Споры бактерий

Возникновение споры у бактерии наблюдается, как правило, в результате неблагоприятных условий ее существования обеднение среды питательными веществами, изменение влажности и рН средь, старение культуры и др. Это обстоятельство, а также тот факт, что у бактерий образуется одна спора, свидетельствует о том, что спора у бактерий служит приспособлением для сохранения вида и не является способом их размножения.

Споры у различных бактерий отличаются друг от друга по форме, размеру и положению в клетке. Спора сенной палочки имеет овальную форму, не превышает диаметра палочки и располагается центрально. Спора столбнячной палочки имеет шаровидную форму, расположенную на конце; диаметр ее больше диаметра палочки (диаметр столбнячной споры 1,5—1,9 мк, диаметр сенной палочки — 0,5 мк).

Если рассматривать в фазово-контрастный микроскоп живых спорообразующих бактерий, то в темных непрозрачных палочках можно заметить круглые или овальные блестящие зерна. Они так сильно блестят, что кажутся маленькими фонариками. Зерна эти крупные, часто даже шире самой палочки, располагаются на концах или в центре.

Так, бактерия столбняка несет круглую спору на самом конце, за что ее иногда называют барабанной палочкой; бактерия ботулизма — тяжелого и, к счастью, редкого заболевания, относящегося к группе пищевых отравлений, имеет очень большую овальную спору и напоминает ракетку для пинг-понга. У возбудителя сибирской язвы спора располагается посредине бактерии. Такие бактерии называются бациллами, в отличие от палочек, не имеющих спор.

Споры бактерий leptonia. Фото: Jason Hollinger

Можно сказать, что спора, это — особая стадия развития микроба, исключительно устойчивая к губительным для обычной клетки воздействиям. Сам процесс образования спор сводится к тому, что ядро бактериальной клетки обособляется от протоплазмы и одевается оболочкой, обладающей сильным лучепреломлением (поэтому спора кажется блестящей). Такая оболочка — надежный панцирь, предохраняющий спору от высокой или низкой температуры, различных химических веществ и т. п.

Та часть клетки, от которой обособилась спора, вскоре отмирает, и спора вываливается наружу. Образование спор идет в стареющих культурах; его можно искусственно вызвать, долгое время не пересевая бактерий на свежую питательную среду.

Споры обладают поразительной жизнеспособностью: их можно годами держать в высушенном виде, кипятить (правда, лишь при обычном атмосферном давлении), помещать в вакуум, замораживать до температуры жидкого азота (270°) — они остаются живыми и, попав в питательную среду, превращаются — вернее, прорастают, как семена — в обычные клетки. Живые споры находили в зоне вечной мерзлоты.

Вполне вероятно, что спора может длительное время существовать и в космосе; ведь есть гипотеза панспермии, согласно которой жизнь на Землю была занесена вместе с космической пылью с какой-то другой планеты.

Не совсем понятно, чем объясняется устойчивость этой стадии развития. Ясно лишь, что в это время совершенно затухают все процессы обмена веществ. Спора и по химическому составу отлична от бактерии: например, если вода составляет около 80% веса любой клетки, то в споре ее нет совершенно.

Наличие этих устойчивых образований доставляет микробиологам и врачам множество неприятностей. Например, возбудители тяжелых раневых инфекций — столбняка и газовой гангрены — образуют споры. Они могут попасть в рану при операции и вызвать осложнения.

Избавиться от спор можно двумя способами. Иногда их убивают, кипятя все то, что соприкасается с операционным полем, под давлением в две атмосферы. Это делается в особых приборах, где поддерживается высокое давление, — в автоклавах. Можно идти и другим путем — «перехитрить» спору, дать ей превратиться в бактерию, а затем убить обычным воздействием (ведь не все можно поместить в автоклав: есть жидкости, которые не выдерживают не только кипячения под давлением, но и простого кипячения). Такой путь называется дробной стерилизацией.

Раствор, в котором хотят убить споры, выдерживают около суток при 37°: при этой температуре большая часть бактерий растет лучше всего. Затем раствор прогревают при температуре 80°. Споры, которые не успели прорасти, остаются живыми, зато бактерии погибают. Эту процедуру проделывают еще один-два раза. В конце концов, спор, способных прорасти, уже не остается.

Какой же тактики придерживаются, когда стерилизуют, то есть обеспложивают, многие пищевые продукты, например молоко. Способ многократного нагревания в данном случае называется пастеризацией, по имени Пастера; с названием «пастеризованное молоко», вам, наверно, приходилось сталкиваться в повседневной жизни.

Умение образовывать споры с толстыми стенками и минимальной интенсивностью обмена веществ позволяет бактериям переживать неблагоприятные времена и мигрировать на расстояния, недоступные большинству живых существ. Факторы, запускающие процесс самозамуровывания, были известны и до сегодняшнего дня: высокая или, наоборот, чересчур низкая температура, нехватка пищи или соленый раствор.

Теоретически, те же самые изменения в окружающей среде, но с противоположным знаком, должны стимулировать и обратные процессы. Но тут встает вопрос:

как бактерия узнает о происходящем за пределами толстой стенки, созданной природой специально для изоляции?

Джонатан Дворкин и его коллеги из Университета Колумбии заметили, что споры сенной палочки Bacillus subtilis выходят из спящего состояния, если в среду поместить другие, активно функционирующие бактерии. Дальше в ход пошла дедукция, подкрепленная знаниями о строении клеточной стенки и особенностями размножения.

Дело в том, что на поверхности спор даже в самые суровые времена сохраняются рецепторы, активирующиеся при наличии в окружающей среде компонентов клеточной стенки – пептидогликанов, высвобождающихся в ходе деления или перестройки клеточной стенки. Как показал дополнительный эксперимент, для этого достаточно даже муропептидов – коротких цепочек аминокислот, из которых и состоит упомянутый пептидогликан.

Безусловно, эти эксперименты не исключают наличия у бактерий другой системы «прогноза погоды», но Дворкин предполагает, что муропептиды в жизни B.subtilis играют всё-таки ключевую роль.

Во-первых, в их отсутствии никакими «плюшками» выманить бактерию из споры не удавалось. А во-вторых, при добавлении в среду стауроспорина – ингибитора вышеописанных рецепторов — вылупление сразу же прекращалось. За счет того, что стауроспорин немного похож на муропептиды, его молекула вроде бы и связывается с рецепторами, не давая прилепиться к ним муропептидам, но так как структура совпадает не полностью, активации внутриклеточных каскадов при этом не происходит.

Так что теперь у ученых есть инструмент, отлично дополняющий действие антибиотиков, которые в большинстве своем уничтожают лишь активные, а зачастую даже только делящиеся клетки.

Примечательно, что тот же самый сигнальный путь есть и у ядерных организмов, но используется он уже с другой целью. Клетки нашей иммунной системы обладают рецепторами к протеогликанам бактериальной клеточной стенки, что позволяет им очень быстро узнавать о начале бактериальной атаки.

Схожи не только рецепторы, но даже внутриклеточные сигнальные пути, и это притом, что ядерный аппарат прокариот построен совершенно иначе. Так что природа в очередной раз продемонстрировала свое превосходство над учеными, намекнув им, что искать ответы можно в своем собственном организме. При подготовке статьи использовалась информация издания Газета.ру.

biofile.ru

споры бактерий

Смотреть что такое «споры бактерий» в других словарях:

Споры — Не следует путать с Спор. Споры (греч. σπορά, σπόρος сеяние, посев, семя) особый тип клеток с плотной оболочкой. В биологии понятие «спора» может относиться к нескольким категориям организмов: споры бактерий, служащие для пережидания… … Википедия

СПОРЫ — (отгреч. spora сеяние, посев, семя), 1) специализир. клетки грибов и растений, служащие для размножения и расселения. Возникают путём митоза (митоспоры, у грибов и низших растений) или мейоза (мейоспоры, у всех высших растений). Мейоспоры могут… … Биологический энциклопедический словарь

СПОРЫ — СПОРЫ, мелкие репродуктивные частицы, которые отделяются от родительского организма для создания потомства, не сливаясь с другим репродуктивным элементом. Имея, как правило, микроскопические размеры, споры производятся в большом количестве и… … Научно-технический энциклопедический словарь

споры — спор; мн. (ед. спора, ы; ж.). [греч. spora семя] Микроскопические зачатки низших (грибов, водорослей, лишайников), высших растений (мохообразных, папоротникообразных и т.п.); одноклеточные и многоклеточные зародыши некоторых простейших животных и … Энциклопедический словарь

споры — бактерий (от греч. sporá — посев, семя, отпрыск), круглые или овальные образования, представляющие собой особую форму существования некоторых видов бактерий. Служат средством сохранения вида в неблагоприятных условиях. Вследствие наличия… … Ветеринарный энциклопедический словарь

Споры бактериальные — овальные или округлые образования, возникающие внутри палочковидных клеток спороносных бактерий (См. Спороносные бактерии). Внутри каждой С. б. имеются компактное скопление дезоксирибонуклеиновой кислоты (См. Дезоксирибонуклеиновая… … Большая советская энциклопедия

СПОРЫ — клетки, служащие для размножения низших раст. водорослей, грибов, мхов, папоротников и нек рых др. С. размножаются многие из бактерий и все вредные грибы, причиняющие болезни раст. (головня и др.). С. долго сохраняют свою жизнеспособность;… … Сельскохозяйственный словарь-справочник

СПОРЫ — (от греч. sporа посев, семя), бесполые репродуктивные образования, состоящие из одной или неск. клеток; покрыты, как правило, плотной, устойчивой к внеш. воздействиям оболочкой. Развиваются в органах размножения грибов, водорослей, лишайников,… … Естествознание. Энциклопедический словарь

dic.academic.ru

Споры (от греческого слова spora — посев, семя) обычно одноклеточные микроскопические зачатки организмов, служащие для их размножения и сохранения при неблагоприятных условиях. Многие споры имеют стойкие оболочки и более или менее длительное время сохраняют способность к прорастанию.

По способу возникновения и месту в циклах развития растений (см. Чередование поколений) споры делят на три группы: образующиеся при слиянии гамет диплоидные зиготы, например ооспоры зеленых водорослей; обычно гаплоидные митоспоры, возникающие при митотических делениях (см. Митоз) протопластов одноклеточных спорангиев (четырехжгутиковые зооспоры улотрикса); гаплоидные мейоспоры, образующиеся в результате мейоза.

Высшие растения образуют только мейоспоры, которые возникают в многоклеточных спорангиях. Споры дают начало гаметофитам, преобладающим в циклах развития мохообразных, а у остальных высших растений занимающим подчиненное положение (заростки). Споры мохо- и папоротникообразных высеиваются из спорангиев. У равноспоровых папоротникообразных споры морфологически и физиологически одинаковы; из них развиваются обоеполые заростки. У разноспоровых папоротникообразных и семенных растений образуются мелкие споры (микроспоры) и крупные (мегаспоры). Из микроспор развиваются мужские заростки, из мегаспор — женские.

У семенных растений споры не высеиваются, а развиваются в заростки внутри спорангиев. В микроспорангиях из микроспор начинают развитие высеивающиеся затем мужские заростки — пыльцевые зерна, а в мегаспорангиях из мегаспор развиваются женские заростки: первичный эндосперм (у голосеменных) и зародышевый мешок (у покрытосеменных), вообще не покидающие мегаспорангиев.

Споры наземных грибов служат для распространения и размножения этих организмов, у актиномицетов такую же роль играют конидии.

У бактерий споры образуются внутри материнской клетки и служат не для размножения, а лишь для переживания неблагоприятных условий. Споры многих бактерий устойчивы к облучению, способны переносить глубокий вакуум, высокую температуру, радиационные, химические, ферментативные воздействия. Спора остается в глубоком покое до тех пор, пока внешние воздействия (обычно это благоприятные условия для жизни бактерий) не вызовут ее прорастания.

ejonok.ru

СПОРЫ (греч. spora сеяние, посев) — микроскопические зачатки, образуемые нек-рыми растениями и бактериями при бесполом размножении.

Споры растений

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

У бактерий (см.) образование С. 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.

С. 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 С. 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 С. 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

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 С. 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.

Форма, величина и расположение С. 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). Эпидемиол. 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 С. 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, просиоры — 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.

Наиболее детально строение С. 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, Вас. 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 С. бактерий.

Библиография: Вилли К. А. и Детье В. Д ж. 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 Солов ь-е в H. Н. Об использовании фазовоконтрастной 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; Работ-н о в а 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., Э д е л ь б e р г Э. и Ингрэм Д ж. 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.).

xn--90aw5c.xn--c1avg

Смотреть что такое «СПОРЫ» в других словарях:

споры́ш — спорыш, а, ом … Русское словесное ударение

Споры — Споры обычно одноклеточные образования, служащие для бесполого размножения мхов и их распространения. Размеры спор у листостебельных мхов сильно колеблются. Самые мелкие споры известны у даусонии (5 мкм) и у политрихума (7 10 мкм), чаще… … Биологическая энциклопедия

Споры — папоротника под микроскопом. СПОРЫ (от греческого spora посев, семя), репродуктивные образования, состоящие из одной или нескольких клеток, покрытых, как правило, плотной, устойчивой к внешним воздействиям оболочкой. У грибов, водорослей,… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

СПОРЫ — (греч. spora). Зачатки растений у отдела бесцветковых, соответствующие семенам растений цветковых, но с более простым строением. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. СПОРЫ греч. spora. Семена… … Словарь иностранных слов русского языка

СПОРЫ — (от греч. sporos посев, плод), клетки, служащие для размножения. С. состоят из протоплазмы, ядра и оболочки. Последняя нередко диференцируется на два обособленных слоя: внутренний, тонкий бесцветный или слабо окрашенный эндоспорий и наружный,… … Большая медицинская энциклопедия

СПОРЫ — муж., мн., бот. семя бесцветковых растений. Споры папоротников сидят сысподи листьев. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля

СПОРЫ — (от греч. spora посев семя), бесполые репродуктивные образования, состоящие из одной или нескольких клеток; покрыты, как правило, плотной, устойчивой к внешним воздействиям оболочкой. Развиваются в органах размножения грибов, водорослей,… … Большой Энциклопедический словарь

СПОРЫ — (sporae) одноклеточные зачатки, образующиеся в большом количестве при бесполом размножении растений. Различают изоспоры, производящие обоеполый гаметофит; у разноспоровых папоротникообразных различают мегаспоры (макроспоры), производящие женский… … Геологическая энциклопедия

споры — сущ., кол во синонимов: 3 • разногласия (3) • столкновения (3) • трения (13) … Словарь синонимов