Охарактеризуйте значение спор у бактерий

Содержание
  1. Споры и спорообразование в жизни бактерий
  2. Какие бактерии способны к спорообразованию
  3. Спорообразование у бактерий
  4. Образование спорогенной зоны
  5. Образование проспоры и споры
  6. Созревание споры
  7. Кортекс
  8. Оболочка споры (экзоспориум)
  9. Выросты на спорах
  10. Характеристика споры бактерий
  11. Устойчивость спор
  12. Вид, форма и расположение спор у бактерий
  13. Колпачки на спорах
  14. Параспоровые тельца
  15. Прорастание спор
  16. Процесс активации
  17. Процесс инициации
  18. Процесс собственно прорастания
  19. Спорообразование – это процесс образования спор. Примеры
  20. Споры
  21. Разновидности спорообразующих бактерий
  22. Бациллы
  23. Клостридии
  24. Прорастание
  25. Бактерии и продукты
  26. Спорообразующие бактерии: что это такое и каковы их виды
  27. Общая характеристика
  28. Гетеротрофность
  29. Требования к наличию кислорода в окружающей среде
  30. Процесс спорообразования
  31. Клостридии и десульфотомакулум
  32. Применение
  33. СПОРЫ
  34. Споры растений
  35. Споры бактерий

Споры и спорообразование в жизни бактерий

Охарактеризуйте значение спор у бактерий

Бактерии в процессе эволюции приспособились к выживанию в самых неблагоприятных условиях окружающей среды и сохранили наследственную информацию путем образования спор. Споры бактерий образуются внутри клетки.

Весь процесс прорастания (спорообразование) длится 18 — 20 часов. В ходе этого процесса в клетке бактерии изменяется целый ряд биохимических процессов. В спорообразном состоянии бактерии могут находиться длительное время — сотни лет.

При благоприятных условиях внешней среды споры прорастают. Процесс прорастания длится 4 — 5 часов.

Спорообразование происходит, когда:

  • истощается питательный субстрат,
  • отмечается недостаток углерода и азота,
  • накапливается во внутренней среде клетки ионы калия и марганца,
  • изменяется уровень кислотности среды и др.

Рис. 1. На фото спора внутри бактериальной клетки (фото сделано в свете электронного микроскопа — ЭМ).

Какие бактерии способны к спорообразованию

Палочковидные бактерии, образующие споры, называются бациллами. Они относятся к семейству Bacillaceae и представлены родом клостридиум Clostricdium, родом бациллюс (Bacillus) и родом десульфотомакулум (Desulfotomaculum). Все они грамм положительные анаэробные бактерии.

Род клостридиум насчитывает более 93 видов бактерий. Все они образуют споры. Патогенные бактерии рода клостридиум вызывают газовую гангрену, легочную гангрену, являются виновниками осложнений после абортов и родов, тяжелых токсикоинфекций, в том числе ботулизма. Споры бактерий этого вида превышают диаметр вегетативной клетки.

Род бациллюс насчитывает более 217 видов бактерий. Патогенные бактерии рода бациллюс вызывают ряд заболеваний у человека и животных, в том числе пищевые токсикоинфекции и сибирскую язву. Споры бактерий этого вида не превышают диаметр вегетативной клетки.

Рис. 2. На фото бактерии рода клостридиум. Слева — клостридии перфингенс. Являются возбудителями пищевой токсикоинфекции и газовой гангрены. Справа — клостридии ботулинум. Бактерии вызывают тяжелую пищевую токсикоинфекцию — ботулизм.

Рис. 3. На фото возбудитель сибирской язвы. Bacillus anthracis род Bacillus – крупная, неподвижная, с обрубленными концами (слева) и бактерия в спорообразном состоянии (справа).

Спорообразование у бактерий

Перед образованием самой споры в вегетативной бактериальной клетке снижается уровень метаболизма, прекращается репликация ДНК, в спорогенной зоне локализуется один из нуклеотидов, начинает синтезироваться дипиколиновая кислота.

Образование спорогенной зоны

Образование спорогенной зоны начинается с уплотнения участка цитоплазмы, в котором расположен нуклеотид (проспора). Изолирование спорогенной зоны происходит с помощью цитоплазматической мембраны, которая начинает врастать внутрь клетки.

Образование проспоры и споры

Между внутренним и наружным слоем мембраны образуется кортекс. Один из его компонентов — дипиколиновая кислота, которая обуславливает термоустойчивость споры.

Сторона мембраны, обращенная наружу, покрывается оболочкой (экзоспорицей). Она состоит из белков, липидов и других соединений, которые не встречаются у вегетативной клетки. Оболочка толстая и рыхлая. Обладает гидрофобностью.

Созревание споры

В период созревания споры заканчивается формирование всех ее структур. Спора приобретает термоустойчивость. Она принимает определенную форму и занимает особое положение в клетке. После полного созревания споры происходит аутолизис клетки.

Рис. 4. На фото видна образованная спора, по периферии которой находятся остатки цитоплазмы.

Рис. 5. На фото слева видна только что образованная спора (А), по периферии которой находится остатки цитоплазмы. Далее цитоплазма отмирает. На фото справа (В) спора, очищенная в лабораторных условиях.

Рис. 6. На фото вверху стадии спорообразования — от образования спорогенной зоны до полного формирования и лизиса остатков клетки. На фото внизу спора с лентовидными выростами. О — ее внешняя оболочка, К — кортекс, С — внутренняя часть.

Кортекс

Кортекс защищает спору от ферментов, которые в большом количестве продуцируются клеткой на завершающем этапе спорообразования. Их предназначение — полностью разрушить материнскую вегетативную клетку. При отсутствии кортекса споры бактерий лизируются. Кортекс содержит диаминопимелиновую кислоту, которая обеспечивает термостабильность

Внутренняя сторона кортекса прилегает к внутренней стороне цитоплазматической мембраны. В период прорастания споры кортекс трансформируется в клеточную стенку вегетативной клетки.

Оболочка споры (экзоспориум)

Сторона цитоплазматической мембраны, обращенная наружу, при спорообразовании покрывается оболочкой (экзоспорицей).

Она состоит из белков, липидов и других соединений, которые не встречаются у вегетативной клетки. Оболочка толстая и рыхлая. Составляет около 50% объема самой споры. Обладает гидрофобностью.

Наружная стенка споры устойчива к воздействию ферментов. Она предохраняет спору от преждевременного прорастания.

Рис. 7. На фото спора с выростами. Ее сердцевина — покоящаяся вегетативная клетка.

Выросты на спорах

На некоторых спорах в процессе спорообразования образуются выросты. Они многообразны и специфичны. Этот признак для каждой бактерии наследственно закрепленен и постоянен. Выросты на спорах состоят в основном из белка. Аминокислоты белка сходны с таковыми у кератина и коллагена. Функция выростов на спорах окончательно еще не выяснена.

Рис. 8. Виды выростов на спорах: жгутики, трубки, ершиковидные палочки, широкие ленты, шипы, булавки, в виде оленьих рогов.

Рис. 9. На фото споры бактерий рода клостридиум. Выросты в виде трубок (1 и 5), выросты в виде жгутиков (2), лентовидные выросты(3), перистые выросты (4), споры, на поверхности которых имеются шипы (6).

Характеристика споры бактерий

В клетке, которая находится в спорообразном состоянии, отмечается:

  • полная репрессия генома,
  • почти полное отсутствие обмена веществ,
  • снижение количества воды в цитоплазме на 50% (значительная потеря воды клеткой приводит к ее гибели),
  • повышенное количество катионов кальция и магния в цитоплазме,
  • появление дипиколиновой кислоты и кортекса, отвечающих за термостабильность,
  • повышение количества белка цистеина и гидрофобных аминокислот,
  • сохраняет жизнеспособность сотни лет.

Устойчивость спор

В процессе спорообразования спора покрывается оболочками — внешней оболочкой и кортексом. Они защищают спору от неблагоприятных условий внешней среды.

Кортекс содержит диаминопимелиновую кислоту, которая отвечает за термостабильность. Внешняя оболочка предохраняет спору от преждевременного прорастания и негативных факторов внешней среды.

В спорообразном состоянии бактерия устойчива к повышенной температуре окружающей среды и высушиванию. Она способна выжить в растворах, с повышенным содержанием солей, перенести длительное кипячение и промораживание, радиацию и вакуум, ультрафиолетовое облучение. Спора проявляет устойчивость к целому ряду токсических веществ и дезинфицирующих препаратов.

Устойчивость спор патогенных бактерий во внешней среде способствует сохранению инфекции и развитию тяжелых инфекционных заболеваний.

Вид, форма и расположение спор у бактерий

Споры бактерий имеют овальную и шаровидную форму. Они могут располагаться на концах клетки (возбудители столбняка), ближе к центру (возбудители ботулизма и газовой гангрены) или в центральной части клетки (сибиреязвенная бацилла). Реже споры бактерий располагаются латерально.

Рис. 10. На фото терминальные эндоспоры C. difficile и Clostridium tetani.

Рис. 11. На фото центрально расположенные споры бактерий Bacillus cereus.

Рис. 12. На фото концевое расположение споры у бактерии Bacillus subtilis.

Колпачки на спорах

На спорах рода клостридиум и бациллюс в процессе спорообразования образуются колпачки. Они имеют конусовидную или серповидную форму и ячеистое строение. Ячейки напоминают мешочки, которые заполнены газообразным веществом. Они имеют форму палочек или овалов.

Ячейки помогают споре сохранять в воде плавучесть. Даже при центрифугировании споры с колпачками невозможно осадить.

Колпачки на спорах образуются у почвенных бактерий гидроморфных почв, которые сформировались в условиях застоя поверхностных вод или при наличии грунтовых вод.

Рис. 13. На фото колпачки на спорах — конусовидные (слева) и серповидные (справа).

Рис. 14. На фото строение колпачка споры бактерии. Видны отдельные газовые ячейки (вакуоли, мешочки) овальной формы.

Параспоровые тельца

Такие бактерии, как B.anthracis (возбудитель сибирской язвы) и B.cereus (возбудитель токсикоинфекций) во время образования образуют параспоровые тельца. У B.

anthracis эти образования округлой формы, расположенные на поверхности спор или изолированно. У Bacillus thuringiensis параспоровые тельца в виде белковых кристаллов бипирамидальной формы.

Кристаллы токсичны для гусениц, насекомых и личинок нематод, мошек и москитов. Ген эндотоксина используется в биозащите растений.

Рис. 15. На фото параспоровые бипирамидальные кристаллы почвенной бактерии Bacillus thuringiensis morrisoni.

Прорастание спор

Попадая в благоприятные условия, спора начинает прорастать в вегетативную клетку. Процесс прорастания длится 4 — 5 часов.

Процесс активации

Способствуют прорастанию прогревание, глюкоза, аминокислоты, ионы некоторых веществ и механические повреждения стенки споры.

Процесс инициации

Процесс инициации начинается с дерепрессии генома. Активируются процессы дыхания и ферментные системы. Из клетки удаляется дипиколиновая кислота, ионы кальция, разрушается кортекс. В споре увеличивается количество воды.

Все эти изменения приводят к утрате спорой таких свойств, как термостабильность, устойчивости к радиации и химическим веществам. Отличительной особенностью данного процесса является уменьшение спорой величины преломления света.

Процесс собственно прорастания

Из споры начинает прорастать ростковая трубка, разрушающая ее оболочку. Формируется оболочка клетки. Регулируются процессы прорастания целым рядом специальных веществ — герминантами. После окончания прорастания споры клетка начинает делиться.

Рис. 16. На фото клетка бактерии, которая после прорастания споры начинает делиться.

Подробно о бактерияx читай в статьях:

«Строение бактерий»,

«Рост и размножение бактерий»,

«Как питаются и дышат бактерии? Зачем бактериям ферменты и пигменты?».

Спорообразование служит цели сохранения вида бактерий. Споры бактерий необычайно устойчивы во внешней среде, что явилось поводом к развертыванию во многих странах мира интенсивных исследований учеными этого процесса.

 

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

Статьи раздела “Бактерии”Самое популярное  

Источник: https://microbak.ru/obshhaya-xarakteristika-mikrobov/bakterii/spory.html

Спорообразование – это процесс образования спор. Примеры

Охарактеризуйте значение спор у бактерий

В природе существуют бактерии, обладающие уникальным свойством образовывать споры. Как происходит этот процесс, что такое споры, читатель узнает, прочитав статью.

Споры

Это организмы, состоящие из одной клетки, с помощью которых происходит размножение и расселение. Что такое спора? В переводе – это посев, сеяние, семя. Спорами размножаются грибы, мхи, лишайники, некоторые виды растений и бактерии.

Споры бывают разные. Так, у растений и грибов они выполняют функцию размножения, а у бактерий – нет. Споры у бактерий защищают их от воздействия неблагоприятных условий, но не все бактерии наделены такими свойствами.

Что такое спора? Это микроорганизм, в десятки раз меньше клетки самой бактерии, которой он образован. Уничтожить ее может только специальный антибиотик или открытый огонь.

Жизнеспособности спор можно позавидовать. Эти микроскопические организмы способны сохраняться длительное время, до тысячи лет. Но, попав в благоприятные условия, они преобразуются, быстро растут и размножаются.

Разновидности спорообразующих бактерий

Споры могут образовывать только бактерии-палочки. В зависимости от размера спор это:

  • Бациллы – так называют микроорганизмы, размеры спор которых меньше ширины самой палочки. Форма бактерии при спорообразовании не меняется.
  • Клостридии – споры по размерам больше диаметра клетки. Бактерии начинают вздуваться и приобретают веретенообразную форму.

Процесс спорообразования среди таких бактерий как кокки и извитые бывает крайне редко, как исключение.

Бациллы

Это спорообразующие бактерии в форме палочек, насчитывают в своем роде около двухсот видов. Отличаются от неспорообразующих микроорганизмов более крупными размерами. Среди бацилл есть патогенные, наносящие вред здоровью человека.

К ним относится сибирская язва, возбудителем которой является антрацис – бацилла, проникающая через повреждения на коже и оказывающая токсическое воздействие на ткани, которые впоследствии разрушаются. Возбудитель сибирской язвы практически неистребим. Его невозможно уничтожить теплом, светом и химическим воздействием. Только вакцинация.

Клостридии

Эти бактерии относятся к спорообразующему виду, по-другому их называют облигатными. Клостридии имеют крупные размеры и форму загнутой палочки. Они, в основном, живут в живых организмах, бывают подвижными и неподвижными. Первые имеют жгутики.

Клостридии, обладающие патогенными свойствами, наделены капсулой-надстройкой. Это значит, что с внешней средой клетка не имеет соприкосновения, она находится в капсуле.

Клостридии имеют много видов, некоторые из которых способны вырабатывать токсичные яды, такие как ботулотоксин – сильнодействующий органический яд. Примером патогенных видов клостридий являются возбудители ботулизма, гангрены, столбняка.

Этот процесс у бактерий происходит тогда, когда не хватает питания, воздуха, высушена среда обитания, в больших количествах содержатся в ней вредоносные продукты обмена, происходят резкие колебания температуры.

Если коротко: спорообразование – это механизм, обеспечивающий выживаемость бактерий в неблагоприятных условиях.

Сущность образования спор состоит в том, что снижается активность микробов и уменьшается интенсивность процессов обмена.

Спорообразование – это сложный процесс. Цитоплазма начинает терять влагу, она сгущается и собирается в теле бактерии.

Там она покрывается плотной оболочкой в несколько слоев, непроницаемой для различных растворов, и принимает вид нового образования округлой, яйцевидной или овальной формы, которое называют спорой.

В плотной оболочке зрелой споры синтез ДНК снижается до минимума. Материнская клетка бактерии разрушается, спора теряет материнский чехол.

Доля оболочки в общем весе споры составляет пятьдесят процентов. Спорообразование – это длительный процесс, для завершения которого необходимо около двадцати часов. Внешний вид клетки может оставаться прежним или изменяться. Это зависит от того, какой размер имеет спора и где она расположена. Если в центре – то клетка становится похожей на лимон, бочонок или веретено.

Спорообразование – это изменение формы клетки, как завершающий этап сложного процесса. Так, например, образование споры столбнячной палочки происходит в конце клетки, в результате чего она приобретает совершенно новую форму и становится похожа на барабанную палочку.

Споровые бактерии более устойчивы к замораживанию, высушиванию, длительному или кратковременному кипячению, воздействию химических веществ. Существуют вегетативные формы образования бактерий и спорообразование. Примеры последних: возбудители таких заболеваний, как сибирская язва, ботулизм, столбняк и некоторые виды сапрофитных обитателей почвы, которых можно обнаружить в навозе.

Прорастание

Когда оболочка споры попадает в благоприятную для нее среду, она начинает набухать. Этот процесс происходит до тех пор, пока оболочка полностью ни разрушится. В то время, когда ткань оболочки разрывается, через этот крупный порыв молодая клетка и попадает во внешнюю среду.

Таким способом спора прорастает в аэробных бактериях. Анаэробные бактерии при спорообразовании не теряют внешнюю клеточную оболочку. С внешней средой спора не соприкасается, ее контакт происходит с клеточной оболочкой. Когда возникают благоприятные условия, питательные вещества внутрь клетки попадают через чехол. Спора начинает прорастать.

Бактерии и продукты

Спорообразование у бактерий нежелательно при переработке и хранении отдельных продуктов. Если этот процесс происходит, бороться с микроорганизмами будет трудно.

Для уничтожения спор в консервах, например, продукт нужно стерилизовать, что намного снизит его качество. Чтобы надолго сохранить молоко, его стерилизуют, а это приводит к потере первоначальных свойств и витамина А.

К сведению: температура нагревания при стерилизации – 120 градусов.

При пастеризации, чтобы максимально сохранить питательные вещества, молоко нагревают всего до 80-90 градусов. Это сказывается на сроке хранения: молоко быстро портится, так как при пастеризации споры не умирают, а наоборот, при комнатной температуре они прорастают и начинают быстро размножаться, из-за чего и портится продукт.

Источник: https://FB.ru/article/304745/sporoobrazovanie---eto-protsess-obrazovaniya-spor-primeryi

Спорообразующие бактерии: что это такое и каковы их виды

Охарактеризуйте значение спор у бактерий

Образование организмами клеток – спор в плотной оболочке – явление, которое встречается в живой природе не очень часто. На самом деле – единожды, и только у бактерий.

Хоть и есть еще один природный процесс формирования спор, но, несмотря на схожесть биологических наименований, это два совершенно разных вида живых образований.

Один вид формируют спорообразующие бактерии, другой – растения и грибы.

Общая характеристика

Спорообразование у бактерий – механизм, который обеспечивает выживаемость бактериального организма в неблагоприятных условиях. В таком виде механизм образования спор существует исключительно у представителей прокариотов. Споры, которые образуют растения и грибы, служат только для размножения этих организмов.

Бактериальные споры образуются внутри прокариотической клетки. Благодаря устойчивой к различным внешним влияниям (химическим, тепловым, световым и.т.д.) прочной оболочке они сохраняют наследственную информацию, содержащуюся в кольцевой ДНК до момента прекращения действия неблагоприятных условий.

До тех пор, пока клетка находится в состоянии споры, метаболизм в ней практически сводится к нулю. Она не ест, не дышит и даже не синтезирует ДНК. Именно такое состояние анабиоза позволяет клетке пережить отсутствие возможности поддерживать жизненные процессы.

Далеко не все микроорганизмы способны образовывать споры. В литературе иногда спорообразующие бактерии называют спорангиями, хотя спорангии – это только одно из состояний процесса спорообразования.

Известно три вида прокариотных спор:

  • эндоспоры (эти виды спор формируются из собственной клеточной цитоплазмы, которая втягивается внутрь клетки);
  • экзоспоры (формируются снаружи клетки, а по завершению процесса спорообразования отпочковываются);
  • миксоспоры (образуются в плодовых телах миксобактерий).

Внешне спора в десять раз меньше той бактериальной клетки, которая её образовала. Практически весь объем споры занимает толстая стенка. Уничтожить спору можно, только воздействуя на неё открытым огнём или специально подобранным антибиотиком.

Жизнеспособность спор может сохраняться около тысячи лет. Оказавшись в благоприятных условиях, спора преобразуется в молодой бактериальный организм, который быстро растет, развивается и размножается.

Гетеротрофность

Практически все известные анаэробные и аэробные спорообразующие бактерии являются гетеротрофами и живут за счет потребления готовой органики. Причем не за счет живой органики, а за счет продуктов жизнедеятельности других живых организмов (сапрофитность).

Требования к наличию кислорода в окружающей среде

В основном образовывают споры облигатные и факультативные анаэробы, а также аэробы. Основные из них являются представителями таких родов:

  • Бациллюс;
  • Клостридиум;
  • Десульфотомакулум.

Из них только Бациллюс – факультативные анаэробные и аэробные спорообразующие бактерии. Клостридии и Десульфотомакулумы являются спорообразующими анаэробными бактериями.

Определение аэробности и анаэробности микроорганизмов заключается в идентификации процесса бактериального дыхания: чем дышит бактерия. Живой организм нуждается в дыхании для поддержания внутреннего метаболизма. Аэробы используют в качестве окислителей молекулярный кислород, анаэробы окисляют высокомолекулярные соединения путем задействования остатка фосфорной кислоты.

Спорообразующие бактерии всех трех родов относятся к классу эубактерий (истинные бактерии). Эубактерии образовывают эндоспоры. Экзоспоры образовывают актиномицеты (активные производители почвенного гумуса). Миксоспоры – одно из возможных состояний миксобактерий (колонии, производящие экзоферменты).

Практически все актиномицеты и миксобактерии – аэробы.

Процесс спорообразования

Анаэробные и аэробные спорообразующие бактерии образуют споры по практически идентичным механизмам. Один из самых распространенных процессов спорообразования схематично выглядит так:

  1. Бактериальная клетка прекращает делиться и становится более крупной по размеру.
  2. В цитоплазме клетки образуются гранулезы (питательные вещества прокариотов), и поверхность клетки становится похожей на апельсиновую корку.
  3. Некоторые молекулы клеточных нуклеотидов соединяются между собой и перетягивают определенную часть клетки.
  4. Зона клетки, перетянутая связкой нуклеотидов, образовывает про-спору.
  5. В процессе созревания про-спора светлеет и теряет способность пропускать свет (становится непрозрачной).
  6. В зависимости от видов микроорганизмов споры могут быть круглые, овальные, яйцевидные.
  7. Зрелая спора имеет очень плотную оболочку, в ней до минимума снижается синтез ДНК.
  8. Материнская бактериальная клетка, в которой созрела спора, разрушается, и спора остается во внешней среде без материнского чехла.

Клостридии и десульфотомакулум

Спорообразующие бактерии клостридии являются грамположительными анаэробами, которые не могут выжить в кислородной среде. Иначе они называются облигатными.

Клостридии имеют вид загнутой палочки и довольно крупные размеры. Они живут в основном в организмах живых существ, могут быть подвижными (со жгутиками) или неподвижными (без жгутиков).

Клостридии, которые обладают патогенными свойствами и могут погубить другие живые организмы, чаще всего имеют надстройку-капсулу. То есть сама клетка не соприкасается с внешней средой, а находится в капсуле. Цитоплазма этого вида анаэробов по своему составу не отличается от цитоплазмы спорообразующих аэробных бактерий, разница только в метаболических процессах.

Некоторые виды Клостридий вырабатывают токсичные яды, в том числе и ботулотоксин – один из самых сильных органических ядов. Патогенные виды клостридий – это возбудители столбняка, гангрены, ботулизма и т.д.

Род бактерий десульфотомакулум, в отличие от других грамположительных прокариотов, является грамотрицательным. Это облигатный подвижный анаэроб имеет палочковидную форму (изогнутую и прямую). Споры десульфотмакулумов имеют овоидную (яйцевидную) форму и могут располагаться как на полюсах клетки, так и в её центре.

Применение

Человек научился широко применять в промышленности деятельность бактерий, которые умеют образовывать споры. Так, при помощи анаэробных спорообразующих бактерий производится ацетон, антибиотики, витамины и гормоны. Аэробные спорообразующие в составе инсектицидов борются в сельском хозяйстве с вредными насекомыми.

Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.

Источник: https://probakterii.ru/prokaryotes/vital-functions/sporoobrazujushhie-bakterii.html

СПОРЫ

Охарактеризуйте значение спор у бактерий

Споры (греч. spora сеяние, посев) — микроскопические зачатки, образуемые некоторыми растениями и бактериями при бесполом размножении.

Споры растений

Споры образуют растения различных систематических групп — водоросли, грибы, многие виды высших растении.

У бактерий (см.) образование Спор служит лишь для выживания в неблагоприятных условиях окружающей среды. При наступлении благоприятных условий, в т. ч. при попадании в подходящую среду, С. прорастают, давая начало вегетативной стадии развития организма.

Рис. 1. Внешний вид спор некоторых видов растений: 1 и 2 — мохообразные (1 — Fossombronia angulosa, 2 — Anthoceros tuberculatus); 3, 4 и 5 — равноспорые папоротникообразные (3 — Pteridium aquilinum, 4 — Lycopodium clavatum; 5 — Dryopteris filixmas); 6 и 7 — разноспорые папоротникообразные (6 — Salvinia cucullata, 7 — Selaginella radiata).

Споры имеют защитную оболочку сложного строения, необходимый запас питательных веществ, способны долго сохранять жизнеспособность. По форме С.

бывают сферические, эллипсоидные, палочковидные (бациллярная форма) и т. д. (рис. 1).

Они могут образовываться эндогенно — внутри споровместилищ или экзогенно — в специальном спорогенном органе, могут быть неподвижными (апланоспоры) и активно подвижными, жгутиковыми (зооспоры).

По способу образования Споры делят на 3 группы: С., образованные без предварительного мейоза, обычно с одинарными гаплоидными и реже с диплоидными ядрами, или дикарионами (т. е. митоспоры); С., образованные при слиянии гамет (напр., ооспоры водорослей, оомицетов); гаплоидные С.

, образованные при мейозе, или мейосиоры (аплано- и зооспоры зеленых водорослей, зооспоры и тетрасиоры бурых и красных водорослей, безжгутиковые С. миксомицетов, аско- и базидиоспоры грибов, С. высших растений). У высших растений С. образуются четверками (тетрадами) из археспориальных клеток.

У моховидных, плауновидных, хвощевидных и папоротниковидных С. высеиваются, образуя гаплоидные гаметофиты (заростки). Равноспоровые папоротники образуют одинаковые С.

; у разноспоровых папоротников и семенных растений формируются микро-и мегаспоры; из микроспор развиваются мужские, из мегаспор — женские заростки.

Распространяются Споры либо активно, с помощью жгутиков (зооспоры водорослей и нек-рых грибов), либо пассивно — с текущей водой, воздушными течениями или с помощью насекомых и других животных.

С. плесневых и нек-рых других грибов, присутствующие иногда в воздухе в больших количествах, могут служить причиной аллергических заболеваний. У нек-рых паразитических простейших (см. Споровики) в жизненном цикле их развития имеет место стадия спорогонии (процесс развития зиготы), на протяжении к-рой происходит образование спор, служащих для переживания неблагоприятных условий.

Споры бактерий

Рис. 2. Схематическое изображение палочковидных бактерий, содержащих эндоспоры (образования овальной формы на одном из полюсов каждой бактериальной клетки).

Споры бактерий — особая форма существования нек-рых видов бактерий.

Способностью к образованию спор (эндоспор) обладают преимущественно палочковидные бактерии (рис. 2).

Спорообразование у бактерий происходит при попадании их в неблагоприятные условия окружающей среды и является средством сохранения вида в условиях, при которых невозможно размножение бактерии и сохранение вегетативными формами жизнеспособности.

Устойчивость Спор бактерий к воздействию разнообразных химических и физических факторов очень велика. Так, С. нек-рых бактерий не погибают при длительном кипячении или воздействии различных дезинфицирующих веществ. В частности, отмечалась возможность длительного сохранения спор в 96% этиловом спирте. В почве С. могут находиться без изменений в течение многих лет.

Образование С. начинается с появления внутри вегетативной клетки просиоры, представляющей собой уплотненный участок, сильно преломляющий свет и окрашивающийся более интенсивно, чем вся клетка.

Затем этот участок принимает круглую или овальную форму и перестает окрашиваться, обособляясь от остальной клетки плотной оболочкой. После образования такой зрелой С. тело вегетативной клетки отмирает.

Как правило, в бактериальной клетке образуется не больше одной С.

Рис. 4. Чистая культура Bacillus cereus; видны окрашенные в малиновый цвет центрально расположенные споры и окрашенные в голубой цвет вегетативные формы; окраска по Ауеске; X 800. Рис. 5. Чистая культура Clostridium botulinum; стрелками указаны субтерминально расположенные споры; окраска по Граму; X 800. Рис. 6. Чистая культура Clostridium perfringens: 1 — субтерминально расположенные споры; 2 — центрально расположенные споры (смешанное расположение спор); окраска карболовым фуксином и метиленовым синим; X 800. Рис. 7. Чистая-культура Clostridium tetani; стрелками указаны терминально расположенные споры; окраска карболовым фуксином и метиленовым синим; X 800.

Форма, величина и расположение Спор внутри клетки, так же как и сама способность к спорообразованию, являются таксономическими признаками (цветн. рис. 4—7). Бактерии, образующие С., относятся к сем. Bacillaceae, включающему пять родов, два из к-рых (Bacillus и Clostridium) имеют значение для медицины.

Из патогенных для человека бактерий к роду Bacillus относятся возбудители сибирской язвы (см.), к роду Clostridium — возбудители столбняка (см.), ботулизма (см.), газовой гангрены (см. Анаэробная инфекция). Эпидемиологическое значение бактериальных С.

определяется возможностью их длительного сохранения в почве (споры возбудителей столбняка, газовой гангрены, сибирской язвы), а также в плохо простерилизованных консервах и других пищевых продуктах (возбудитель ботулизма).

Высокая устойчивость Спор бактерий к различным воздействиям связана с наличием у них плотной многослойной оболочки, низким содержанием воды, отсутствием ферментативной активности. К факторам, об условливающим высокую устойчивость С., относится также содержащаяся в них кальциевая соль дипиколинвой к-ты (кальция в спорах значительно больше, чем в вегетативных телах тех же бактерий).

Для окраски С. пользуются специальными методами, предусматривающими предварительное разрыхление оболочки различными протравами и воздействием высокой температуры. Одним из наиболее распространенных способов окраски С. является метод Ауески.

По этому методу мазок спорулирующей культуры высушивают на воздухе, обрабатывают 0,5% р-ром соляной к-ты, вновь сушат, а затем окрашивают при нагревании карболовым фуксином Циля, погружают для обесцвечивания в 5% раствор серной кислоты, промывают, вновь окрашивают метиленовым синим по Леффлеру, промывают и сушат. С. окрашиваются в красный цвет, бактериальные тела — в синий. М. А. Пешков предложил более простой метод окраски: фиксированный мазок обрабатывают метиленовым синим (по Леффлеру), затем водным р-ром нейтрального красного, промывают дистиллированной водой и высушивают. Зрелые С. окрашиваются в голубой или синий цвет, молодые С.— в черно-синий, проспоры — в фиолетово-синий; цитоплазма вегетативных форм имеет розовую окраску, хроматиновые элементы цитоплазмы — фиолетовую. С. обнаруживают также с помощью фазово-контрастной микроскопии после адсорбции красителя на поверхности С. Существуют и методы обнаружения С. бактерий с помощью люминесцентной микроскопии.

Рис. 3. Схематическое изображение строения споры бактерий: 1 — сердцевина споры; 2 — ядерный материал; 3 — плазматическая мембрана; 4 — кортикальный слой; 5 — многослойная оболочка; 6 — цитоплазма материнской клетки.

Наиболее детально строение Спор бактерий было изучено с помощью электронной микроскопии. При исследовании ультратонкрьх срезов было показано, что зрелые С. состоят (рис.

3) из «сердцевины», содержащей ядерный материал, окружающего ее кортикального слоя, состоящего из пептидогликана, и многослойной оболочки. Так, оболочки спор Вас. cereus состоят из трех слоев, Bac. megatherium — из двух. Более детальное изучение оболочки С.

показало, что она имеет пластинчатое строение. Эта особенность, по-видимому, также играет большую роль в высокой устойчивости Спор бактерий.

См. также Споровые аэробы.

Библиография: Вилли К. А. и Детье В. Дж. Биология (Биологические процессы и законы), пер. с англ., с. 267, 660, М., 1974; Жизнь растений, под ред. А. А. Федорова, т. 1 — 4, М., 1974 — 1978; Корн М. Я. и Соловьев H. Н. Об использовании фазово-контрастной микроскопии для наблюдения спор в окрашенных мазках, Лаборат. дело, № 6, с.

51, 1961; Краткий определитель бактерий Берги, под ред. Дж. Хоулта, пер. с англ., с. 286, М., 1980; Работнова И. Л. Общая микробиология, с. 65, М., 1966; Руководство по микробиологической диагностике инфекционных болезней, под ред. К. И. Матвеева, с. 27, М., 1973; Стейниер Р., Эдельберг Э. и Ингрэм Дж. Мир микробов, пер. с англ., т. 3, с. 184, М., 1979; The bacterial spore, ed.

by G. W. Gould a. A. Hurst, L.—N. Y., 1969.

Т. В. Вещикова; М. Я. Корн (бакт.); М. Я. Корн и М. Ф. Култаев (цветн. рис.).

Источник: https://xn--90aw5c.xn--c1avg/index.php/%D0%A1%D0%9F%D0%9E%D0%A0%D0%AB

О вашем здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: