Вопрос выживания в экстремальных условиях всегда волновал ученых‚ и когда речь заходит о микромире‚ он становится особенно актуальным. Если вы задаетесь вопросом: «При неблагоприятных условиях бактерии образуют споры, да или нет?»‚ ответ будет однозначным и утвердительным, ДА.
Спорообразование — это потрясающий эволюционный механизм‚ который позволяет одним из самых уязвимых на первый взгляд организмов выживать там‚ где гибнет всё остальное. Давайте разберем подробно‚ как именно это происходит‚ почему это так важно и что представляют собой бактериальные споры.
Что такое бактериальная спора?
В отличие от грибов и растений‚ у которых споры служат в первую очередь для размножения‚ у бактерий спора, это не способ размножения‚ а способ выживания. Если говорить точнее‚ бактерии образуют эндоспоры (внутренние споры). Это особая‚ покоящаяся форма существования бактериальной клетки‚ которую можно сравнить с состоянием глубокого анабиоза или «мёртвого сна»‚ из которого организм способен пробудиться спустя даже тысячи лет.
Как образуется спора?
Процесс перехода активной‚ живой бактерии в состояние споры (споруляция) — это сложная биологическая перестройка. Как только бактерия чувствует угрозу для своей жизни‚ запускается следующий механизм:
- Сжатие цитоплазмы: жизненно важное содержимое клетки сжимается‚ концентрируясь в одной части.
- Формирование оболочки: вокруг сжавшейся цитоплазмы образуется новая‚ невероятно толстая и прочная многослойная оболочка.
- Отделение: оставшаяся часть материнской клетки отмирает‚ а сформированная спора остается в состоянии покоя.
Именно эта толстая оболочка делает спору неуязвимой для большинства внешних воздействий.
Когда бактерии переходят в форму споры?
Споруляцию бактерий провоцируют резко ухудшившиеся условия внешней среды. Бактерии превращаются в спору при:
- Резком повышении или понижении температуры;
- Сильном сокращении влажности или полном высушивании;
- Отсутствии питательных веществ в среде;
- Воздействии радиации;
- Действии агрессивных химических веществ и растворителей.
Попадая в такую критическую ситуацию‚ бактерия как бы «сворачивает» все свои жизненные процессы‚ превращаясь в полумертвую спору‚ чтобы пережить неблагоприятный момент.
Невероятная устойчивость спор
Согласно данным Большой российской энциклопедии‚ эндоспоры устойчивы к высоким температурам‚ радиации‚ высушиванию‚ действию растворителей и другим неблагоприятным факторам‚ которые неминуемо вызывают гибель обычных вегетативных (активных) клеток.
Споры способны переносить кипячение‚ заморозку‚ вакуум и даже открытый космос. Именно поэтому стерилизация в медицине и пищевой промышленности требует не просто кипячения‚ а обработки сухим жаром или автоклавирования (под давлением пара при 120°C и выше)‚ чтобы гарантированно уничтожить споры таких опасных бактерий‚ как возбудители ботулизма или столбняка.
Кто умеет образовывать споры?
Важно отметить‚ что способность к спорообразованию есть не у всех бактерий‚ а лишь у некоторых специфических групп. Эндоспоры образуют:
- Палочковидные бактерии (самые известные роды — Bacillus и Clostridium‚ а также Sporolactobacillus);
- Кокковидные бактерии (род Sporosarcina);
- Мицелиальные бактерии (род Thermoactinomyces и другие).
Как споры «оживают»?
Спора может находиться в состоянии анабиоза годами‚ десятилетиями и даже тысячелетиями‚ ожидая лучших времен. Но как только условия меняются и спора попадает в свежую питательную среду (появляется еда‚ влага и комфортная температура)‚ запускается обратный процесс — прорастание.
Прочные оболочки разрушаются‚ цитоплазма напитывается влагой‚ и из споры выходит новая‚ полноценная вегетативная бактериальная клетка‚ которая тут же начинает активно питаться и размножаться обычным делением.