Τι είναι τα βακτηριακά σπόρια; Κύρια χαρακτηριστικά

Το βακτηριακά σπόρια είναι κάψουλες που παράγονται από βακτηρίδια. Σε αυτές τις κάψουλες, το κυτταρόπλασμα και το γενετικό περιεχόμενο ενός κυττάρου συμπυκνώνονται, τα οποία τυλίγονται σε μία σειρά προστατευτικών στρωμάτων.

Αυτά είναι εξαιρετικά ανθεκτικά σε δυσμενείς εξωτερικές συνθήκες, όπως υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες, ξηρασία, ακτινοβολία, μεταξύ άλλων. Είναι επίσης ανθεκτικές σε χημικές ουσίες που δημιουργούνται από ανθρώπους, όπως αντιβιοτικά και απολυμαντικά.

Επιπλέον, τα σπόρια μπορούν να διατηρηθούν σε αδρανή κατάσταση για πολλά χρόνια, δεκαετίες ή και περισσότερο. Μόλις οι σπόροι ανιχνεύσουν βελτιώσεις στις περιβαλλοντικές συνθήκες, θα σπάσουν το περιεχόμενό τους.

Για το λόγο αυτό, διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην επιβίωση των βακτηρίων, καθώς το γεγονός ότι τα σπόρια μπορούν να επιβιώσουν σε τέτοιες συνθήκες καθιστά σχεδόν αδύνατη την εξάλειψή τους..

Τα βακτήρια που παράγουν σπόρια συνήθως ανήκουν στα γένη sporolactobacillus, clostridium και μπακίλλος. Συνήθως, αυτά τα βακτήρια βρίσκονται στο έδαφος.

Χαρακτηριστικά

- Τα σπόρια μπορούν να παραμείνουν ανενεργά για μεγάλες χρονικές περιόδους.

- Αυτές οι δομές είναι ανθεκτικές στη θερμότητα, την πίεση, την ακτινοβολία και τα ισχυρά οξέα και βάσεις. Σε γενικές γραμμές, είναι σε θέση να αντέξουν σε ακραίες συνθήκες που πολύ λίγοι οργανισμοί μπορούν να αντιμετωπίσουν.

- Τα σπόρια βρίσκονται σε ημι-αφυδάτωση. Μόνο το 10% του νερού στο μητρικό κύτταρο μεταφέρεται στο σπόριο κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του.

- Λόγω αυτής της αφυδάτωσης, τα σπόρια μπορούν να αναπτύξουν αντοχή σε ακραίες θερμοκρασίες και συγκεκριμένα χημικά.

- Τα σπόρια περιέχουν ορισμένες πρωτεΐνες που έχουν δύο κύριες λειτουργίες. Το πρώτο είναι να προστατεύσει το δεσοξυριβονουκλεϊνικό οξύ (DNA) από ακτινοβολία, θερμότητα και άλλες παρόμοιες συνθήκες. Το δεύτερο είναι να παράσχει ενέργεια που μπορεί να είναι χρήσιμη για τον σπόρο.

- Όταν το σπόριο ανιχνεύει ευνοϊκές μεταβολές στις περιβαλλοντικές συνθήκες, εγκαταλείπει την αδρανή του κατάσταση. Πάρτε την ενέργεια που παρέχεται από τις πρωτεΐνες και αναπτύξτε ένα κύτταρο. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως βλάστηση.

Σχηματισμός βακτηριακών σπόρων

Οι περιβαλλοντικές συνθήκες δεν παραμένουν πάντα σταθερές. Για το λόγο αυτό, τα βακτηριακά κύτταρα πρέπει να καταφεύγουν σε ορισμένους μηχανισμούς.

Όταν ένα βακτήριο αισθάνεται αλλαγές στις περιβαλλοντικές συνθήκες, έχει δύο επιλογές: προσαρμογή ή διαφοροποίηση. Εάν αποφασίσετε να προσαρμόσετε τα βακτηρίδια θα συνεχίσουν να ζουν στη μέση. Με άλλα λόγια, θα συνεχίσει να αναπτύσσεται και να αντιμετωπίζει τις συνθήκες (διατρέχοντας τον κίνδυνο να πεθάνει στη διαδικασία).

Αν επιλέξετε τη διαφοροποίηση, θα δημιουργηθούν δομές που θα έχουν ως στόχο την εγγύηση της αναπαραγωγής, επιβίωσης ή ακόμη και της διασποράς των οργανισμών. Ένα παράδειγμα αυτού είναι η δημιουργία κάψουλων που ονομάζονται σπόρια.

Τα σπόρια μπορούν να παραμείνουν κοιμισμένα μέχρι να βελτιωθούν οι εξωτερικές συνθήκες. Σε περίπτωση που το βακτήριο αποφασίσει να αθροιστεί, πρέπει να περάσει από μια σειρά σταδίων, τα οποία παρουσιάζονται παρακάτω:

Στάδιο 0

Το κύτταρο βρίσκεται στο στάδιο της ανάπτυξης.

Στάδιο 1

Υπάρχει μια ανταλλαγή πρωτεϊνών μέσα στο κύτταρο, έτσι ώστε το DNA αρχίζει να γίνεται πιο άφθονο.

Στάδιο 2

Το DNA χωρίζεται σε δύο μέρη. Κάποιος θα παραμείνει στο κύτταρο της μητέρας ενώ ο άλλος θα προορίζεται για το σπόριο. Κάθε μία από αυτές τις μερίδες θα βρίσκεται σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου.

Σε αυτό το στάδιο η κυτταροπλασματική μεμβράνη αρχίζει να παράγει ένα φράγμα, διαχωρίζοντας το μητρικό κύτταρο από το σπόριο.

Στάδιο 3

Η κυτταροπλασματική μεμβράνη κλείνει εντελώς γύρω από το σπόριο.

Στάδιο 4

Κατασκευάζεται ένα προστατευτικό στρώμα, που ονομάζεται φλοιός του φλοιού. Αυτό το στρώμα αποτελείται από πρωτεΐνες. Σε αυτό το στάδιο, συντίθεται και το exospore, το οποίο είναι το εξωτερικό στρώμα του σπορίου.

Αυτή είναι μία από τις σημαντικότερες φάσεις, αφού χάρη σε αυτά τα στρώματα τα σπόρια αποκτούν ανθεκτικότητα στις διαφορετικές εξωτερικές συνθήκες που μπορεί να τους επηρεάσουν.

Στάδιο 5

Το κυτταρόπλασμα συμπιέζεται και τα στοιχεία οργανώνονται μέσα στο σπόριο, γεγονός που το καθιστά ώριμο.

Στάδιο 6

Το σπόριο απελευθερώνεται προς τα έξω.

Ο χρόνος ζωής των σπορίων

Μελέτες σχετικά με τη μακροζωία των σπορίων δείχνουν ότι τα σπόρια μπορούν να παραμείνουν ανενεργά για μια δεκαετία, ή ακόμη και πολλά ακόμα χρόνια..

Ο χρόνος ζωής θα ποικίλει ανάλογα με τα είδη βακτηρίων και τις ειδικές συνθήκες που πρέπει να υποστηρίξει το σπόριο.

Για παράδειγμα, μια μελέτη που πραγματοποιήθηκε με το βακτήριο Clostridium aceticum έδειξε ότι, ακόμη και μετά από τρεις δεκαετίες, τα σπόρια αυτού του μικροοργανισμού ήταν ακόμα ζωντανοί.

Επίσης, έχουν βρεθεί σπόρια από πολύ παλιότερες εποχές. Το 1995, οι Cano και Birocki διεξήγαγαν μελέτη με βακτηριακούς σπόρους που διατηρήθηκαν σε κεχριμπαρένιες κρύσταλλοι..

Η ημερομηνία προέλευσης αυτών των οργανισμών ήταν μεταξύ 25 και 40 εκατομμυρίων ετών. Παρόλα αυτά, οι επιστήμονες μπόρεσαν να «αναζωογονήσουν» τους.

Μια άλλη μελέτη έδειξε σπόρια αλοφιλικών βακτηρίων που διατηρούνται σε κρυστάλλους αλατιού. Αυτά τα βακτήρια πήγαν πίσω 250 εκατομμύρια χρόνια. Εν ολίγοις, τα βακτηριακά σπόρια μπορούν να επιβιώσουν για πολλά χρόνια εάν κρατηθούν στο σωστό περιβάλλον.

Βακτηριακά σπόρια και φύλα

Τα βακτήρια που συνήθως σχηματίζουν σπόρια είναι αυτά που ανήκουν στα γένη μπακίλλος, κλοστρίδιο και σπορολακτοβακίλλος.

Το φύλο μπακίλλος Δημιουργεί σπόρια σχήματος οβάλ και είναι από τα πιο ανθεκτικά. Ένα παράδειγμα αυτού είναι το bacillus anthracis, υπεύθυνος για τη θανατηφόρα ασθένεια του άνθρακα.

Από την άλλη πλευρά, τα σπόρια του γένους clostridium Διαφέρουν από τα άλλα βακτηρίδια επειδή το σχήμα τους είναι επιμηκυμένο (σαν να ήταν ένα μπουκάλι) και όχι ωοειδές. Ένα παράδειγμα βακτηρίων αυτού του γένους είναι το clostridium tetani, προκαλώντας τετάνου.

Τέλος, το είδος σποραλακτοβάκιλλος παράγει στρογγυλεμένα σπόρια.

Βακτηριακά σπόρια και μικροβιολογία

Η μικροβιολογία είναι ο κλάδος της βιολογίας που είναι υπεύθυνος για τη μελέτη των μικροσκοπικών οργανισμών, όπως τα βακτήρια.

Αυτή η επιστήμη αναλύει την εξέλιξη και τις ιδιότητες των μικροοργανισμών, εντοπίζοντας τη λειτουργία τους, την επίδρασή τους στην χερσαία ζωή και τη χρησιμότητά τους.

Η μελέτη των σπορίων ήταν σημαντική για τη μικροβιολογία. Η γνώση αυτών των δομών έχει επιτρέψει την πρόοδο στον τομέα της αποστείρωσης, ιδίως στον τομέα της ιατρικής, της γεωργίας και της βιομηχανίας τροφίμων.

Αναφορές

1. Βακτηριακό ενδοσπόριο. Ανακτήθηκε στις 28 Σεπτεμβρίου 2017, από το micro.cornell.edu
2. Βακτηριακό σπόριο. Ανακτήθηκε στις 28 Σεπτεμβρίου 2017, από το ιατρικό-dictionary.thefreedictionary.com
3. Βακτηριακό σπόριο. Ανακτήθηκε στις 28 Σεπτεμβρίου 2017 από το wikipedia.org
4. Βακτηριακά σπόρια: τρέχουσες έρευνες και εφαρμογές. Ανακτήθηκε στις 28 Σεπτεμβρίου 2017, από researchgate.net
5. Βακτηριακά σπόρια: Δομή, σημασία και παραδείγματα σπορίων. Ανακτήθηκε στις 28 Σεπτεμβρίου 2017, από microbeonline.com
6. Βακτήρια σχηματισμού σπορίων Ανακτήθηκε στις 28 Σεπτεμβρίου 2017, από το point-science-center.com
7. Η σύνθεση και η δομή των βακτηριακών σπόρων. Ανακτήθηκε στις 28 Σεπτεμβρίου 2017, από το biomedsearch.com
8. Τύποι βακτηρίων σχηματισμού σπορίων. Ανακτήθηκε στις 28 Σεπτεμβρίου 2017, από sciencing.com