев

    В тяжёлые времена бактерии «впадают в спячку», превращаясь в споры. Как выяснили учёные, будит их не изменение условий, а активность собратьев. Похожий трюк использует и наша собственная иммунная система.

    Большинство людей, прежде чем выйти из дома, смотрит на улицу. Кто-то, может быть, проверяет, не настал ли конец света, ну а большинство навскидку оценивают температуру и осадки. И лучший способ сделать это – посмотреть на экипировку себе подобных.

    А теперь представьте, как себя чувствует одноклеточная бактерия, самостоятельно замуровавшая себя в «споре-домике». Для неё, в отличие от нас, любая попытка «подсмотреть, что там снаружи происходит», в случае неблагоприятных условий фатальна.

    Оказывается, за отсутствием стекол и окон прокариоты, а точнее, некоторые из них, научились использовать своеобразные «зонды», определяя активность других бактерий в окружающей среде.

    Естественную гибель клеток от насильственной отличает рецептор Mincle

    Умение образовывать споры с толстыми стенками и минимальной интенсивностью обмена веществ позволяет бактериям переживать неблагоприятные времена и мигрировать на расстояния, недоступные большинству живых существ. Факторы, запускающие процесс самозамуровывания, были известны и до сегодняшнего дня: высокая или, наоборот, чересчур низкая температура, нехватка пищи или соленый раствор.

    Джонатан Дворкин и его коллеги из Университета Колумбии заметили, что споры сенной палочки Bacillus subtilis выходят из спящего состояния, если в среду поместить другие, активно функционирующие бактерии. Дальше в ход пошла дедукция, подкрепленная знаниями о строении клеточной стенки и особенностями размножения.

    Туберкулёз убивает фагоциты незаметно для остальной иммунной системы

    Нервная система может регулировать врождённый иммунитет, и бактерии этим пользуются

    Примечательно, что тот же самый сигнальный путь есть и у ядерных организмов, но используется он уже с другой целью. Клетки нашей иммунной системы обладают рецепторами к протеогликанам бактериальной клеточной стенки, что позволяет им очень быстро узнавать о начале бактериальной атаки.

    Схожи не только рецепторы, но даже внутриклеточные сигнальные пути, и это притом, что ядерный аппарат прокариот построен совершенно иначе. Так что природа в очередной раз продемонстрировала свое превосходство над учеными, намекнув им, что искать ответы можно в своем собственном организме.

    Те же, кто не хочет ждать появления нового лекарства в аптеке, могут самостоятельно приступить к фармпроизводству с помощью статьи, опубликованной в Cell.

    m.gazeta.ru

    Отличительные черты спор бактерий и грибов

    Дословно спора на древнегреческом языке означает семя или посев. В биологии этот термин используют для обозначения отдельного класса клеток, у которых есть необычайно прочная оболочка. Учеными доказано, что кроме растений могут образовывать споры как бактерии, так и грибы. Основное их различие заключается в выполняемых функциях. У вирусов же такой способности на сегодняшний день не обнаружено.

    probakterii.ru