Размножение бактерий

Бактерии размножаются простым делением: из одной клетки об­разуется две, каждая из которых, в свою очередь, снова делится, давая полноценные особи, и так до бесконечности при наличии благоприятных условий. Палочковидные формы бактерий обычно делятся перпендикулярно их длине, шаровидные — в любом на­правлении. В начале процесса деления нуклеоид клетки разделяет­ся на две части, затем образуется перегородка из двух слоев цитоплазматической мембраны. Между двумя слоями мембраны в ре­зультате синтеза появляется материал, из которого и формируются два слоя клеточной оболочки. Две новые клеточные оболочки рас­слаиваются, и клетки получают самостоятельное развитие.

Многие бактерии после деления в одной плоскости остаются сое­диненными, образуя длинные нити или цепочки. Кокковидные бак­терии делятся в двух и трех плоскостях и дают соответственно фор­мы: тетракокков и сарцин. Во многих случаях клетки палочковидных бактерий при делении вначале растут в длину. При увеличе­нии клетки в два раза она несколько сужается и распадается на две. Это бесполое размножение, или изоморфное деление, т. е. по­перечное деление клетки на две новые приблизительно равные до­черние клетки. Таким делением размножаются дрожжи, грибы, простейшие (рис. 43). Некоторые виды бактерий имеют особый тип скрещивания, когда переносится генетический материал из муж­ской клетки в женскую при помощи половых фимбрий.

. При оптимальных условиях микроорганизмы способны интен­сивно размножаться; увеличение их числа могут сдерживать только недостаток

пищи, накопление собственных продуктов обмена в среде и ряд других явлений. Численность популяций бактерий опреде­ляется временем генерации, т. е. временем, в течение которого осу­ществляется образование новой особи. При благоприятных условиях продолжительность генерации у многих микроорганизмов 20—30 мин. Численность бактерий, дрожжей, грибов, простейших и т. д. в различных местах обитания (в почве или воде) постоянно меняется в соответствии с изменением количества пищи и ее каче­ственного состава, температуры, аэрации и других условий.

ПРИНЦИПЫ СИСТЕМАТИКИ И КЛАССИФИКАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ

Систематика, таксономия, микроорганизмов заключается в распределении (классификации) их по определенным группам (таксонам) с учетом формы, размеров, окраски, подвижности и других физиологических, культуральных, биохимических свойств. До сих пор нет единой естественной классификации микроорганизмов, от­ражающей эволюцию отдельных видов бактерий. Положение многих бактерий в системе еще точно не установлено. Сначала в осно­ву классификации были положены морфологические признаки. Од­нако для научно обоснованной классификации этого недостаточно. Морфологические признаки бактерий немногочисленны и непосто­янны. Варьируют и физиологические свойства микроорганизмов в зависимости от условий развития.

В настоящее время для этой цели используют комплекс призна­ков: фенотипические (морфологические, культуральные, физиоло­гические и другие свойства) и генотипические (физико-химические свойства ДНК). Геносистематика позволяет определять микроорга­низмы не по сходству, а по родству.

Основная таксономическая единица в системах классификации бактерий — вид. В микробиологии применяют термин штамм — по­нятие более узкое, чем вид. Штаммами называют различные культуры одного и того же вида, выделенные из разных мест оби­тания. Для установления вида бактерий используют морфологиче­ские (форма клеток, размеры, спорообразование, подвижность, ок­раска по Граму), культуральные (рис. 44 — характер роста на раз­личных питательных средах: жидких и твердых, образование пиг­мента) и физиологические (отношение бактерий к различным ис­точникам питания: углероду, азоту, сахарам и т. д.).

Как для растений и животных, так и для бактерий применяют биноминальную номенклатуру: родовое и видовое названия. Первое слово обозначает род и пишется на латинском языке с прописной буквы, второе слово обозначает видовое название микроорганизма и пишется со строчной буквы (на русском языке оба слова пишут со строчной). Например, сенная палочка — бациллюс субтилис (Bacillus subtllis); название бактериям дают, учитывая их морфоло­гические и физиологические особенности. В классификации бакте­рий используют следующие таксономические категории: вид, род, семейство, порядок, класс, отдел, царство.

Вид объединяет организмы одной или нескольких разновидно­стей; род — группу родственных видов; семейство — группу родст­венных родов; порядок — группу родственных семейств. В СССР используют две системы классификации бактерий: Н. А. Красильникова («Определитель бактерий и актиномицетов», 1949 г.) и Д. X. Берги («Определитель бактерий», 1984 г.). В настоящем учебни­ке приведено описание наиболее важных в практическом отноше­нии групп микроорганизмов, которые относятся к прокариотам или типичным бактериям и групп микроорганизмов, отличающихся от истинных бактерий рядом признаков.Группа истинных бактерий (эубактерии). Истинные бактерии (эубактерии) представляют собой одноклеточные организмы шаро­видной, палочковидной и извитой форм, размеры которых состав­ляют в длину 5—20, в ширину — 0, 5—2 мкм; подвижные бактерии имеют жгутики. В группу входят неспорообразующие и спорообразующие виды, аэробы и анаэробы, сапрофиты и паразиты.

1. Неспорообразующие бактерии. Семейство Pseudomonodaceae, род Pseudomonas — палочковидные, не образующие спор, подвиж­ные, разлагают органические вещества (белки, жиры, углеводы, гумус).

Семейство Azotobacteriaceae, роды Azotomonas, Azotobac-ter— имеют клетки от палочковидной до овальной формы, не обра­зуют спор, подвижные, для них характерна способность фиксиро­вать, или связывать, молекулярный азот атмосферы. Семейство Acetobacteriaceae, роды Acetobacter, Cluconobac-ter — отличаются от вышеописанных организмов тем, что окисляют спирт в уксусную кислоту, широко распространены на цветах: пло­дах, овощах и т. д.

Семейство Nitrobacteriaceae, роды NUrosomonas, Nitrobac-ter — палочковидные, не образующие спор, подвижные и неподвиж­ные, широко распространены в почвах, водоемах; характерна спо­собность окислять аммиак до нитритов (N0, ") и нитратов (NO,).

Семейство Enterobacteriaceae, роды Escherichia, Salmonella — па­лочковидные микроорганизмы, обитающие в кишечнике человека и животных, служат возбудителями кишечных инфекций.

2. Спорообразующие бактерии. Семейство Bacillaceae, роды Bacillus, Clostridium, Desulfotomaculum — палочковидные клетки, подвижные, аэробы и анаэробы. Споры бацилл могут располагаться в различных частях материнской клетки, а споры клостридий чаще бывают шире материнской клетки, что обусловливает образование клостридиальной или плектридиальной форм клеток. Микроорга­низмы данной группы широко распространены в почве, воде и при­нимают активное участие в разложении органических соединений, связывают атмосферный азот и служат возбудителями болезней че­ловека, животных, растений и насекомых.

3. Кокковидные и спиралевидные формы истинных бактерий. Семейство Micrococcaceae, род Micrococcus — бактерии сфериче­ской формы, спор не образуют, аэробы или факультативные анаэ­робы, широко распространены в почве и пресных водоемах.

Семейство Streptococcaceae, роды Streptococcus, Pedioco-cus — клетки овальной формы, соединенные в цепочки разной дли­ны, факультативные анаэробы, широко распространены в почве, на поверхности растений, в молоке. Большую роль играют в получе­нии кисломолочных продуктов и силосовании кормов.

Семейство Peptococcaceae, роды Peptococcus, Ruminococ-cus — клетки сферические, неподвижные, спор не образуют, анаэ­робы, широко распространены в почве, на поверхности растений, в желудочно-кишечном тракте животных и человека.

Семейство Spirillaceae, род Spirillum — имеют вид изогнутых па­лочек, неспорообразующие, подвижные, широко распространены в загрязненных реках, озерах. К спиралевидным формам истинных бактерий относят роды Vibrio, Desulfovibrio, представители которых характеризуются изогнутостью клеток в виде запятой; среди них есть болезнетворные для человека и животных формы.