Фази життя і росту бактерій
Зміст
- Заселення: що потрібно врахувати Дихання Живлення Ріст, розмноження і смерть Перший етап Другий етап Третій етап Останній етап Домашні умови
Вирощування бактерій – заняття захоплююче і корисне. Деяким експериментаторам такі досліди дають можливість переконатися в наявності життя буквально на кожному міліметрі нестерилізованих поверхні, інші, більш практичні натуралісти переслідують виключно утилітарні цілі (використання бактерій в приготуванні продуктів харчування, у виготовленні добрив і навіть в будівництві має певну популярність). Щоб розуміти, як налагодити процес культивування мікроорганізмів в спеціально створених умовах, слід мати уявлення про фазах росту бактерій і про тих факторах, які впливають на життя бактеріальної популяції, що росте на поживних середовищах, контрольованих людиною.
Бактеріальний посів
Заселення: що потрібно врахувати
Перед заселенням (инокуляцией) бактерій на поверхні з вмістом поживних речовин заводчик повинен мати достатньо інформації про те, чим зможуть дихати майбутні бактеріальні клітини і чим вони можуть харчуватися.
Дихання
Практично всі бактерії, яких можна виростити в домашніх умовах, є або аеробами (дихають виключно киснем), або факультативними анаеробами (залежно від умов проживання можуть змінювати хімізм дихальних процесів). Культури облігатних (строгих) бактерій-анаеробів, які гинуть у присутності кисню, можна вирощувати тільки в безкисневому середовищі.
Заселення (інокуляція) бактерій на живильне середовище
Живлення
Склад будь-якого середовища, в якій необхідно домогтися розмноження бактеріальної популяції, повинен включати в себе речовини, що містять вуглець і азот. Істотні вимоги до необхідного харчуванню висуває автотрофность або гетеротрофность майбутньої популяції. Харчуються неорганікою автотрофи вимагають достатнього присутності вуглекислого газу і карбонату (гідрокарбонату) кальцію. Гетеротрофи, що розкладають органіку, добувають собі їжу з органічних кислот, спиртів, вуглеводів і ароматичних сполук. Потреба в азоті бактеріальної популяції гетеротрофів задовольняється за рахунок органічних сполук з аміногрупами – азотовмісними органічними речовинами.
Сама інокуляція бактерій на поживних середовищах проводиться або крапельним шляхом (разом з рідкою субстанцією), або механічним переміщенням живої культури з поверхні проживання на поверхню з підготовленим харчуванням. Можна провести ватною паличкою по поверхні столу і струсити сухі частинки пилу на живильний розчин.
Ріст, розмноження і смерть
Фази росту бактеріальної популяції мають вивірену мікробіологами закономірність. На графіку росту можна виділити чотири основні фази, які наочно демонструють основні етапи розвитку бактерій на поживних середовищах.
Фази росту бактеріальної культури на поживних середовищах
Перший етап
Перша фаза зростання популяції носить назву лаг-фази. Вона починається з моменту заселення культури бактерій на живильний розчин і закінчується моментом адаптації переселеної популяції до нових умов. Протягом лаг-фази клітини пристосовуються до нових умов життя. У цій фазі відзначається затримка росту культури і відсутність розмноження (поділу) бактерій.
Тривалість лаг-фази залежить від віку культури (чим вона старша, тим довше йде пристосування) і від того, наскільки різні в середовищі початкової і в середовищі, де популяція культивується, джерела поживних речовин для бактеріальної клітини. Чим більше ця різниця, тим процес адаптації довше.
Другий етап
Наступна фаза зростання живої культури – розвиток по експоненті або Експоненціальна фаза. Пристосувавшись до умов дихання і живлення в новому середовищі, клітини починають активно ділитися. У цій фазі у них найвища хімічна активність, і вони відрізняються найвищою життєздатністю. Під час фази експонентного росту клітини синтезують найбільшу кількість РНК – білка, який відповідає за створення нової ДНК за тією інформацією, яка зашифрована в материнській ДНК.
Третій етап
З досягненням максимальної кількості життєздатних клітин, які здатний “прогодувати” наявний живильний розчин, фіксується наступний етап зростання живої культури – стагнація, або стаціонарна фаза. Відсутність достатнього харчування уповільнює всі хімізму, які відбуваються всередині клітини, швидкість розмноження падає, РНК практично не синтезується.
Зростання бактерій на поживних середовищах
У цю фазу росту популяції мікробіологи спостерігають таке явище в бактеріальному співтоваристві, як апоптоз. Апоптоз – альтруїстичне поводження частини бактерій, які припиняють підтримувати в собі життєво важливі реакції (фактично, здійснюють суїцид) тим самим вирушаючи на корм вижила частини бактеріальної популяції. Апоптоз дає можливість для розмноження популяції в фазу стагнації.
Останній етап
Завершення життєвого циклу бактеріальної клітини залежить скоріше від внутрішніх чинників. Перебуваючи в умовах обмеженого харчування, клітини після фаз активного періоду росту, розмноження стагнації накопичують у місці свого проживання продукти власної життєдіяльності: органічні кислоти, автолиз, антибіотики, вироблені в результаті бактеріального метаболізму клітини.
Домашні умови
У домашніх умовах колонії бактерій найпростіше виростити або на рідкому середовищі (для цього підійде бульйон), або на рослинному желатині – агарі. З двох можливих способів культивування популяцій (стаціонарний і безперервний) будинку можна налагодити тільки стаціонарний (наприклад, в чашках Петрі).
Безперервний передбачає постійну подачу живильного розчину і відкачку живої культури. Цей процес можна підтримувати тільки за наявності спеціального лабораторного обладнання, за допомогою якого відстежується необхідну кількість необхідного субстрату і рівень зборів живої культури з наявного бактеріального інкубатора.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)