die keinen Kern haben. Die meisten Bakterien sind Heterotrophe, aber es gibt auch Autotrophe. Sie vermehren sich durch Teilung. Wenn widrige Bedingungen auftreten, bilden einige Bakterien Sporen.
Bakterien sind nur durch ein Mikroskop sichtbar, weshalb sie Mikroorganismen genannt werden. Mikroorganismen werden in der Wissenschaft der Mikrobiologie untersucht. Der Zweig der Mikrobiologie, der Bakterien untersucht, wird Bakteriologie genannt.
Bei Außenfiltern habe ich keine Erfahrung. Das Gute an Innenfiltern ist, dass sie immer in Kontakt mit dem umgebenden Aquarienwasser sind. Da dies bei Außenfiltern jedoch nicht möglich ist und viele Aquarianer diese nur sporadisch reinigen, weil sie es für das Beste halten, besteht ein gewisses Risiko, dass ein paar Bakterien in den Filtermedien absterben. Andererseits hat der Filterfilter oft ein Wasservolumen von mehreren Litern.
Ein weiteres Problem, das im Zusammenhang mit nitrifizierenden Bakterien immer wieder auftaucht, ist die Wasserdurchflussmenge. Sowohl eine zu hohe als auch eine zu niedrige Durchflussrate sollten schlecht sein. Und immer wieder Aussagen wie „Je größer und stärker der Filter, desto besser“. Dies sollte jedoch mit Vorsicht behandelt werden. Biologische Filterung braucht Zeit. Daher sind Hochleistungspumpen nicht immer die besten in Sachen Bakterien. Es hat sich bewährt, zusätzlich zum Filter saubere Strömungspumpen einzusetzen.
Der erste, der Bakterien sah und beschrieb, war der niederländische Naturforscher Anthony van Leeuwen-hoek (1632-1723). Er lernte, Glas zu schleifen und Linsen herzustellen. Leeuwenhoek stellte mehr als 400 Mikroskope her und entdeckte die Welt der mikroskopisch kleinen Organismen – Bakterien und Protisten.
Wenn wir von Bakterien hören, denken wir oft an Halsschmerzen oder Zahnfleischentzündungen, obwohl nur ein kleiner Teil der Bakterien Krankheiten verursacht. Die meisten dieser Organismen erfüllen andere wichtige Funktionen.
Nitrifikation und Filtermaterial. . Ein Thema, bei dem immer wieder Gräben aufbrechen. Die Industrie verändert sich, um neue und immer bessere Filtermedien anzubieten. Aber eine sehr einfache Tatsache wird oft ignoriert. Nitrifizierende Bakterien vermehren sich nicht, nur weil ihnen Platz geboten wird. Diese Gleichung funktioniert nicht. Kein Essen - keine Erhöhung. Mit anderen Worten passt sich die Menge an nitrifizierenden Bakterien an die vorhandene Nahrung im Becken an. Und sie sollten sich, wie bereits erwähnt, auf keinen Fall im Filter absetzen.
Jeder andere Bodengrund im Pool wird gerne angenommen, sei es Dekoration, Erde oder Pflanzen. Das ist auch der Grund, warum gefilterte Aquarien oder Becken mit geringer Filterung problemlos funktionieren können. Der Filter selbst kann nicht biologisch filtern, das machen Bakterien, egal wo sie sind. Gibt es ein ideales Filtermaterial? Und noch eine Anmerkung: Hochporöse Spezialfiltermedien müssen wegen ihrer hohen Porosität so gut sein.
Bereits in den ersten Lebensstunden kommen wir mit Bakterien in Kontakt. Viele von ihnen leben ständig auf der Oberfläche der menschlichen Haut. An den Zähnen, dem Zahnfleisch, der Zunge und den Wänden der Mundhöhle befinden sich noch mehr davon. lebt im Mund mehr Bakterien als Menschen auf Erden! Aber ihre größte Anzahl lebt im Darm - bis zu 5 kg bei einem Erwachsenen.
Natürlich hat dieser Biofilm aufgrund seiner Masse einen gewissen Platz. Nun, diese hochporösen Filtermaterialien haben oft winzig kleine Poren, die verhindern, dass sich die Größe der Bakterien absetzt. Keine Bakterien können sich dort ansiedeln, wo es nicht hinpasst, geschweige denn Biofilme.
Natürlich siedeln sich Bakterien auf diesem Material an, aber dann an der Oberfläche und nicht im Inneren, wo kein Platz ist. Die viel gepriesene innere Oberfläche, wo dann auch die Denitrifikation stattfinden muss, existiert nicht, weil Biofilme quasi die Oberfläche verdichten. Das wohl umstrittenste Thema. Die vorherrschende Meinung ist jedoch, dass man Filter möglichst in Ruhe lassen und erst reinigen sollte, wenn sie sichtbar verschmutzt sind. Der Grund ist, dass die Reinigung die Anzahl der Filterbakterien reduziert.
Bakterien sind überall zu finden: im Wasser, im Boden, in der Luft, in Pflanzengeweben, im Körper von Tieren und Menschen. Sie leben dort, wo sie genügend Nahrung, Feuchtigkeit und eine günstige Temperatur (10-40 °C) vorfinden. Die meisten von ihnen brauchen Sauerstoff. Es gibt auch Bakterien, die in heißen Quellen (mit einer Temperatur von 60-90 ° C), extrem salzigen Stauseen, in den Schlote von Vulkanen, tief in den Ozeanen leben, wo das Sonnenlicht nicht eindringt. Auch in den kältesten Regionen (Antarktis) und auf hohen Berggipfeln leben Bakterien.
Gleichzeitig wird generell ein möglichst großes Filtervolumen empfohlen, um eine lange Standzeit zu erreichen. Klingt konsequent und richtig, aber gibt es nicht auch eine andere Seite der Medaille? Filterbakterien = nitrifizierende Bakterien. Normalerweise beginnt der erste Fehler. Der Filter ist nicht nur nitrifizierende Bakterien. Nicht mehr und nicht weniger. Es ist falsch anzunehmen, dass nitrifizierende Bakterien die einzigen Bakterien sind, die als substratgebundene Bakterien daran binden. Andere Substratbakterien, die nicht auf eine Nahrungsquelle spezialisiert sind, haben einen Vorteil.
An verschiedenen Stellen gibt es unterschiedlich viele Bakterien. Die wenigsten von ihnen befinden sich in der Luft, insbesondere unter natürlichen Bedingungen. Und an überfüllten Orten, zum Beispiel in Kinos, an Bahnhöfen, in Klassenzimmern, gibt es viel mehr davon. Daher ist es nicht erforderlich, die Räumlichkeiten häufig zu lüften.
In den Gewässern von Flüssen, insbesondere in der Nähe von Großstädten, können viele Bakterien vorkommen - bis zu mehreren hunderttausend in 1 mm 3. Daher können Sie kein Rohwasser aus offenen Stauseen trinken. Im Wasser der Meere und Ozeane gibt es viele Bakterien.
Immer wieder ekliger fetaler Druck, weshalb die Gesamtkeimmenge im Becken als schädlich gilt. Eine sehr große Keimdruckquelle, nämlich ein Filter und ein besonders großer Filter, wird in der Regel nicht in diese Betrachtungen einbezogen. Diese wird logischerweise mit Filterreinigung und Nitrifikation von Bakterien entfernt. Aber nehmen wir an, Sie beseitigen 50 % dieser Bakterien bei dieser Reinigung. Da die langsamsten Nitrifikanten 24 Stunden benötigen, steht die alte Menge an Nitrifikanten nach 24 Stunden wieder zur Verfügung.
Wenn der Wasserdurchfluss bereits deutlich reduziert ist, ist das Filtermaterial bereits erschöpft. Doch wie sieht es mit den Lebensbedingungen in einem derart abgereicherten Nutzmaterial für nitrifizierende Bakterien aus? Zunächst einmal: nichts als gut. Wasser ist faul, es geht immer den Weg des geringsten Widerstandes. Und je mehr Schutt zunimmt, desto mehr Gebiete sind von der Wasserversorgung abgeschnitten. Kein Wasser – keine Nahrung, kein Sauerstoff – Tod der Nitrifikationsbakterien in diesem Bereich. Andererseits sind die Bereiche, in denen noch Wasser fließt, durch erhöhten Wasserverbrauch für Nitrifikanten auch kontraproduktiv.
Es gibt noch mehr Bakterien im Boden - bis zu 100 Millionen pro 1 g Humus (fruchtbare Bodenschicht).
Bakterien sind sehr kleine Organismen. Die größten Bakterien sind unter einem Lichtmikroskop zu sehen.
Um sich mit den Kleinsten vertraut zu machen, ist ein Elektronenmikroskop erforderlich (Abb. 7).
Die meisten Bakterien, die unser Zuhause und unseren Körper bevölkern, haben die Form von Kugeln, Stäbchen und Spiralen. Kugelförmige Bakterien werden Kokken genannt, stäbchenförmig - Bazillen, spiralförmig - Spirilla (Abb. 9). Einige Bakterien bilden Ketten, die nahe beieinander liegen.
Man muss sich also wirklich fragen, wie viel von einem gut gesiebten Filtermaterial tatsächlich nitriert wird? Denn nitrifizierende Bakterien siedeln sich dort an, wo sie sich aufgehalten haben Bessere Bedingungen Leben. Jetzt kommt etwas zum Tragen, was erst in letzter Zeit erkannt wurde. Nitrifizierende Bakterien sind nicht nur Nitrifikanten, sondern auch Denitrifikanten. In der Regel besteht ein gewisses Gleichgewicht zwischen Nitrifikation und Denitrifikation. Doch je länger nitrifizierende Bakterien ohne Absturz entweichen können, desto wahrscheinlicher ist es, dass sich dieses Gleichgewicht ändern könnte.
Betrachten Sie die Struktur einer Bakterienzelle in Abbildung 10. Sie umfasst ein Zytoplasma, das von einer Zytoplasmamembran und einer Zellmembran (Zellwand) umgeben ist. Die Hülle gibt den Bakterien eine bestimmte Form und dient als Schutz davor ungünstige Bedingungen.
Im schlimmsten Fall handelt es sich um einen Bakteriensäurestrahl. Es ist absolut selten, aber im Gegensatz zu der oft repräsentativen Meinung gibt es kein Märchen. Wenn Denitrifizierer alles andere überwiegen. Aber das ist meine eigene Sichtweise. Danke, lieber Biat, für einen tollen Bericht.
Mikroorganismen erkennen und passen sich an Veränderungen in ihrer Umgebung an. Wenn günstige Lebensmittel erschöpft sind, können einige Bakterien beweglich werden, um nach Nahrung zu suchen, oder sie können Enzyme produzieren, um alternative Ressourcen zu nutzen. Dies ermöglicht es den Bakterien, eine inaktive und hochresistente Zelle zu erhalten Genmaterial Zellen bei extremem Stress. Die extremen Eigenschaften der Endosporenresistenz machen sie besonders wichtig, da sie von vielen antimikrobiellen Mitteln nicht leicht abgetötet werden.
Zusätzlichen Schutz für viele Bakterien bietet die an der Außenseite der Schale befindliche Schleimschicht. Die Oberfläche der Bakterienzelle ist mit zahlreichen Zotten bedeckt, die hohle Auswüchse der Zytoplasmamembran sind. Einige Bakterien haben eine oder mehrere fadenförmige Geißeln.
Der Hauptunterschied zwischen Bakterien ist das Fehlen eines Zellkerns, das heißt, sie sind Prokaryoten.
Endosporenstruktur
Die Endosporenresistenz kann teilweise durch ihre besondere Zellstruktur erklärt werden. Die äußere Proteinschicht, die die Spore umgibt, stellt den größten Teil der chemischen und enzymatischen Resistenz bereit. Unter der Schicht liegt eine sehr dicke Schicht eines spezialisierten Peptidoglykans, der Cortex genannt wird. Die Dehydratisierung der Sporenbasis erfordert eine ordnungsgemäße Rindenbildung, die zu einer hohen Temperaturbeständigkeit beiträgt. Diese Schicht aus Peptidoglycan wird umgewandelt Zellenwand Bakterien nach Endosporenkeimung.
Auf dieser Grundlage werden sie in einem getrennten Reich ausgesondert. Das Kernmaterial in Bakterien ist das Bakterienchromosom: Es trägt Erbinformationen.
Die meisten Bakterien sind heterotroph. Sie konsumieren fertige organische Substanzen. Sie ernähren sich von lebenden und toten Organismen, menschlicher Nahrung, Abwässern usw.
Diese Chemikalie kann bis zu 10 % des Trockengewichts der Sporen ausmachen und scheint eine Rolle bei der Aufrechterhaltung der Inaktivität zu spielen. Andere Strukturen und Chemikalien, die mit Endosporen in Verbindung gebracht werden, umfassen Stängel, Kristalltoxine oder eine zusätzliche äußere Schicht eines Glykoproteins, die als Exospore bezeichnet wird. 
Es dauert mehrere Stunden, um eine Endospore zu entwickeln. Dominierende morphologische Veränderungen im Prozess wurden als Marker zur Bestimmung von Entwicklungsstadien verwendet. Während die Zelle den Prozess der Endosporenbildung beginnt, teilt sie sich asymmetrisch.
Saprotrophe
Einige heterotrophe Bakterien verwenden organische Materie tote Körper oder Sekrete lebender Organismen. Dies sind Saprotrophe (aus dem Griechischen sapros - faul und trophos - Ernährung).
Es gibt auch autotrophe Bakterien. Sie sind in der Lage, aus anorganischen (Kohlendioxid, Wasser, Schwefelwasserstoff etc.) organische Stoffe zu bilden. Bei autotrophen photosynthetischen Bakterien enthalten die Zellen bakterielles Chlorophyll, mit dessen Hilfe sie unter dem Einfluss von Sonnenenergie organische Substanzen bilden.
Dies führt zu zwei Kompartimenten, der größten Mutterzelle und der kleinsten benthischen Zelle. Diese beiden Zellen haben unterschiedliche Entwicklungsrichtungen. Interzelluläre Kommunikationssysteme koordinieren die zellspezifische Genexpression mit sequenzieller Aktivierung spezialisierter Sigma-Faktoren in jeder der Zellen. Das Peptidoglycan im Septum wird dann abgebaut und die Vorderseite wird von den Stammzellen geschluckt, wodurch eine Zelle in einer Zelle entsteht. Die Aktivität von Stammzellen und Stammzellen stimuliert die Synthese endosporenspezifischer Verbindungen, die Bildung einer Rinde und die Ablagerung der Zellschicht.
Cyanobakterien
Cyanobakterien sind ein Beispiel für autotrophe Bakterien. Sie produzieren ihre eigene Nahrung aus Kohlendioxid und Wasser, wenn sie Sonnenlicht ausgesetzt sind. Gleichzeitig wird Sauerstoff freigesetzt, der die Umgebung damit anreichert.
Bakterien vermehren sich durch Spaltung. Gleichzeitig werden aus einer Mutterzelle zwei der Mutterzelle ähnliche Tochterzellen gebildet. Unter günstigen Bedingungen (ausreichende Ernährung, Luftfeuchtigkeit und Temperatur von 10 bis 30 ° C) können sich Bakterien alle 20-30 Minuten teilen, sodass ihre Anzahl sehr schnell zunimmt. Material von der Website
Schließlich wird die Mutterzelle im programmierten Tod zerstört und die Endospore in die Umwelt freigesetzt. Die Endospore bleibt inaktiv, bis sie die Rückkehr günstigerer Bedingungen erkennt. Einige epiglopiale Schmetterlingssyngonien bilden nachts reife Endosporen.
Da die Endosporenbildung mit Zeiten zusammenfällt, in denen Doktorfische nicht aktiv fressen, müssen die Zellen nachts nicht um die begrenzten Nahrungsmengen konkurrieren, die im Darm vorhanden sind. Die schützenden Eigenschaften von Endosporen ermöglichen es ihnen auch, der Passage in neue Wirte zu widerstehen.
Kultiviert man Bakterien unter günstigen Bedingungen auf einem Nährmedium, vermehren sie sich sehr schnell und bilden Kolonien von bis zu 4 Milliarden Zellen. Bakterienkolonien bestimmte Typen haben charakteristische Umrisse und Färbung (Abb. 8). Durch die Art der Kolonien ist es möglich, das Vorhandensein bestimmter Bakterien in einem bestimmten Material festzustellen.
Pesa kann auch von dieser Beziehung profitieren, da es stabile mikrobielle Populationen aufrechterhalten kann, die die Verdauung unterstützen, und durch mikrobielle Produkte, die während der Sporenkeimung freigesetzt werden, Nährstofferhöhungen erzielen kann. 
Druckbohrungen nehmen im Laufe des Tages in der Mutterzelle allmählich an Größe zu. Vor Tagesanbruch keimen Endosporen und werden von Stammzellen freigesetzt, um den Zyklus zu wiederholen.
- Polare Trennwände werden an den Polen der Zelle gebildet.
- Forsors werden verschluckt.
- Am Nachmittag die letzte Vorbereitung auf die Inaktivität der Endospore.
- Die Endospore reift und bleibt die meiste Zeit der Nacht inaktiv.
Einige Bakterien bewegen sich mit Hilfe von Flagellen. Die Basis des Flagellums dreht sich und scheint in die Umgebung geschraubt zu sein, wodurch die Bewegung von Bakterien sichergestellt wird. Die meisten Bakterien bewegen sich passiv: einige mit Hilfe von Luftströmungen, andere entlang des Wasserflusses. So verbreiten sie sich.
Unter widrigen Bedingungen (Nahrungsmangel, Feuchtigkeit, starke Temperaturschwankungen) können Bakterien zu Sporen werden. Das Zytoplasma in der Nähe des Bakterienchromosoms wird dichter. Um ihn herum bildet sich eine sehr starke Schale. Auf diese Weise gebildete Sporen können Hunderte von Jahren existieren (Abb. 11).
Mal sehen, was jeder von ihnen hat. Dies ist der Prozess, durch den sich die meisten Bakterien teilen. Der Ausdruck binäre Division bedeutet "durch zwei teilen". Dieser Prozess ist einfacher als die Mitose. Einige Merkmale der Mitose werden bei der binären Zellteilung nicht beobachtet. Im Gegensatz zur Mitose bei der binären Spaltung gibt es keine Zentriolen oder Spindelfasern. Während der binären Spaltung wird die bakterielle Nukleinsäure dupliziert. Die Membran beginnt dann zwischen den Duplikaten zu wachsen Nukleinsäure, und die Zellwand trennt sich in zwei unabhängige Bakterienzellen.
Bakterien haben sich im Laufe der Evolution angepasst, um unter den widrigsten Bedingungen zu überleben Umfeld und erhaltene Erbinformationen durch die Bildung von Sporen. Bakteriensporen bilden sich im Inneren der Zelle. Der gesamte Prozess der Keimung (Sporulation) dauert 18 - 20 Stunden. Dabei verändern sich in der Bakterienzelle eine Reihe biochemischer Prozesse. Bakterien können lange Zeit in einem sporenähnlichen Zustand verbleiben - Hunderte von Jahren. Unter günstigen Umweltbedingungen keimen Sporen aus. Der Keimprozess dauert 4-5 Stunden.
Sporulation tritt auf, wenn:
- das Nährsubstrat ist erschöpft,
- es fehlt an Kohlenstoff und Stickstoff,
- sammelt sich in der inneren Umgebung der Zelle Kalium- und Manganionen an,
- der Säuregehalt der Umgebung ändert sich usw.
Reis. 1. Auf dem Foto der Spore in der Bakterienzelle (das Foto wurde im Licht aufgenommen Elektronenmikroskop— EM).
Welche bakterien können sporulieren
Stäbchenförmige Bakterien, die Sporen bilden, werden Bazillen genannt. Sie gehören zur Familie Bacillaceae und werden durch die Clostridium-Gattung Clostricdium, die Bacillus-Gattung und die Desulfotomaculum-Gattung repräsentiert. Sie alle sind grampositive anaerobe Bakterien.
Gattung Clostridium enthält mehr als 93 Arten von Bakterien. Alle von ihnen bilden Streitigkeiten. Pathogene Bakterien der Gattung Clostridium verursachen Gasbrand, Lungenbrand, sind verantwortlich für Komplikationen nach Abtreibung und Geburt, schwere toxische Infektionen, einschließlich Botulismus. Sporen von Bakterien dieser Art überschreiten den Durchmesser der vegetativen Zelle.
Gattung Bacillus hat mehr als 217 Bakterienarten. Pathogene Bakterien der Gattung Bacillus verursachen eine Reihe von Krankheiten bei Menschen und Tieren, darunter Lebensmittelvergiftungen und Anthrax. Sporen von Bakterien dieser Art überschreiten nicht den Durchmesser der vegetativen Zelle.
Reis. 2. Auf dem Foto Bakterien der Gattung Clostridium. Links: Clostridia perfingens. Sie sind die Erreger von Lebensmittelvergiftungen und Gasbrand. Rechts: Clostridium botulinum. Bakterien verursachen eine schwere Lebensmittelvergiftung - Botulismus.
Reis. 3. Auf dem Foto der Erreger von Anthrax. Gattung Bacillus anthracis Bacillus ist ein großes, unbewegliches Bakterium mit Stummelenden (links) und ein sporenähnliches Bakterium (rechts).
Sporulation in Bakterien
Vorbereitungsphase
Vor der Bildung der Sporen selbst nimmt der Stoffwechsel in der vegetativen Bakterienzelle ab, die DNA-Replikation stoppt, eines der Nukleotide wird in der sporogenen Zone lokalisiert und die Dipicolinsäure beginnt zu synthetisieren.
Bildung der sporogenen Zone
Die Bildung der sporogenen Zone beginnt mit der Verdichtung der zytoplasmatischen Region, in der sich das Nukleotid befindet ( Prospore). Die Isolierung der sporogenen Zone erfolgt mit Hilfe der Zytoplasmamembran, die im Inneren der Zelle zu wachsen beginnt.
Prospore und Sporenbildung
Zwischen der inneren und der äußeren Schicht der Membran bildet sich ein Kortex. Einer seiner Bestandteile ist Dipicolinsäure, die die Hitzebeständigkeit der Spore bestimmt.
Die nach außen gerichtete Seite der Membran ist mit einer Hülle (Exospore) bedeckt. Es besteht aus Proteinen, Lipiden und anderen Verbindungen, die in einer vegetativen Zelle nicht vorkommen. Die Schale ist dick und locker. Besitzt Hydrophobizität.
Sporenreifung
Während der Zeit der Sporenreifung endet die Bildung aller ihrer Strukturen. Die Spore wird hitzebeständig. Es nimmt eine bestimmte Form an und nimmt eine Sonderstellung in der Zelle ein. Nach vollständiger Reifung der Spore erfolgt die Autolyse der Zelle.
Reis. 4. Das Foto zeigt die gebildete Spore, an deren Peripherie sich Reste des Zytoplasmas befinden.
Reis. 5. Das Foto links zeigt eine neu gebildete Spore (A), an deren Peripherie sich Reste des Zytoplasmas befinden. Das Zytoplasma stirbt dann ab. Auf dem Foto rechts (B) ist eine im Labor gereinigte Spore zu sehen.
Reis. 6. Auf dem Foto oben erstreckt sich das Stadium der Sporulation von der Bildung der sporogenen Zone bis zur vollständigen Bildung und Lyse von Zellresten. Auf dem Foto unten ein Streit mit bandartigen Auswüchsen. O ist seine äußere Hülle, K ist die Rinde, C ist der innere Teil.
Kortex
Die Rinde schützt die Spore vor Enzymen, die von der Zelle im Endstadium der Sporulation in großen Mengen produziert werden. Ihr Zweck ist es, die Mutter vollständig zu zerstören vegetative. In Abwesenheit eines Kortex werden Bakteriensporen lysiert. Cortex enthält Diaminopimelinsäure, die für thermische Stabilität sorgt
Die Innenseite des Kortex grenzt an die Innenseite der Zytoplasmamembran. Während der Sporenkeimung wandelt sich die Rinde in die Zellwand der vegetativen Zelle um.
Sporenhülle (Exosporium)
Die nach außen gerichtete Seite der Cytoplasmamembran wird während der Sporenbildung mit einer Hülle (Exospore) bedeckt. Es besteht aus Proteinen, Lipiden und anderen Verbindungen, die in einer vegetativen Zelle nicht vorkommen. Die Schale ist dick und locker. Es macht etwa 50% des Volumens der Spore selbst aus. Besitzt Hydrophobizität. Die Außenwand der Spore ist resistent gegen Enzyme. Es verhindert die vorzeitige Keimung der Spore.
Reis. 7. Auf dem Foto eines Streits mit Auswüchsen. Sein Kern ist eine ruhende vegetative Zelle.
Auswüchse auf Sporen
Bei einigen Sporen bilden sich im Verlauf der Sporenbildung Auswüchse. Sie sind vielfältig und spezifisch. Dieses Merkmal ist für jedes Bakterium erblich festgelegt und konstant. Auswüchse auf Sporen bestehen hauptsächlich aus Protein. Die Aminosäuren des Proteins ähneln denen von Keratin und Kollagen. Die Funktion von Auswüchsen auf Sporen ist noch nicht abschließend geklärt.
Reis. 8. Arten von Auswüchsen auf Sporen: Flagellen, Röhren, ruffförmige Stöcke, breite Bänder, Stacheln, Stifte in Form von Hirschgeweihen.
Reis. 9. Auf dem Foto Sporen von Bakterien der Gattung Clostridium. Auswüchse in Form von Röhren (1 und 5), Auswüchse in Form von Flagellen (2), bandartige Auswüchse (3), gefiederte Auswüchse (4), Sporen, auf deren Oberfläche sich Stacheln befinden (6).
Charakterisierung von Bakteriensporen
In einer Zelle, die sich in einem sporenähnlichen Zustand befindet, wird Folgendes festgestellt:
- vollständige Repression des Genoms,
- fast vollständiger Stoffwechselmangel,
- eine Abnahme der Wassermenge im Zytoplasma um 50% (ein erheblicher Wasserverlust der Zelle führt zu ihrem Tod),
- erhöhte Menge an Calcium- und Magnesiumkationen im Zytoplasma,
- das Auftreten von Dipicolinsäure und Cortex, die für die thermische Stabilität verantwortlich sind,
- Erhöhung der Menge an Cysteinprotein und hydrophoben Aminosäuren,
- bleibt für Hunderte von Jahren lebensfähig.
Sporenpersistenz
Bei der Sporenbildung wird die Spore mit Schalen bedeckt - der Außenschale und der Rinde. Sie schützen die Spore vor widrigen Umweltbedingungen.
Kortex enthält Diaminopimelinsäure, die für die thermische Stabilität verantwortlich ist. Außenhülle schützt die Sporen vor vorzeitiger Keimung und negativen Umwelteinflüssen.
Im sporenähnlichen Zustand ist das Bakterium resistent gegen erhöhte Umgebungstemperaturen und Austrocknung. Es ist in der Lage, in Lösungen mit hohem Salzgehalt zu überleben, längeres Kochen und Gefrieren, Bestrahlung und Vakuum sowie ultraviolette Bestrahlung auszuhalten. Die Spore ist resistent gegen eine Reihe von toxischen Substanzen und Desinfektionsmitteln.
Die Stabilität von Sporen pathogener Bakterien in der äußeren Umgebung trägt zur Persistenz der Infektion und zur Entwicklung schwerer Infektionskrankheiten bei.
Art, Form und Ort der Sporen in Bakterien
Bakteriensporen sind oval und kugelförmig. Sie können an den Enden der Zelle (Erreger von Tetanus), näher am Zentrum (Erreger von Botulismus und Gasbrand) oder im zentralen Teil der Zelle (Milzbrandbazillen) lokalisiert sein. Weniger häufig sind Bakteriensporen seitlich lokalisiert.
Reis. 10. Das Foto zeigt endständige Endosporen von C. difficile und Clostridium tetani.
Reis. 11. Das Foto zeigt zentral lokalisierte Sporen von Bacillus cereus-Bakterien.
Reis. 12. Auf dem Foto die Endstelle der Spore im Bakterium Bacillus subtilis.
Sporenkappen
Auf Sporen der Gattung Clostridium und Bacillus werden im Verlauf der Sporenbildung Kappen gebildet. Sie haben eine konische oder sichelförmige Form und eine zellulare Struktur. Die Zellen ähneln Säcken, die mit einer gasförmigen Substanz gefüllt sind. Sie haben die Form von Stäbchen oder Ovalen. Die Zellen helfen der Spore, im Wasser schwimmfähig zu bleiben. Auch mit Zentrifugation lassen sich verkappte Sporen nicht absetzen. Sporenkappen bilden sich in Bodenbakterien hydromorpher Böden, die sich unter stagnierenden Bedingungen gebildet haben. Oberflächenwasser oder in Gegenwart von Grundwasser.
Reis. 13. Auf dem Foto sind die Kappen der Sporen kegelförmig (links) und halbmondförmig (rechts).
Reis. 14. Auf dem Foto die Struktur der bakteriellen Sporenkappe. Einzelne Gaszellen (Vakuolen, Säcke) von ovaler Form sind sichtbar.
Parasporenkörper
Bakterien wie B.anthracis (der Erreger von Anthrax) und B.cereus (der Erreger von toxischen Infektionen) bilden während der Bildung Parasporenkörper. Bei B.anthracis sind diese Formationen abgerundet, befinden sich auf der Oberfläche der Sporen oder isoliert. Bacillus thuringiensis hat Parasporenkörper in Form von bipyramidalen Proteinkristallen. Die Kristalle sind giftig für Raupen, Insekten und Larven von Nematoden, Mücken und Mücken. Das Endotoxin-Gen wird in der pflanzlichen Bioabwehr verwendet.
Reis. 15. Im Foto paraspore bipyramidale Kristalle Bodenbakterien Bacillus thuringiensis morrisoni.
Sporenkeimung
Unter günstigen Bedingungen beginnt die Spore zu einer vegetativen Zelle zu keimen. Der Keimprozess dauert 4-5 Stunden.
Aktivierungsprozess
Erwärmung, Glukose, Aminosäuren, Ionen bestimmter Stoffe und mechanische Beschädigungen der Sporenwand tragen zur Keimung bei.
Initiierungsprozess
Der Initiationsprozess beginnt mit der Genom-Derepression. Atmungsprozesse und Enzymsysteme werden aktiviert. Dipicolinsäure und Calciumionen werden aus der Zelle entfernt und der Kortex zerstört. Im Streit nimmt die Wassermenge zu. All diese Veränderungen führen zum Verlust von Sporeneigenschaften wie Wärmestabilität, Strahlenresistenz u Chemikalien. Unterscheidungsmerkmal Dieser Vorgang ist eine Abnahme des umstrittenen Wertes der Lichtbrechung.
Der eigentliche Keimprozess
Ein Keimschlauch beginnt aus der Spore zu keimen und zerstört ihre Hülle. Die Zellwand wird gebildet. Keimprozesse werden durch eine Reihe spezieller Substanzen - Keimstoffe - reguliert. Nach dem Ende der Sporenkeimung beginnt die Zelle sich zu teilen.
Reis. 16. Auf dem Foto eine Bakterienzelle, die sich nach dem Keimen der Spore zu teilen beginnt.
Lesen Sie mehr über Bakterien in den Artikeln:
Die Sporenbildung dient der Arterhaltung der Bakterien. Bakteriensporen sind in der äußeren Umgebung ungewöhnlich stabil, was der Grund dafür war, dass Wissenschaftler dieses Verfahren in vielen Ländern der Welt intensiv erforschten.