كيف يتم إنتاج البكتيريا؟
شكل تكاثر البكتيريا غير جنسي. في البكتيريا ، يرتبط نمو الخلايا والتكاثر ، مما يؤدي إلى نمو البكتيريا ، حيث تنمو البكتيريا إلى حجم ثابت ، ثم يحدث الانقسام عن طريق عملية تسمى الانشطار الثنائي أو ثنائي القطب.
الانشطار الثنائي هو شكل من أشكال التكاثر اللاجنسي ، يتبعه الحمض النووي للبكتيريا عن طريق تقسيم السيتوبلازم ، مما يؤدي إلى تكوين خليتين ابنتيتين. ومع ذلك ، فإن منتج البكتيريا الجديد في التقسيم الثنائي يفتقر إلى التنوع الوراثي ، أي لديهم نفس النواة.
نمو البكتيريا
يحدث النمو البكتيري في ثلاث عبارات ، ستتأثر بظروف البيئة التي يحدث فيها التكاثر والنمو (يمكن أن يكون طبيعيًا أو صناعيًا). في بيئة مثالية ، هذه المراحل هي:
1 - مرحلة التكيف
وتسمى أيضًا مرحلة التأخر ، كما يوحي الاسم ، أن البكتيريا مستعدة للنمو السريع ، لذلك خلال هذه الجملة ، يكون نمو البكتيريا بطيئًا ، ويتطلب نسبة عالية من التخليق الحيوي للبروتينات الضرورية.
2 - المرحلة الأسية
بمجرد تكيف الخلايا مع البيئة ، تحدث المرحلة الثانية ، والتي تسمى الأسية بسبب النمو الأسي الذي تعاني منه الخلايا ، أي أن الخلايا تنمو بشكل أسرع مع مرور الوقت.
مثال على نمو الخلايا خلال هذه المرحلة هي البكتيريا المعروفة باسم Escherichia coli ، والتي تتكاثر في بيئة مثالية كل 20 دقيقة ، أي تنقسم البكتيريا ، وتفسح المجال أمام دقيقتين ، لذلك ، في 20 دقيقة ، سوف تفسح المجال أمام أربع بنات.
خلال هذه الجملة يتم استقلاب العناصر الغذائية بأقصى سرعة ممكنة ، حتى يتم نضوبها.
3 - المرحلة الثابتة
تنتقل هذه المرحلة إلى المرحلة الأسية ، وتحدث نتيجة لعملية التمثيل الغذائي بسرعات عالية جدًا من العناصر الغذائية ، مما يسبب نضوبها.
وهكذا ، خلال هذه المرحلة ، تقلل الخلايا من نموها إلى حد كبير ، وتستخدم كمصدر للطاقة بروتينات خلوية غير ضرورية ، مما يؤدي إلى المرحلة الأخيرة ، التي تسمى مرحلة الموت.
الخصائص المحددة في التكاثر البكتيري
1 - درجة الحرارة
تعتمد درجة الحرارة المثلى لنمو البكتيريا على المجموعة التي ينتمون إليها.
وهكذا ، تجد البكتيريا النفسانية درجة الحرارة المثلى ما بين -10 و 10 درجة مئوية ، والميزوفيلي بين 25 و 35 درجة مئوية ، المحبة للحرارة عند 60 درجة ، والحرارة المحبة قريبة من 100 درجة مئوية.
2 - PH
إمكانات الهيدروجين هي مقياس الحموضة أو القلوية التي تقاس من 0 إلى 14 ، حيث 0 هو الأكثر حموضة.
وهكذا ، تنمو البكتيريا الحمضية بشكل أفضل في درجة الحموضة بين 0 و 6 ، العدلات بين 6 و 9 ، والقلويات ما بين 10 و 14.
3 - الماء والضغط الاسموزي
تنمو البكتيريا بشكل أفضل في المناطق المشبعة بالماء. ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي زيادة الضغط الأسموزي إلى انفجار البكتيريا ، لذلك يعد الضغط ضروريًا.
4 - الأكسجين
تتطلب البكتيريا أيضًا الأكسجين وفقًا للمجموعة التي ينتمون إليها. بهذه الطريقة ، يتم تصنيفهم:
- الهوائية ، والتي تحتاج إلى الأكسجين.
- اللاهوائية الاختيارية ، والتي يمكن أن تنمو مع أو بدون أكسجين ، ولكنها تنمو بشكل أفضل مع الأكسجين.
- اللاهوائية اللاهوائية ، التي تنمو بشكل جيد على قدم المساواة مع أو بدون الأكسجين.
- اللاهوائية الإلزامية ، التي تموت مع وجود الأكسجين.
التكاثر الجنسي والاختلاف الوراثي
على الرغم من أن وسائل تكاثر البكتيريا ونموها هي حصراً عن طريق التكاثر اللاجنسي ، فإن هذا النوع من التكاثر لا ينتج عنه تباين وراثي بين الكائنات الحية الجديدة الناشئة.
ومع ذلك ، فإن البكتيريا تمتلك وسائل للتبادل الوراثي ، والتي مع الانشطار الثنائي تفسح المجال للتنوع الجيني.
- الاقتران الجرثومي: يحدث عندما يكون لبكتيريا المانحين والبكتيريا المضيفة اتصال بالشعر الجنسي. خلال هذه العملية تنقل بكتيريا المانحين كمية صغيرة من الحمض النووي المستقل.
- التحول البكتيري: يمكن للبكتيريا أيضًا تعديل جيناتها من خلال عملية تسمى التحول. يمكن أن يحدث هذا عن طريق الحصول على الحمض النووي من البيئة ، أو عن طريق عملية تسمى transduction ، والتي يدخل فيها فيروس يسمى bacteriophage الحمض النووي الأجنبي في كروموسوم البكتيريا.
الخصائص العامة للبكتيريا
البكتيريا هي كائنات دقيقة ، أي كائنات حية ذات حجم صغير ، تنتمي إلى مجال بدائيات النوى ، والتي على عكس الكائنات حقيقية النواة ، مثل النباتات والفطريات ، تفتقر إلى نواة الخلية وغالبًا ما تكون أحادية الخلية (تتفق مع خلية واحدة).
تقيس هذه الكائنات الدقيقة عادة ميكرومترات قليلة أو ميكرون (الألف من المليمتر). هذه تأتي في أشكال مختلفة ، مثل الكرات (جوز الهند) ، والقضبان (عصيات) ، والمفاتيح (vibrios) والمراوح (spiriles).
تمثل البكتيريا أكثر الكائنات وفرة على كوكب الأرض ، الموجود في جميع الموائل المائية والبرية.
فهي قادرة على النمو والتكاثر في أكثر الظروف قسوة ، مثل ينابيع المياه الساخنة والحمضية ، وأعماق البحر وقشرة الأرض أو في النفايات المشعة.
بالإضافة إلى ذلك ، تعد البكتيريا ذات أهمية حيوية في العديد من مراحل دورة المغذيات ، حيث تساعد في إعادة تدوير المواد الغذائية ، كما هو الحال في عملية تثبيت النيتروجين في الغلاف الجوي.
وبالمثل ، توفر بعض البكتيريا القادرة على مقاومة درجات حرارة التجمد العناصر الغذائية اللازمة للحفاظ على الحياة ، وتحويل المكونات المذابة إلى طاقة.
لقد تم تحديد أن هناك ما يقرب من 30 ٪ من البكتيريا أكثر من الخلايا البشرية في جسم الإنسان. بفضل الجهاز المناعي فهي في معظمها غير ضارة أو مفيدة. على الرغم من وجود البكتيريا المسببة للأمراض ، والتي يمكن أن تسبب الأمراض المعدية.
على الرغم من أن مصطلح البكتيريا يشمل جميع الكائنات بدائية النواة ، فقد تم تقسيمها في الوقت الحالي إلى مجموعتين: البكتيريا والعتيقة.
هاتان المجموعتان لديهما اختلافات كبيرة ، من بينها وجود جدار ببتيدوغليكان في البكتيريا.
