Biološka adaptacija (od latinskog adaptatio - prilagodba) je prilagodba mikroorganizma vanjskim uvjetima u procesu evolucije, uključujući morfofiziološke i bihevioralne komponente. Prilagodbom se može osigurati opstanak u određenom staništu, otpornost na abiotske i biološke čimbenike, kao i uspjeh u natjecanju s drugim vrstama, populacijama i jedinkama. Svaka vrsta ima vlastitu sposobnost prilagodbe, ograničenu fiziologijom (individualna prilagodba).
Disadaptacija je svako kršenje prilagodbe, prilagodbe tijela stalno promjenjivim uvjetima vanjskog ili unutarnjeg okruženja. Stanje dinamičkog nesklada između živog organizma i vanjskog okruženja, koje dovodi do poremećaja fiziološkog funkcioniranja, promjena u ponašanju i razvoja patoloških procesa, potpuno je nesklad između organizma i vanjskih uvjeta njegovog postojanja nespojiv sa životom. Stupanj neprilagođenosti karakterizira razina neorganiziranosti funkcionalnih sustava tijela. Ovisno o prirodi funkcioniranja, razlikuju se dva oblika neprilagođenosti: – nepatološka: održavanje homeostaze moguće je u režimu pojačanog, ali „normalnog“ fiziološkog funkcioniranja; – patološki: održavanje homeostaze moguće je samo prijelazom na patološko funkcioniranje.
Prilagodbe vrsta unutar iste biocenoze često su blisko povezane jedna s drugom. Ako proces prilagodbe vrste nije u ravnotežnom stanju, cijela biocenoza može evoluirati (ponekad s negativnim posljedicama) čak iu stabilnim uvjetima okoliša.
Glavni sadržaj prilagodbe, prema T. Pilatu, unutarnji su procesi u sustavu koji osiguravaju očuvanje njegovih vanjskih funkcija u odnosu na okolinu. Ako struktura sustava osigurava njegovo normalno funkcioniranje u danim uvjetima okoline, tada se takav sustav treba smatrati prilagođenim tim uvjetima. U ovoj fazi se uspostavlja dinamička ravnoteža.
Primjeri prilagodbe: kod slatkovodnih praživotinja osmotska koncentracija protoplazme veća je od koncentracije okolne vode. Kada se voda apsorbira, dolazi do stalne desalinizacije. Osmotska ravnoteža koja je u ovom slučaju poremećena regulirana je aktivnošću kontraktilne vakuole koja uklanja višak vode iz tijela. Međutim, neke su protozoe sposobne prilagoditi se životu u slanijoj, pa čak i morskoj vodi. Istodobno se aktivnost njihove kontraktilne vakuole usporava, a može čak i potpuno prestati, jer bi u tim uvjetima uklanjanje vode iz tijela dovelo do povećanja relativne koncentracije iona u protoplazmi i, s tim u vezi. , do poremećaja osmotske ravnoteže u njoj. Stoga se u ovom slučaju mehanizam prilagodbe svodi na izravnu fizikalno-kemijsku reakciju protoplazme. U drugim slučajevima, mehanizam prilagodbe čini se složenijim i ne može se uvijek odmah rastaviti na elementarne čimbenike. Takve su npr. prilagodba životinja na temperaturne uvjete (produljenje krzna sisavaca pod utjecajem hladnoće), na pojave energije zračenja (fototropizam biljaka); promjena boje kože kod hladnokrvnih životinja zbog reakcije pigmentnih stanica; sezonski dimorfizam boja ptica i sisavaca; promjena njihove boje ovisno o klimatskim i geografskim uvjetima itd. No i ovdje se mehanizam prilagodbe u konačnici može svesti na fizikalno-kemijske reakcije protoplazme. Fenomeni prilagodbe usko su povezani s evolucijom mikroorganizama i predstavljaju jedan od najznačajnijih čimbenika aklimatizacije, borbe za opstanak i mimikrije.
Prilagodba mikroorganizama, smještaj mikroorganizama, njihova prilagodba na okoliš. Njihova struktura, fiziološka svojstva i kemijski sastav ovise kako o nasljednim svojstvima pojedine vrste tako i o utjecajima okoliša. Potonji prisiljavaju mikroorganizam na promjenu. Donedavno su se te promjene smatrale nasumičnim i, prema Connovom učenju, od malog značaja za glavne značajke mikroorganizma, koje su bile prepoznate kao nepromjenjive. No, s vremenom se, najprije stidljivo, a zatim sve odlučnije, zametnula doktrina o varijabilnosti mikroorganizama kao biološkom čimbeniku, te se sada promjene u mikroorganizmima više ne smatraju samo slučajnima, već se prepoznaju kao dublje. Priroda varijabilnosti mikroorganizma ovisi o dva čimbenika: otpornosti pojedine vrste određenog mikroorganizma i dubini, opsegu i snazi utjecaja okoline. Neke vrste mikroorganizama, poput kiselootporne skupine, difteričnih i gljivičnih oblika, manje se mijenjaju i slabije se prilagođavaju, dok enterično-tifusne, kapsularne, kokalne, anaerobne skupine lakše podliježu promjenama. Prilagodljivost mikroorganizama prvenstveno se ogleda u njihovom odnosu prema kisiku i temperaturi okoline. Poznato je da se anaerobi mogu naviknuti i na slobodni kisik i obrnuto. Isto se mora reći io odnosu prema temperaturi okoline, kao io reakciji okoline, na djelovanje svjetlosti i kemijski sastav hranjivog materijala. Za otkrivanje ove prilagodbe mora biti ispunjen jedan uvjet: postupno izlaganje novim čimbenicima. Što novi uvjeti sporije i postupnije djeluju, to se mikroorganizam lakše i savršenije prilagođava. Ova prilagodba ide u različitim smjerovima. Uvjeti okoline prisiljavaju mikroorganizam da postane manje zahtjevan u svojim fiziološkim funkcijama, ograniči ih na minimum i uđe u fazu anabioze ("latentni mikrobizam"), za što stvara spore i okružen je neprobojnim sluznim, vapnenačkim i vezivnotkivnim kapsulama ( koke, štapići za kadu itd.); ili mikroorganizmi podliježu morfološkim promjenama, gube cijele organe i dijelove koji su posebno osjetljivi na normalne uvjete (npr. tripanosomi, naviknuti na arsen, gube blefaroblaste (Verbitsky)), pa se tako dobivaju nove rase mikroorganizama. Stvaranje novih rasa s novim svojstvima događa se posebno lako kada mikroorganizam naiđe na nove kemikalije u organizmu u kojem se navikao slobodno razmnožavati. Kada se u takvoj sredini pojave štetne tvari, neki od mikroorganizama umiru, a najotpornije jedinke prežive i daju takozvane “uporne” ili “rezistentne” rase (Enrlich). Takva otpornost je dokazana u odnosu na različite kemijske spojeve i alkaloide (arsen, alkohol, kinin). - Prilagodljivost mikroorganizama može ići i u suprotnom smjeru - prema povećanju njihove vitalnosti i stjecanju veće aktivnosti. Dakle, malo virulentan mikroorganizam pod utjecajem oslabljenog organizma počinje se ubrzano razmnožavati i proizvoditi otrove kojih prije nije imao ili ih je imao malo. Primjer su brojni slučajevi takozvanih endogenih infekcija, kada pneumokok pod utjecajem prehlade uzrokuje upalu pluća ili Bact. coli, pod utjecajem pogreške u prehrani, uzrokuje bolest sličnu dizenteriji. Ovo "aktiviranje" mikroorganizma nije ništa drugo nego njegova prilagodba novim uvjetima. Fenomeni prilagodbe posebno su dobro proučeni i brojni tamo gdje se mikroorganizam susreće s imunološkim organizmom ili imunološkom okolinom. Osim spomenutih kapsula koje mikrobu služe kao zaštitni sloj od vanjskog okoliša, mikroorganizam počinje proizvoditi agresine koji ga čine manje dostupnim fagocitima. Prilagodljivost mikroorganizama ide toliko daleko da mogu postati otporni čak i na imunološke serume. Bordet je još 1895. pokazao kako se Vibrio cholerae može privikavati na bakteriolitički serum. Brojni su autori dokazali mogućnost treniranja aglutinirajućih mikroorganizama da zaustave aglutinaciju. Nasuprot tome, neaglutinirajući mikroorganizmi mogu se pretvoriti u aglutinirajuće, na primjer, prolaskom kroz tijelo životinja, pa čak i jednostavnim prijenosom s medija na medij. Preuređivanjem svojih morfoloških i fizioloških obilježja, mikroorganizmi, ovisno o tlu na kojem žive i ovisno o drugim mikroorganizmima koji se pored njih razmnožavaju, mogu poprimiti svojstva svojstvena svojim susjedima i pretvoriti se u tzv. "paramikrob". Takav mikroorganizam, kako je dokazao Rosenow, može steći nova svojstva koja je stekao suživotom s patogenim mikroorganizmom i zadržati ih nasljeđivanjem dugo vremena. Na primjer, streptokok izoliran iz meningitisa uzrokovanog diplococcus Weichselbaum stječe sposobnost da uzrokuje meningitis. Ispostavilo se da je to imitacija drugog patogena. Ta se imitacija izražava ili u sposobnosti izazivanja iste bolesti ili u stjecanju novih antigenskih svojstava. Dakle, Proteus, koji živi u tijelu oboljelog od tifusa, počinje biti aglutiniran serumom bolesnika, iako nije uzročnik bolesti. Iz svih navedenih činjenica jasno je koliko su fenomeni prilagodbe mikroorganizama važni za patologiju i epidemiologiju.
Evolucija bakterija i njen medicinski značaj. Mikroorganizmi na Zemlji nastali su otprilike tri milijarde godina prije pojave ljudi. Godine 1822. E. Darwin iznio je teoriju evolucije, a 100 godina kasnije ruski biokemičar A. Oparin (1920.) iznio je teoriju o nastanku biološkog života. Bakterije imaju vrlo važno mjesto u ovom sustavu. Prvi membranski zatvoreni oblici biološkog života koji se sami razmnožavaju (protobionti) nisu bili sposobni za fotosintezu i dobivali su energiju izvođenjem jednostavnih abiogenih oksidativnih reakcija u jednom koraku. To se nastavilo oko 1,0 milijardu godina. Energija (elektrokemijska, toplinska, fotokemijska) nastala u tim reakcijama pohranjena je u određenim molekulama i korištena za izvođenje primitivnih procesa. Stvaranjem primarnih molekula i reakcijama započeli su metabolički procesi – anabolizam i katabolizam. Prijelaz iz protostanice u prokariotsku stanicu dogodio se prije 2,5-3 milijarde godina. U atmosferi planeta nije bilo kisika, a primarni prokarioti bili su anaerobi. Autotrofni put fiksacije CO 2 bio je osnova primarne produktivnosti na planetu. Promjena redukcijske atmosfere u kisikovu se dogodila između srednjeg i kasnog prekambrija (prije 2,8 milijardi godina). Za usporedbu, sadržaj kisika u atmosferi planeta prije 800 milijuna godina bio je oko 1%, prije 400 milijuna godina već je bio 10%, a trenutno je 21%. Promjenom sastava atmosfere počinju se stvarati fakultativni fototrofni i heterotrofni anaerobi, a kasnije i aerobne bakterije.
Bakterije nisu bile samo primarno skladište gena, već i predmet njihova evolucijskog poboljšanja. Stopa evolucije je broj mutacija na 100 aminokiselina određene proteinske molekule tijekom 100 milijuna godina. Jako varira. To je osnova za koncept molekularnog sata, koji izjavljuje da se mutacije postupno nakupljaju u genomu i, tijekom linearnog vremenskog razdoblja evolucije, tvore novi niz za daljnju divergenciju vrsta. Dijagram prikazan na sl. 3. omogućuje vam prikaz evolucije određenih skupina bakterija i približno utvrđivanje evolucijskog vremena kada se određena vrsta (rod) odvojila od zajedničkog pretka.
Brzina evolucije je stalna i ovisi o mnogim čimbenicima - brzini metaboličkih procesa, vremenu nastanka, protoku informacija i selektivnom pritisku. Na primjer, odvajanje roda Salmonella i roda Escherichia coli od zajedničkog pretka dogodilo se prije otprilike 100-140 milijuna godina. Bakterijski genomi evoluirali su tijekom više od 50 milijardi generacija, nakupljajući mutacije i stječući nove genetske informacije horizontalnim prijenosom gena bez značajnog preuređivanja gena predaka. Tijekom godine dana, genom salmonele stekao je približno 16 kb/milijun stranih genetskih informacija. godina, a E. coli - 22 kb/milijun godina. Trenutno se njihovi genomi razlikuju za 25%. Značajan dio genoma stečen je horizontalnim prijenosom. Općenito, bakterijski genom varira u veličini od 0,6 do 9,4 Mb informacija (u prosjeku od 3 do 5 Mb). Neke bakterije imaju dva kromosoma (Leptospira interrogans serovar icterohemorrahgiae, Brucellae melitensis). Progresivna evolucija bakterija odvijala se u nekoliko međusobno povezanih smjerova - metaboličkom, morfološkom (strukturno-molekularnom) i ekološkom. U prirodi postoji velika raznolikost mikroorganizama, od kojih trenutno nije poznato više od 5-7%, a bakterije uzgojene u umjetnim uvjetima čine oko 1%. To znači da tek počinjemo shvaćati svijet mikroba.
Strategije sekvenciranja genoma. Svaki par baza genoma je jedan bit informacije. Na primjer, genom Haemophilus influenzae sadrži 1.830.137, a genom Escherichie coli sadrži 4.639.221 bit informacija. Usporedni aspekti sekvenciranja bakterijskih genoma omogućuju određivanje prisutnosti zajedničkih gena i regulatornih mehanizama, uspostavljanje evolucijskih odnosa unutar i između vrsta te su osnova strukturne i evolucijske genomike. Nova znanost, bioinformatika, bavi se matematičkom analizom genoma mikroorganizama. Predmet istraživanja su sekvencije fragmenata ili cjelovitih genoma bakterija korištenjem razvijenih računalnih programa i baza podataka o nukleinskim kiselinama i proteinima.
Na temelju analize strukture genoma (sekvenciranje) formirano je 36-40 velikih taksona (odjeljaka). Članovi svakog od njih imaju zajedničkog pretka, koji se u nekoj fazi odvojio od drugog predačkog taksona. Neki od odjeljaka sadrže više vrsta poznatih bakterija od drugih. To se obično odnosi na one koji dobro rastu u laboratoriju. Najveći broj bakterijskih vrsta (od 40 do 80%) opisan je među svojtama Proteobacteria, Actinobacteria i Gram-pozitivnih bakterija s niskim sadržajem G+C. Istodobno, u nekim odjelima kultivirani predstavnici bakterija su nepoznati. Treba napomenuti da su od 36-40 odjela kraljevstva bakterija samo predstavnici 7 velikih svojti sposobni uzrokovati bolesti kod ljudi. Specijalizacija i prilagodba ovih bakterija životinjskom tijelu dovela je do stvaranja genskih blokova koji kontroliraju faktore patogenosti (otoci patogenosti). Mogu se lokalizirati u kromosomu, plazmidima i moguće u bakterijskim fagima. Utvrđivanje smjera i redoslijeda evolucije mikroorganizama na temelju varijabilnosti njihovih genoma obećavajuće je područje molekularne epidemiologije.
Dugo se postavlja pitanje promjene prirode organizama pod utjecajem životnih uvjeta.
Međutim, kako ističe Timirjazev, tek je u Lamarckovoj “Filozofiji zoologije” (1809.) pitanje podrijetla organizama prvi put obrađeno ne usputno, već sa svom potrebnom širinom obuhvata i potpuno naoružano znanstvenim spoznajama. tog vremena.
Lamarck je pridavao golemu važnost vanjskim uvjetima i vježbi u mijenjanju oblika i organizacije životinja. Objašnjavajući svrhovitost njihove strukture, on je značajnu ulogu dodijelio "unutarnjim osjećajima" i "težnjama" životinja. Žestoka kritika ovog stava dovela je svojedobno do neutemeljene diskreditacije čitavog Lamarckovog učenja.
Naš veliki znanstvenik Mečnikov visoko je cijenio Lamarckove stavove. U svom poznatom djelu "Esej o podrijetlu vrsta", Lamarckovu teoriju naziva izvanrednom.
Mečnikov je smatrao da znanost već početkom 20.st. dokazao nasljednost svojstava koje je organizam stekao: "Stavljanje koje je izrazio (tj. Lamarck) o važnosti prilagodbe životinja na uvjete okoliša i o ulozi nasljeđa u prijenosu stečenih karakteristika potpuno je priznato i danas." U poznatom djelu “Povijesna metoda u biologiji” Timirjazev piše: “Duboko inovativne misli, velikodušno razasute na stranicama “Filozofije zoologije”, ostale su zasjenjene neuspješnim pokušajem da se objasni svrsishodnost strukture životinjskih organizama i podijelile su njegovu sudbinu. . Namjerno naglašavamo riječi "životinjski organizmi", jer u odnosu na biljku ova teorija "težnji", "unutarnjih osjećaja" koji dovode do odgovarajućeg organa, naravno, nije našla primjenu, a ovdje je Lamarck ostao strogi znanstvenik koji nije napustio tlo promatranih činjenica.”
Najveća etapa u znanosti o razvoju organskog svijeta bila je pojava Darwinove evolucijske doktrine, koja je dala ispravnu osnovu teoriji o razvoju biljaka i životinja. Darwin je materijalistički objasnio takozvanu svrhovitost strukture oblika i ponašanja biljaka i životinja, koja se susreće na svakom koraku. Darwin je pridavao veliku važnost prirodnoj i umjetnoj selekciji u novom oblikovanju oblika životinjskog i biljnog carstva.
Kako primjećuje Timirjazev, Darwin je koncept prirodne selekcije tumačio široko – metaforički. Ovu točku treba naglasiti, budući da su kasnije neki istraživači koji su dijelili koncept formalnih genetičara pokušali zamijeniti Darwinov koncept kreativne selekcije stajalištem koje je selekciju svelo na ulogu sita.
U međuvremenu, selekcija u Darwinovom razumijevanju je selekcija živih organizama koji nastavljaju živjeti i mijenjaju se, u pravilu, u smjeru u kojem su započeli. Darwin je više puta istaknuo da varijabilnost ide u smjeru selekcije. “Bez selekcije i odgovarajućeg održavanja, one pasmine životinja i biljne sorte koje je stvorila poljoprivredna praksa nikada se ne bi pojavile.”
Dakle, prirodnu i umjetnu selekciju treba promatrati kao kreatore, kreatore novih oblika živih bića. Ovo gledište usvojili su sovjetski biolozi.
Doktrinu evolucije Darwin nije mogao razviti u svim detaljima. Dakle, on u biti nije analizirao razloge koji dovode do promjena u prirodi živih bića, iako je istaknuo veliku ulogu okolišnih uvjeta u njihovoj pojavi. Pred kraj svog života, Darwin je napisao: "Još uvijek sam ... uvjeren da promijenjeni uvjeti daju poticaj varijabilnosti ...."
Darwin je visoko cijenio Lamarckov rad. Tim povodom Engels piše: “Ni Darwin ni njegovi sljedbenici među prirodoslovcima ne razmišljaju o tome da na neki način omalovaže velike Lamarckove zasluge: uostalom, upravo su Darwin i njegovi sljedbenici bili prvi koji su ga ponovno uzdigli na štit.”
Govoreći o nedostacima Darwinova učenja, Engels je primijetio: “Ali darvinizam “iz ničega pravi svoje transformacije i razlike. Dapače, kad Darwin govori o prirodnoj selekciji, on apstrahira od uzroka koji su uzrokovali promjene kod pojedinih jedinki, te prije svega razmatra kako takva individualna odstupanja malo po malo postaju obilježja poznate rase, sorte ili vrste... Međutim, Poticaj za proučavanje pitanja gdje zapravo nastaju te transformacije i razlike ponovno je dao nitko drugi do Darwin.”
Mičurin i Lisenko, koji su kreativno razvili darvinizam, popunili su upravo spomenutu prazninu u Darwinovom učenju, uočivši adaptivnu prirodu promjena u organizmima.
Takvi istaknuti ruski znanstvenici kao što su V. Kovalevsky, Timiryazev i Pavlov bili su skloni ovom mišljenju, prepoznajući izravan utjecaj uvjeta postojanja organizama na njihovu nasljednu prirodu.
Timirjazev je napisao da je nasljeđe, u konačnici, stečeno svojstvo, a jedino je pitanje kada se točno događaju određene promjene „Svrsishodnost organskih oblika može se objasniti samo povijesnim procesom njihovog nastanka.
Mičurin kaže: „Svaki organ, svako svojstvo, svaki član, svi unutarnji i vanjski dijelovi svakog organizma određeni su vanjskim okruženjem njegovog postojanja. Ako je organizacija biljaka takva kakva jest, to je zato što svaki njezin detalj obavlja određenu funkciju, moguću i potrebnu samo u danim uvjetima. Ako se ti uvjeti promijene, funkcija će postati nemoguća ili nepotrebna, a organ koji je obavlja postupno će atrofirati.”
Lysenko je mnogo učinio na polju analize uzroka koji određuju nasljeđe i njegovu varijabilnost. Nasljedstvo je, takoreći, koncentrat okolišnih uvjeta koje su biljni organizmi asimilirali u nizu prethodnih generacija”, piše Lysenko. “Promjena nasljeđa najčešće je rezultat razvoja organizma u uvjetima okoliša koji u ovoj ili onoj mjeri ne odgovaraju prirodnim potrebama, odnosno nasljeđu. Promjene životnih uvjeta tjeraju promjene u razvoju biljnih organizama. Oni su temeljni uzrok promjena u nasljeđu.
Avakian (1948) ističe:
„Ako je potrebno promijeniti određene faze razvoja organizma, potrebno je promijeniti uvjete za završetak procesa ove faze, osiguravajući procesu one uvjete prema kojima se namjerava promijeniti nasljeđe organizma. potomak određenog organizma.
Iz činjenica datih ovom sustavu gledišta, glavni stav u nastavi akad. T. D. Lysenko da se promjene u nasljeđu organizma uvijek događaju adekvatno (odgovarajuće) utjecaju vanjskih čimbenika koji uzrokuju promjenu. Promjene su po svojoj prirodi uvijek prilagodljive, ali za potomke ovih organizama mogu biti korisne, štetne ili indiferentne, ovisno o odnosu tih promjena prema svim životnim uvjetima u cjelini.”
“Relativna svrhovitost i sklad biljaka i životinja u prirodi stvoreni su samo prirodnim odabirom, odnosno nasljeđem, njegovom promjenjivošću i opstankom.”
Lysenko razvija i produbljuje teoriju darwinizma otkrivajući uzroke određenih pojava čije upravljanje zahtijeva poljoprivredna praksa. Time se oživljava veliko načelo jedinstva teorije i prakse.
Gledišta sovjetske škole darvinista, kao što je već naznačeno, treba suprotstaviti idejama Weisman-Morgana. U potpunosti odbacujući mogućnost promjene prirode organizama pod utjecajem životnih uvjeta, morganisti svode evoluciju na pojavu slučajnih mutacija. Sposobnost nasljeđivanja određenih karakteristika pripisuje se posebnoj tvari lokaliziranoj u jezgri stanice.
Sjednica VASKhNIL-a, održana u kolovozu 1948., osudila je stavove morganista i pokazala njihovu nedosljednost. Reakcionarna bit Morganizma, koja tvrdi postojanje "unutarnjih čimbenika" koji kontroliraju razvoj organizma i djeluju bez sudjelovanja vanjske sredine, također je postala očiglednija.
Teza o nespoznatljivosti pokretačkih snaga evolucije nespojiva je s marksističkim filozofskim materijalizmom koji dokazuje, prema riječima druga Staljina, “da su svijet i njegovi zakoni potpuno spoznati, da naše znanje o zakonima prirode, potvrđeno iskustvo i praksa, pouzdano je znanje koje ima značenje objektivnih istina, da na svijetu nema nespoznatljivih stvari, već samo stvari koje još nisu poznate, a koje će se otkriti i spoznati silama znanosti i prakse.”
Darwinova fascinacija Malthusovom “teorijom” i njegov pokušaj da je upotrijebi za objašnjenje evolucijskog procesa mora se priznati kao pogrešna. Već je u svoje vrijeme F. Engels primijetio da se izumiranje nesavršenih oblika zapravo događa bez ikakvog maltuzijanizma.
U biti, Darwinovi podaci pobijaju Malthusovu "teoriju"; Marx je napisao: "U Darwinovom djelu, na primjer, u njegovoj raspravi o uzrocima izumiranja vrsta, također postoji detaljno - da ne spominjemo njezino osnovno načelo - prirodno-povijesno pobijanje Malthusove teorije."
Revidirajući Darwinovu tezu o ulozi prenapučenosti u procesu prirodne selekcije, koja je u biti kontradiktorna evolucijskoj teoriji, Lysenko je došao do negiranja te teze. Prenaseljenosti u prirodi u pravilu nije bilo i ne može biti. “Stoga, pod Darwinovom prirodnom selekcijom razumijem čimbenike koji djeluju kolektivno - varijabilnost, nasljeđe i preživljavanje...
Na kraju treba napomenuti da u Darwinovoj teoriji problem vrsta nije dovoljno razrađen.
Engels je, ocjenjujući značenje pojma vrste, napisao: „Ali bez pojma vrste sva se znanost pretvorila u ništa. Sve njegove grane trebale su pojam vrste kao osnovu: što bi anatomija čovjeka i komparativna anatomija, embriologija, zoologija, paleontologija, botanika itd. bile bez pojma vrste?”
Temeljnu manu darvinističkog koncepta razvoja uočio je drug Staljin, koji je napisao da “darvinizam odbacuje ne samo Cuvierove kataklizme, nego i dijalektički shvaćen razvoj, uključujući i revoluciju, dok sa stajališta dijalektičke metode, evolucija i revolucija, ne mogu se smatrati evolucijom i revolucijom. kvantitativne i kvalitativne promjene, dva su nužna oblika istog kretanja.”
Mičurinova biologija, razvijena na temeljima dijalektičkog materijalizma, odbacuje ideju o ravnoj evoluciji koja se odvija bez naglih promjena. Naglašavajući ovu točku, Lysenko ističe da vrste nisu apstrakcija, već stvarno postojeći čvorovi (karike) u općem biološkom lancu.
Dakle, pojam vrste ima dvojak sadržaj. S jedne strane, označava kvalitativnu sigurnost i relativnu stabilnost vrste, s druge, mogućnost njezine nagle transformacije kao rezultat akumulacije postupnih promjena.
Točke koje smo primijetili slikovito su otkrivene u jednom od Lysenkovih djela; on piše: “Ali Darwinova evolucijska teorija polazi od priznanja samo kvantitativnih promjena, samo povećanja ili smanjenja, a gubi iz vida nužnost i pravilnost transformacija, prijelaza iz jednog kvalitativnog stanja u drugo. U međuvremenu, bez transformacije jednog kvalitativnog stanja organskih oblika u drugo, nema razvoja, nema transformacije jedne vrste u drugu, već samo povećanje ili smanjenje količine, postoji samo ono što se obično naziva rastom.
Zbog toga je teorija darvinizma, koja je utemeljila koncept razvoja u biološkoj znanosti, jedino konceptom ravne evolucije mogla objasniti razvoj organskog svijeta. Ali ovo objašnjenje nije moglo postati učinkovita teorija, teorijska osnova za praktičnu transformaciju, za promjenu organske prirode.”
“Stara biološka znanost, utemeljena na teoriji plošnog evolucionizma, od spoznaje samo postupnih kvantitativnih transformacija jednih organskih oblika u druge, jednih stanja u druga stanja, nije mogla pomiriti svoje teorijske principe sa stvarnim i prirodnim postojanjem vrsta u priroda. Stoga su čak i talentirani, napredni, progresivni znanstvenici sa svojom teorijom o postupnom prijelazu, prerastanju jedne vrste u drugu, novu, bili prisiljeni, priznajući vrste kao stvarnost u praksi, u teoriji ih smatrati samo konvencijom, samo uslužni koncept sistematike.
Pokušavajući izaći iz te kontradikcije, ne napuštajući poziciju plošnog evolucionizma, Darwin je u svojoj teoriji o evoluciji specijacije pribjegao reakcionarnoj maltuzijanskoj lažnoj doktrini intraspecijske prenaseljenosti i navodno rezultirajuće intraspecijske konkurencije kao pokretačke snage evolucije. ”
Mikrobiolozi trenutno imaju obilje materijala koji potvrđuju ispravnost učenja Michurin-Lysenko. Usredotočujući se u ovom radu samo na temperaturnu prilagodbu mikroorganizama, možemo pokazati mnoge primjere koji ukazuju na promjene u svojstvima mikroskopskih bića pod utjecajem okoliša. Tako je u našoj nedavno objavljenoj (1947.) monografiji “Ekološka i zemljopisna varijabilnost bakterija u tlu”, koja je sažela rad za 1925.-1945., pokazano da klima pridonosi stvaranju temperaturnih utrka kod bakterija. Sličnu činjenicu za zemljišne protozoe utvrdila je Smaragdova (1941).
Prilagodba mikroorganizama na temperaturu, posebice nastanak termofilnih oblika mikroba, daje puno vrijednih informacija za proučavanje promjena nasljednih svojstava organizama pod utjecajem okoliša. Ovaj materijal je tim važniji jer mnogi mikroorganizmi, kao što je pretežni dio bakterija, nemaju strukturno oblikovanu jezgru, dok je drugi imaju. Ipak, kao što se može vidjeti iz dolje prikazanog materijala, stabilnost nasljednih svojstava i njihove promjene ne ovise o razini organizacije određenog mikroba.
Već smo napomenuli da je u laboratorijskim uvjetima, iako uz određene napore, još uvijek moguće promijeniti položaj kardinalnih temperaturnih točaka u mikroorganizmima. Očito bi se sličan fenomen trebao dogoditi iu prirodi, gdje utjecaji okoliša dovode do pojave odgovarajuće adaptivne varijabilnosti kod mikroorganizama.
Na temelju gore navedenog može se tvrditi da se pojava oblika mikroba koji vole toplinu ne događa kao rezultat bezrazložnih "mutacija", već pod utjecajem odgovarajućih uvjeta okoline. Međutim, tipični mezofilni mikroorganizmi ne mogu odmah prijeći u termofile.
Među pokusima prilagodbe mezofila na termofiliju treba spomenuti rad Dallingera (1887). Ovaj je istraživač uspio postupnim povećanjem temperature uzgoja Flagellata u sedam godina podići položaj maksimalne točke njihova razvoja s 23 na 70°.
Charles Darwin se jako zainteresirao za Dallingerov rad. U svom pismu Dallingeru je napisao: “Nisam znao da se bavite mijenjanjem nižih organizama pod utjecajem promjenjivih životnih uvjeta i ne sumnjam da će vaši rezultati biti iznimno zanimljivi i vrijedni. Činjenica koju ste spomenuli da žive na različitim temperaturama, ali se postupno mogu naviknuti na mnogo više, prilično je izvanredna. To objašnjava postojanje algi u toplim izvorima."
Rad na privikavanju bakterija na povišene temperature proveo je Dieudonne, koji je eksperimentirao s bacilom antraksa Bad. fluorescens i Bad. prodigiosum. Dieudonné je postupno povećavao temperaturu na kojoj su bakterije uzgajane i pratio njihov razvoj. Ovaj je istraživač nakon niza inokulacija uspio povećati položaj točke maksimalne temperature kod bakterija za 4-5°.
Na sličan način je Tsiklinskaya (1898) dobila rasu Bac. subtilis s temperaturom maksimalno 8° višom od temperature izvorne kulture.
Gage i Stoughton razvili su rasu otporniju na toplinu - Bact. coli, a Magun je isto uspio za Bac. mikoidi.
Krohn (1923) je pokazao da Bac. thermophilus Negre, koji je imao optimum od 50°, podigao je ovu točku na 62,5° tijekom dvije godine uzgoja na povišenim temperaturama.
Rad koji je po prirodi vrlo sličan onom koji je upravo spomenut, izveli su Ruzicka, Pfeiffer, Thiel i drugi s bakterijama i gljivicama.
U pokusima većine istraživača, prilagodba mikroba na povišene temperature odvijala se vrlo sporo, pri pokušaju izolacije kultura koje podnose relativno visoke temperature, dobiveni su neživi oblici koji su umrli nakon nekoliko subkultura. Sličan fenomen opažen je, na primjer, u pokusima Jankea, koji je pokušao dobiti termofilnu rasu Bac. mezenterikus.
Postupno povećanje temperature ponekad se pokaže neučinkovitim u uklanjanju oblika mikroba otpornih na toplinu. Dakle, Casman i Rettger (Casman a. Rettger, 1933) koristeći ovu metodu u roku od godinu dana nisu mogli postići značajne rezultate u dobivanju toplinski otpornih rasa bakterija koje nose smolu. Stoga su neki istraživači preporučili korištenje jakih učinaka kako bi se izazvalo pojavljivanje velikog broja stanica u kulturi koje mogu tolerirati povišene temperature. Ova tehnika, budući da nije izravno utjecala na svojstva živih bića, naravno, nije mogla dati opipljive rezultate. Posebno su ga koristili Burkey i Rugosa (Burkey a. Rugosa, 1940). U ovom slučaju, kultura eksperimentalnog mikroba obično je bila podvrgnuta oštrim temperaturnim fluktuacijama, izloženosti solima itd.
Mišljenje Kluivera i Baarsa, koji priznaju da su mnogi termofili mutanti koji lako nastaju u hranjivim laboratorijskim medijima, oštro se ne slaže s drugim istraživačima. Ovo gledište razvili su ugledni mikrobiolozi na temelju proučavanja Vibrio thermodesulfuricans, koja je očito nastala od Vibrio desulfuricans. Kao što je već navedeno, mišljenje Kluivera i Baarsa ne može se smatrati valjanim.
Nedavno su Imshenetsky i Loginova (1944-1948) proveli vrlo detaljna istraživanja prilagodbe mezofilnih mikroorganizama (bakterija i kvasaca) na povišene temperature. Eksperimentatori su u svom radu pokušali identificirati uvjete koji dovode do brže proizvodnje željenih oblika mikroba. Ovaj podatak je izuzetno zanimljiv, jer su u praksi često potrebni mikroorganizmi s povišenim temperaturama razvoja. Takve su oblike mikrobiolozi obično tražili u prirodi, ali ne uvijek s uspjehom. Stoga je preporučljivo na dnevni red staviti pitanje umjetnog uzgoja mikrobnih kultura s unaprijed određenim svojstvima, odnosno stvaranje do sada praktički odsutnog područja rada u mikrobiologiji.
Prema idejama koje je razvio Imshenetsky, pod utjecajem supruoptimalnih temperatura u kulturi se pojavljuju stanice koje se mogu bolje razvijati na povišenim temperaturama. Ako su svojstva novih stanica u skladu s vanjskim okruženjem, tada se one pokazuju održivijima od izvornih kultura.
Dakle, stvoreno okruženje doprinosi određenom smjeru u procesu varijabilnosti. Mezofilni mikroorganizmi mogu se pod odgovarajućim uvjetima pretvoriti u termofile. Treba, međutim, još jednom naglasiti da se taj proces odvija uz određene poteškoće, a optimalni uvjeti za njegovo ubrzanje još nisu razjašnjeni. Ipak, navedene činjenice omogućuju nam pretpostaviti prisutnost filogenetskog odnosa između termofilnih i mezofilnih mikroba. Budući da je određena plastičnost svojstvena svim mikrobima, postaje nam jasno da termofilne bakterije imaju široku raznolikost fizioloških skupina.
Vrlo je vrijedno pažnje da se pretvorba termofilnih i termotolerantnih oblika mikroba u mezofilne oblike događa s ne manje poteškoća. To su primijetile studije Dieudonnéa (1895.) i Golikove (1926.), koji su radili s bakterijama, Gilberta (1904.), koji se bavio termotolerantnim plijesnima, i Noaka (1912.), koji je eksperimentirao s termofilnim aktinomicetom.
Ipak, produljeni uzgoj mikroba na niskim temperaturama smanjuje njihovu maksimalnu temperaturu i termorezistentnost (Lowenstein, 1903; Mishustina, 1949 i dr.).
Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.
Reakcija na stres U procesu evolucije bakterije su se, kao i svi drugi živi organizmi, prilagodile postojanju u uvjetima koji nisu sasvim optimalni, a ponekad čak i opasni po život. Otrovne tvari, nepovoljna temperatura, r. H, zračenje unutar granica određenih vrstom ili sojem osjetljivosti organizma ne ometa normalno postojanje bakterija. Nagle promjene uvjeta u nepovoljnom smjeru dovode do smrti stanica. Međutim, s nekim učincima, koji se obično označavaju kao subletalni, stanice ne umiru odmah, već su ozlijeđene. Njihova daljnja sudbina uvelike ovisi o uvjetima u kojima se nalaze.
Oštećenje stanica nastaje pod utjecajem povišene ili snižene temperature, pod utjecajem otrovnih tvari u ne prevelikim koncentracijama, kao posljedica gladovanja, osmotskog šoka i zračenja. U ozlijeđenim stanicama u mnogim slučajevima dolazi do poremećaja barijernih funkcija membrana, otpuštanja nekih metabolita u okoliš, poremećaja sinteze proteina i poremećaja u strukturi DNA. Neki su uvjeti prilično povoljni za razvoj normalnih bakterija. Može biti
Primjerice, bakterije podvrgnute subletalnom temperaturnom šoku, osmotskom šoku i drugim utjecajima umiru na medijima s povećanom koncentracijom soli, što nije nimalo opasno za normalne stanice, ili na medijima s površinski aktivnim spojevima, također u koncentracijama koje ne utjecati na rast normalnih stanica. Ti se faktori ponekad definiraju kao odabir zdravih stanica od ozlijeđenih. Oštećene stanice, smještene u povoljne uvjete, mogu se odvojiti, str
Izravna fotoreaktivacija se opaža kada se stanice osvijetle UV svjetlom, a pirimidinski dimeri u DNA se režu, zbog čega je UV od posebne važnosti za fotoreaktivaciju. Proces fotoreaktivacije povezan je s djelovanjem enzima fotoliaze, koji je flavoprotein. Fotoliaza se veže na pirimidinske dimere, aktivacija enzimskog supstratnog kompleksa svjetlom valne duljine 300 - 600 nm dovodi do monomerizacije dimera. Štoviše, korelacija između opće radiootpornosti stanice i sposobnosti da
Uz opisanu direktnu liniju dolazi do neizravne fotoreaktivacije s vrhom u području od 340 nm, koja ne utječe na cijepanje dimera, ali je inhibiran rast bakterija, čime se produljuje razdoblje procesa popravka. Oštećene stanice ne samo da obnavljaju nanesena im oštećenja, već i pod utjecajem subletalnih učinaka nepovoljnih čimbenika vrše promjene u metabolizmu. Stanice izložene štetnim utjecajima nalaze se u stanju stresa. U različitim slučajevima stres može, ali i ne mora biti povezan s poremećajima u staničnoj strukturi, tj. stanice mogu, ali i ne moraju biti ozlijeđene.
Utjecaji koji dovode do ulaska u stanje stresa definiraju se kao stres. Procesi koji se odvijaju u stanicama pod stresom proučavani su prvenstveno na modelu crijevnih bakterija, prvenstveno E. coli i Salmonella. Do danas je u crijevnim bakterijama identificirano 5 regulacijskih sustava odgovora na stres: “stroga kontrola”; SOS odgovor; adaptivni odgovor;
sinteza proteina toplinskog šoka; odgovor na oksidativni stres. U svih 5 ovih slučajeva dolazi do dubokih promjena u metabolizmu, povezanih s usporavanjem ili prestankom reprodukcije i sinteze proteina potrebnih za preživljavanje. U nekim slučajevima u regulacijskim procesima sudjeluju posebni spojevi, stanični hormoni, koji se nazivaju alarmoni (franc. alarm-anksioznost).
Prilagodba ili abaptacija Prirodna selekcija dovodi do usklađivanja organizama i njihove okoline. Ishod interakcije između organizma i njegovog okoliša može varirati od široko rasprostranjenog značaja do izumiranja vrste. U nekim uvjetima vrsta preživljava i razmnožava se, u drugima ne. U tom smislu priroda vrši selekciju. Ima smisla reći da su pojedinci određene generacije “prilagođeni” uvjetima u kojima su živjele prethodne generacije. Uvjeti prošlosti filtar su kroz koji su određene kombinacije karakteristika prodrle u sadašnjost.
Izraz “prilagodba” (“prilagodba”) ostavlja lažan dojam nekakvog predviđanja, predviđanja ili barem dizajna. Organizmi nisu namijenjeni, nisu prilagođeni ni za sadašnjost ni za budućnost, nisu prilagođeni ni za sadašnjost ni za budućnost – oni su žive posljedice vlastite prošlosti. Oni su prilagođeni svojoj prošlosti. Fitness je relativno opadanje pojedinaca u broj budućih generacija. Najsposobniji pojedinci u populaciji su oni čiji je broj potomaka najveći u odnosu na broj potomaka
Prilagodba mikroorganizama je promjena strukture i fiziologije mikroba pod utjecajem čimbenika okoliša. Stupanj prilagodbe mikroorganizma novim uvjetima ovisi o postojanosti pojedine kulture i snazi vanjskih čimbenika okoliša. Neke vrste mikroba, na primjer kiselo-alkoholno-alkalije otporne, difterijska skupina i gljivice, nešto se manje mijenjaju, dok se tifusna skupina, koki i anaerobi iz skupine lakše prilagođavaju.
Prilagodljivost mikroba je najizraženija u odnosu na temperaturu i prisutnost kisika; prilagodba je to bolja i potpunija što sporije i postupnije raste utjecaj novih čimbenika. Novi uvjeti mogu prisiliti mikroorganizme da postanu manje zahtjevni prema okolišu, ograničiti njihove fiziološke potrebe ili stvoriti spore; ponekad se promijeni morfologija mikrobne stanice i njezina struktura.
Pojava mikrobnih sojeva s novim svojstvima osobito se često događa pri susretu sa štetnim kemijskim spojevima u sredini u kojoj se mikroorganizmi obično slobodno razmnožavaju – pri čemu neki od njih umiru, a oni najpostojaniji preživljavaju i stvaraju perzistentne ili rezistentne sojeve, ponekad i u odnosu na antibiotici i imunološki serumi.
Zaključak: prilagodba je: 1) evolucijska prilagodba organizma uvjetima okoliša, izražena u promjeni njegovih vanjskih i unutarnjih karakteristika (u biologiji); 2) svaka prilagodba organa, funkcije ili organizma na promjenjive uvjete okoline (u medicini); 3) skup reakcija živog sustava koje održavaju njegovu funkcionalnu stabilnost pri mjerenju okolišnih uvjeta koji okružuju taj sustav.
Kemotaksija bakterija Pokretne bakterije aktivno se kreću u smjeru određenom određenim vanjskim čimbenicima. Takva usmjerena kretanja bakterija nazivaju se taksijima. Ovisno o čimbeniku, razlikuju se kemotaksija (poseban slučaj aerotaksije), fototaksija, magnetotaksija, termotaksija i viskozitaksija. Najveću pozornost privlači proučavanje kemotaksije, odnosno kretanja u određenom smjeru u odnosu na izvor kemijske tvari. Za svaki organizam, sve kemijske tvari u tom smislu mogu se podijeliti u dvije skupine: inertne i taksi-inducirajuće (efektori). Među potonjima su atraktanti (tvari koje privlače
Atraktanti mogu biti šećeri, aminokiseline, vitamini, nukleotidi i druge kemijske molekule; repelenti uključuju neke aminokiseline, alkohole, fenole i anorganske ione. Molekularni kisik je atraktant za aerobne prokariote i repelent za anaerobne prokariote. Atraktanti su često predstavljeni prehrambenim supstratima, iako ne djeluju sve tvari potrebne tijelu kao atraktanti. Također, ne služe sve otrovne tvari kao repelenti i nisu svi repelenti štetni. Za osjetljivost bakterija na gradijente određenih čimbenika odgovorni su specifični receptori.
Adhezija mikroorganizama Adhezija je sposobnost adsorpcije mikroorganizama na tvrde podloge i osjetljive stanice uz naknadnu kolonizaciju, odnosno okidač infektivnog procesa. Proteinske strukture odgovorne za vezanje mikroorganizma na stanicu nalaze se na njezinoj površini i nazivaju se adhezini. Adhezini su raznolike strukture i uzrokuju visoku specifičnost, što se očituje u sposobnosti nekih mikroorganizama da se pričvrste na respiratorne epitelne stanice.
Na proces prianjanja mogu utjecati fizikalno-kemijski mehanizmi povezani s hidrofobnošću mikrobnih stanica i zbrojem energije privlačenja i odbijanja. U gram-negativnih bakterija adhezija se javlja zbog pili prvog i općeg tipa. U Gram-pozitivnih bakterija, adhezini su proteini i teihoične kiseline stanične stijenke. U drugim mikroorganizmima ovu funkciju obavljaju različite strukture staničnog sustava: površinski proteini, lipopolisaharidi itd. Prianjanje na površinu raznih nebioloških materijala posljedica je i njihovih fizikalno-kemijskih svojstava i specifičnih površinskih receptora. Antiangiogena terapija, koja se temelji na borbi protiv mikrobne adhezije, sastoji se od upotrebe sredstava
Konkretno, kod bakterija je raširen takozvani horizontalni prijenos genetskih determinanti, u kojem se neki geni mogu prenijeti ne samo s jednog člana populacije određene vrste na druge, već i na predstavnike različitih vrsta, pa čak i rodova. . Uglavnom su plazmidni geni koji određuju prilagodbu bakterija određenim čimbenicima okoliša podložni horizontalnom prijenosu. To su geni za otpornost na otrovne tvari, geni za patogenost, geni koji određuju sposobnost korištenja određenih organskih spojeva i vodika itd.
Dakle, genski fond mikrobne populacije obogaćen je zbog nekih gena prisutnih u populaciji drugih vrsta. Unatoč relativnoj jednostavnosti organizacije bakterijske stanice i njezinom neznatnom volumenu, ona ima vrlo složene i napredne mehanizme u obliku molekularnih prilagodbi.
Nekultivirani oblici patogenih bakterija Mnoge vrste gram-negativnih bakterija, uključujući i patogene (Shigella, Salmonella, Vibrio cholerae i dr.) imaju posebno adaptivno, genetski regulirano stanje, fiziološki ekvivalentno cistama, u koje mogu prijeći pod utjecajem nepovoljnim uvjetima i ostaju održivi do nekoliko godina. Simbioza nekoliko vrsta bakterija koje se koriste u lijekovima vrlo je korisna u liječenju bolesti.
Glavna značajka ovog stanja je da se takve bakterije ne razmnožavaju i stoga ne stvaraju kolonije na čvrstom hranjivom mediju. Takve stanice koje se ne mogu razmnožavati nazivaju se nekulturnim oblicima bakterija (NFB); Stanična membrana im je viskoznija, stanice obično poprimaju oblik koka i znatno su smanjene u veličini.
Imaju veću otpornost u vanjskom okruženju i stoga mogu dugo preživjeti u njemu (primjerice, Vibrio cholerae u prljavom rezervoaru), održavajući endemsko stanje određenog područja (rezervoara). Za detekciju NFB koriste se molekularne genetičke metode (DNA-DNA hibridizacija, CPR) te jednostavnija metoda izravnog brojanja živih stanica. U tu se svrhu ispitivanom materijalu tijekom nekoliko sati dodaju male količine hranjivih tvari (ekstrakt kvasca) i nalidiksične kiseline (za suzbijanje sinteze DNA).
Stanice apsorbiraju hranjive tvari i povećavaju se, ali se ne dijele, pa su tako povećane stanice jasno vidljive pod mikroskopom i lako ih je prebrojati. U ove svrhe možete koristiti i citokemijske metode (stvaranje formazana) ili mikroautoradiografiju.
Homeostaza i mehanizmi homeostaze Homeostaza je sposobnost održavanja stabilnosti i postojanosti unutarnje okoline tijela. Homeostaza se temelji na osjetljivoj ravnoteži unutar sustava, kada je poremećena, tijelo pokušava pronaći rezerve za oporavak. Ako se ravnoteža poremeti, sustav ili pojedini organizam riskira prestanak postojanja, stoga se mora moći dobro prilagoditi vanjskim uvjetima okoline i stalno se razvijati.
Homeostatski sustavi imaju svojstva kao što su nestabilnost (izbor metode prilagodbe okolini), sklonost ravnoteži (želja da se svim snagama održi ravnoteža sustava) i nepredvidivost (rezultat može biti drugačiji od očekivanog) . U ljudi, autonomni živčani sustav i endokrini sustav, koji je pod kontrolom hipotalamusa, a potonji, zauzvrat, moždane kore, odgovorni su za održavanje homeostaze.
Postoje dva mehanizma homeostaze, negativna povratna sprega i pozitivna povratna sprega. Prvi mijenja reakciju sustava u suprotno, drugi dovodi do destabilizirajućeg učinka. Primjer: održavanje stalne tjelesne temperature, održavanje određenog broja jedinki unutar zajednice, povećanje i sniženje krvnog tlaka uz nedostatak kisika. Složeni organizmi imaju brojne detektore koji mogu unaprijed upozoriti na opasnu situaciju. Na primjer, nestanak ptica i životinja s mjesta gdje će se to uskoro dogoditi
Fazu širenja epidemije karakterizira najraširenije oštećenje jedinki u populaciji domaćina. A pritom se gomilaju jedinke otporne na ovu bolest – one koje nisu oboljele ili su već imune na bolest. faza rezervne transformacije, gdje virulentna svojstva postaju manje povoljna, budući da aktivni, patogenetski mehanizmi uzrokuju jednako aktivan odgovor imunološkog sustava domaćina otpornih na bolest. Ponovno se uključuje usmjerena selekcija, ali u smjeru akumulacije
Regulacija brojnosti patogenih mikroorganizama Možemo govoriti o dva tipa regulacije brojnosti patogenih mikroorganizama: 1. prirodna (neovisna o čovjekovoj djelatnosti) 2. antropogena (uzrokovana ljudskom djelatnošću), koje su u suvremenim uvjetima često međusobno povezane. 3. Intrapopulacijska regulacija: Regulacija organizma domaćina. Regulacija prema populaciji domaćina.
U ovom trenutku, čovječe, kada čitaš ove retke, ti imaš koristi od rada bakterija. Od kisika koji udišemo do hranjivih tvari koje naš želudac izvlači iz hrane, možemo zahvaliti bakterijama što napreduju na ovom planetu. U našem tijelu ima oko deset puta više mikroorganizama, uključujući bakterije, nego naših vlastitih stanica. U biti, mi smo više mikrobi nego ljudi.
Tek smo nedavno počeli shvaćati nešto o mikroskopskim organizmima i njihovom utjecaju na naš planet i zdravlje, ali povijest pokazuje da su stoljećima prije naši preci već koristili moć bakterija za fermentaciju hrane i pića (tko god je čuo za kruh i pivo?).
U 17. stoljeću počeli smo proučavati bakterije izravno u našim tijelima u bliskoj vezi s nama – u ustima. Znatiželja Antonia van Leeuwenhoeka dovela je do otkrića bakterije kada je ispitivao plak između vlastitih zuba. Van Leeuwenhoek je bio poetičan o bakterijama, opisujući koloniju bakterija na svojim zubima kao "malu bijelu tvar, poput stvrdnutog tijesta". Stavljajući uzorak pod mikroskop, van Leeuwenhoek je vidio da se mikroorganizmi kreću. Dakle, živi su!
Trebali biste znati da su bakterije odigrale ključnu ulogu na Zemlji, jer su bile ključne za stvaranje zraka za disanje i biološkog bogatstva planeta koji zovemo domom.
U ovom članku ćemo vam dati pregled ovih sićušnih, ali vrlo utjecajnih mikroorganizama. Pogledat ćemo dobre, loše i krajnje bizarne načine na koje bakterije oblikuju ljudsku i okolišnu povijest. Prvo, pogledajmo po čemu se bakterije razlikuju od drugih vrsta života.
Osnove bakterija
Pa, ako su bakterije nevidljive golim okom, kako možemo znati toliko o njima?
Znanstvenici su razvili snažne mikroskope za promatranje bakterija - čija veličina varira od jednog do nekoliko mikrona (milijunti dio metra) - i odgonetnu u kakvom su odnosu s drugim oblicima života, biljkama, životinjama, virusima i gljivicama.
Kao što možda znate, stanice su građevni blokovi života, od tkiva našeg tijela do stabla koje raste izvan našeg prozora. Ljudi, životinje i biljke imaju stanice s genetskom informacijom sadržanom u membrani koja se naziva jezgra. Ove vrste stanica, koje se nazivaju eukariotske stanice, imaju specijalizirane organele, od kojih svaka ima jedinstvenu zadaću da pomogne funkcioniranju stanice.
Bakterije, međutim, nemaju jezgru, a njihov genetski materijal (DNK) slobodno pluta unutar stanice. Ove mikroskopske stanice nemaju organele i imaju druge metode reprodukcije i prijenosa genetskog materijala. Bakterije se smatraju prokariotskim stanicama.
- Preživljavaju li bakterije u okruženju sa ili bez kisika?
- Njihov oblik: štapići (bacillus), krugovi (cocci) ili spirale (spirillum)
- Jesu li bakterije gram-negativne ili gram-pozitivne, odnosno imaju li vanjsku zaštitnu membranu koja sprječava bojenje unutrašnjosti stanice?
- Kako se bakterije kreću i istražuju svoj okoliš (mnoge bakterije imaju bičeve, malene strukture nalik biču koje im omogućuju kretanje u svom okolišu)
Mikrobiologija- znanost o svim vrstama mikroba, uključujući bakterije, arheje, gljive, viruse i protozoe - razlikuje bakterije od njihovih mikrobnih rođaka.
Prokarioti slični bakterijama, sada klasificirani kao arheje, nekoć su bili zajedno s bakterijama, ali kako su znanstvenici saznavali više o njima, dali su bakterijama i arhejama vlastite kategorije.
Mikrobna prehrana (i mijazma)
Poput ljudi, životinja i biljaka, bakterije trebaju hranu za preživljavanje.
Neke bakterije — autotrofi — koriste osnovne resurse poput sunčeve svjetlosti, vode i kemikalija iz okoliša za stvaranje hrane (pomislite na cijanobakterije koje 2,5 milijuna godina pretvaraju sunčevu svjetlost u kisik). Druge bakterije znanstvenici nazivaju heterotrofima jer dobivaju energiju iz postojeće organske tvari kao hrane (na primjer, mrtvog lišća na šumskom tlu).
Istina je da ono što je bakterijama ukusno nama će biti odvratno. Oni su evoluirali da apsorbiraju sve vrste proizvoda, od izlijevanja nafte i nuklearnih nusproizvoda do ljudskog otpada i proizvoda raspadanja.
Ali afinitet bakterije za određeni izvor hrane mogao bi koristiti društvu. Na primjer, stručnjaci za umjetnost u Italiji okrenuli su se bakterijama koje mogu pojesti višak slojeva soli i ljepila, smanjujući tako trajnost neprocjenjivih umjetničkih djela. Sposobnost bakterija da prerađuju organske tvari također je vrlo korisna za Zemlju, kako u tlu tako iu vodi.
Iz svakodnevnog iskustva dobro ste svjesni mirisa koji uzrokuju bakterije dok konzumiraju sadržaj vaše kante za smeće, probavljajući ostatke hrane i ispuštajući vlastite plinovite nusprodukte. Međutim, ovo nije sve. Također možete kriviti bakterije za izazivanje onih neugodnih trenutaka kada sami ispuštate plinove.
Jedna velika obitelj
Bakterije rastu i stvaraju kolonije kad im se za to pruži prilika. Ako su hrana i okolišni uvjeti povoljni, oni se razmnožavaju i stvaraju ljepljive nakupine koje se nazivaju biofilmovi kako bi preživjeli na površinama od kamenja do zuba u ustima.
Biofilmovi imaju svoje prednosti i nedostatke. S jedne strane, oni su uzajamno korisni prirodnim objektima (mutualizam). S druge strane, mogu biti ozbiljna prijetnja. Na primjer, liječnici koji liječe pacijente s medicinskim implantatima i uređajima ozbiljno su zabrinuti zbog biofilmova jer pružaju nekretninu za bakterije. Jednom kolonizirani, biofilmovi mogu proizvesti nusproizvode koji su otrovni - a ponekad i smrtonosni - za ljude.
Poput ljudi u gradovima, stanice u biofilmu međusobno komuniciraju, razmjenjujući informacije o hrani i potencijalnim opasnostima. Ali umjesto da zovu susjede na telefon, bakterije šalju poruke pomoću kemikalija.
Također, bakterije se ne boje živjeti samostalno. Neke su vrste razvile zanimljive načine preživljavanja u teškim uvjetima. Kada više nema hrane i uvjeti postanu nepodnošljivi, bakterije se čuvaju stvaranjem tvrdog omotača, endospore, koja stanicu stavlja u stanje mirovanja i čuva genetski materijal bakterije.
U takvim vremenskim kapsulama znanstvenici nalaze bakterije koje su bile pohranjene 100 pa čak i 250 milijuna godina. To sugerira da se bakterije mogu samostalno skladištiti dugo vremena.
Sada kada znamo koje mogućnosti kolonije pružaju bakterijama, shvatimo kako one tamo dospiju - dijeljenjem i razmnožavanjem.
Razmnožavanje bakterija
Kako bakterije stvaraju kolonije? Kao i drugi oblici života na Zemlji, bakterije se moraju umnožavati kako bi preživjele. Drugi organizmi to čine putem spolnog razmnožavanja, ali ne bakterije. Ali prvo, raspravimo zašto je raznolikost dobra.
Život prolazi prirodnu selekciju, ili selektivne sile određenog okoliša dopuštaju jednoj vrsti da cvjeta i razmnožava se više od druge. Možda se sjećate da su geni mehanizam koji stanici daje upute što da radi i određuje koje će vam boje biti kosa i oči. Gene dobivate od roditelja. Spolno razmnožavanje rezultira mutacijama, odnosno nasumičnim promjenama u DNK, što stvara raznolikost. Što je veća genetska raznolikost, veća je šansa da će se organizam moći prilagoditi ograničenjima okoliša.
Za bakterije, reprodukcija ne ovisi o susretu s pravim mikrobom; jednostavno kopiraju vlastitu DNK i dijele se u dvije identične stanice. Ovaj proces, nazvan binarna fisija, događa se kada se jedna bakterija podijeli na dvije, kopirajući DNK i prosljeđujući je u oba dijela podijeljene stanice.
Budući da će rezultirajuća stanica u konačnici biti identična onoj iz koje je rođena, ova metoda razmnožavanja nije najbolja za stvaranje raznolikog genskog fonda. Kako bakterije dobivaju nove gene?
Ispostavilo se da se bakterije služe lukavim trikom: horizontalnim prijenosom gena, odnosno razmjenom genetskog materijala bez reprodukcije. Postoji nekoliko načina na koje bakterije to čine. Jedna metoda uključuje prikupljanje genetskog materijala iz okoline izvan stanice – od drugih mikroba i bakterija (putem molekula koje se nazivaju plazmidi). Drugi način su virusi, koji koriste bakterije kao dom. Kada virusi zaraze novu bakteriju, ostavljaju genetski materijal prethodne bakterije u novoj.
Razmjena genetskog materijala daje bakterijama fleksibilnost prilagodbe, a one se prilagođavaju ako osjete stresne promjene u okolišu, poput nestašice hrane ili kemijskih promjena.
Razumijevanje načina na koji se bakterije prilagođavaju iznimno je važno za borbu protiv njih i stvaranje antibiotika za lijekove. Bakterije mogu toliko često razmjenjivati genetski materijal da ponekad tretmani koji su prije djelovali više ne djeluju.
Nema visokih planina, nema velikih dubina
Ako postavite pitanje "gdje su bakterije?", lakše je pitati "gdje nema bakterija?"
Bakterije se nalaze gotovo posvuda na Zemlji. Nemoguće je zamisliti broj bakterija na planetu u bilo kojem trenutku, ali neke procjene njihov broj (bakterija i arheja zajedno) iznosi 5 oktiliona - broj sa 27 nula.
Klasificiranje bakterijskih vrsta iznimno je teško iz očitih razloga. Danas postoji oko 30.000 službeno identificiranih vrsta, ali baza znanja stalno raste, a postoje mišljenja da smo mi samo vrh ledenog brijega svih vrsta bakterija.
Istina je da bakterije postoje već jako dugo. Proizveli su neke od najstarijih fosila, stare 3,5 milijarde godina. Znanstvena istraživanja sugeriraju da su cijanobakterije počele stvarati kisik prije otprilike 2,3-2,5 milijardi godina u svjetskim oceanima, zasićujući Zemljinu atmosferu kisikom koji udišemo do danas.
Bakterije mogu preživjeti u zraku, vodi, tlu, ledu, toplini, na biljkama, u crijevima, na koži – posvuda.
Neke bakterije su ekstremofili, što znači da mogu izdržati ekstremne uvjete koji su vrlo vrući ili hladni, ili im nedostaju hranjive tvari i kemikalije koje obično povezujemo sa životom. Istraživači su takve bakterije pronašli u Marijanskoj brazdi, najdubljoj točki na Zemlji na dnu Tihog oceana, u blizini hidrotermalnih otvora u vodi i ledu. Postoje i bakterije koje vole visoke temperature, poput onih koje boje opalescentni bazen u Nacionalnom parku Yellowstone.
Loše (za nas)
Iako bakterije daju važan doprinos ljudskom i planetarnom zdravlju, one također imaju tamnu stranu. Neke bakterije mogu biti patogene, što znači da uzrokuju bolesti i bolesti.
Kroz ljudsku povijest, određene bakterije su (razumljivo) dobile lošu reputaciju, izazivajući paniku i histeriju. Uzmimo, na primjer, kugu. Bakterija koja uzrokuje kugu, Yersinia pestis, ne samo da je ubila više od 100 milijuna ljudi, već je možda pridonijela i raspadu Rimskog Carstva. Prije pojave antibiotika, lijekova koji pomažu u borbi protiv bakterijskih infekcija, bilo ih je vrlo teško zaustaviti.
I danas nas te patogene bakterije ozbiljno plaše. Zahvaljujući razvoju rezistencije na antibiotike, uvijek nam prijete bakterije uzročnici antraksa, upale pluća, meningitisa, kolere, salmoneloze, upale krajnika i drugih bolesti koje su nam još uvijek bliske.
To posebno vrijedi za Staphylococcus aureus, bakteriju odgovornu za infekcije stafilokokom. Ova “superbakterija” uzrokuje brojne probleme u klinikama, jer se pacijenti vrlo često zaraze ovom infekcijom prilikom ugradnje medicinskih implantata i katetera.
Već smo govorili o prirodnoj selekciji io tome kako neke bakterije proizvode različite gene koji im pomažu da se nose s uvjetima okoline. Ako imate infekciju i neke se bakterije u vašem tijelu razlikuju od drugih, antibiotici mogu utjecati na većinu bakterijske populacije. Ali one bakterije koje prežive razvit će otpornost na lijek i ostati čekati sljedeću priliku. Stoga liječnici preporučuju dovršiti tijek antibiotika do kraja i općenito ih koristiti što je rjeđe moguće, samo u krajnjem slučaju.
Biološko oružje još je jedan zastrašujući aspekt ovog razgovora. Bakterije se u nekim slučajevima mogu upotrijebiti kao oružje, a svojedobno je korišten antraks. Osim toga, ne samo ljudi pate od bakterija. Zasebna vrsta, Halomonas titanicae, pokazala je apetit za potonulim prekooceanskim brodom Titanic, izjedajući metal povijesnog broda.
Naravno, bakterije mogu uzrokovati više od puke štete.
Herojske bakterije
Istražimo dobre strane bakterija. Uostalom, ti su nam mikrobi dali ukusnu hranu poput sira, piva, kiselog tijesta i drugih fermentiranih elemenata. Također poboljšavaju ljudsko zdravlje i koriste se u medicini.
Pojedine bakterije mogu zahvaliti što su oblikovale ljudsku evoluciju. Znanost prikuplja sve više podataka o mikroflori - mikroorganizmima koji žive u našim tijelima, posebice u probavnom sustavu i crijevima. Istraživanja pokazuju da bakterije, novi genetski materijali i raznolikost koju donose našim tijelima omogućuju ljudima da se prilagode novim izvorima hrane koji prije nisu bili iskorištavani.
Pogledajmo to ovako: oblažući površinu želuca i crijeva, bakterije "rade" za vas. Kada jedete, bakterije i drugi mikrobi pomažu vam razgraditi i izvući hranjive tvari iz hrane, osobito ugljikohidrata. Što su bakterije koje konzumiramo raznolikije, naša tijela dobivaju veću raznolikost.
Iako je naše znanje o vlastitim mikrobima vrlo ograničeno, postoji razlog za vjerovanje da odsutnost određenih mikroba i bakterija u tijelu može biti povezana s ljudskim zdravljem, metabolizmom i osjetljivošću na alergene. Preliminarne studije na miševima pokazale su da su metaboličke bolesti poput pretilosti povezane s raznolikom i zdravom mikrobiotom, a ne s našim prevladavajućim mentalitetom "kalorije unutra, kalorije van".
Trenutno se aktivno istražuje mogućnost unošenja određenih mikroba i bakterija u ljudski organizam koji bi mogli pružiti određene dobrobiti, ali u vrijeme pisanja još nisu utvrđene opće preporuke za njihovu upotrebu.
Osim toga, bakterije su imale važnu ulogu u razvoju znanstvene misli i ljudske medicine. Bakterije su imale vodeću ulogu u razvoju Kochovih postulata iz 1884., koji su doveli do općeg shvaćanja da bolest uzrokuje određena vrsta mikroba.
Istraživači koji su proučavali bakterije slučajno su otkrili penicilin, antibiotik koji je spasio mnoge živote. Također, nedavno je u vezi s tim otkriven jednostavan način za uređivanje genoma organizama, što bi moglo revolucionarizirati medicinu.
Zapravo, tek počinjemo shvaćati kako izvući korist iz zajedničkog života s ovim malim prijateljima. Osim toga, nije jasno tko je pravi vlasnik Zemlje: ljudi ili mikrobi.
22. srpnja 2017 Genadij
PRIMIJENJENA BIOKEMIJA I MIKROBIOLOGIJA, 2004, svezak 40, br. 387-397 (prikaz, ostalo).
UDK: 576.8.098/577.1
IZVANSTANIČNI ČIMBENICI PRILAGODBE BAKTERIJA NA NEPOVOLJNE OKOLIŠNE UVJETE
© 2004 Yu. Nikolaev
Institut za mikrobiologiju RAS, 117811 Moskva, e-mail: [e-mail zaštićen] Primljeno u urednici 17.11.2003.
Razmatraju se podaci o izvanstaničnim spojevima bakterija koji sudjeluju u njihovoj prilagodbi na nepovoljne uvjete okoliša: visoke i niske temperature, koncentracije toksičnih tvari (oksidansi, fenoli, teški metali), koje usporavaju rast i baktericidne tvari, antibiotici, nepovoljne vrijednosti pH i saliniteta. Identificirani spojevi po kemijskoj prirodi pripadaju različitim vrstama; predstavljeni su proteinima, ugljikovodicima, organskim kiselinama, nukleotidima, aminokiselinama, lipopeptidima i hlapljivim spojevima. Većina ovih spojeva trenutno nije identificirana, ali su njihova svojstva proučavana pomoću biotestova. Predlaže se razmatranje izvanstaničnih čimbenika prilagodbe (ECFA) kao nove skupine biološki aktivnih tvari. Prema mehanizmu djelovanja izvanstanični čimbenici prilagodbe mogu se podijeliti u nekoliko skupina; zaštitnici (stabilizatori); tvari signalne prirode koje su induktori staničnih obrambenih mehanizama; regulatori nisu induktori (na primjer, regulatori adhezije); "protuotrov" i neutralizirajuće djelovanje. Glavni pravci proučavanja VPA su potraga za novim spojevima (na temelju biotestova), njihova identifikacija i proučavanje mehanizama djelovanja. Izvanstanični čimbenici prilagodbe mogu naći široku praktičnu primjenu u biotehnologiji, medicini, poljoprivredi i zaštiti okoliša.
Prilagodba bakterija na nepovoljne uvjete okoliša tradicionalna je i dobro proučena grana biokemije i mikrobiologije. Adaptacija (latinski ayargagu - prilagodba) shvaćena je kao zbroj fizioloških, biokemijskih, morfoloških i bihevioralnih reakcija tijela usmjerenih na promjenu stope rasta, metabolizma, vitalnosti (preživljavanja) i genetski svojstvenih tijelu. Prilagodba je usmjerena na opstanak određene populacije i cijele vrste u cjelini. U udžbenicima iz mikrobiologije, biokemije i teorijske biologije prilagodba na nepovoljne uvjete okoliša obrađuje se u odjeljcima „fenotipska i genetička prilagodba“ i „regulacija aktivnosti enzima i njihove sinteze“. Konkretni primjeri prilagodbe su raznoliki i opisani u brojnim pregledima i monografijama, uglavnom sa stajališta biokemije i genetske kontrole razvoja adaptacijskog odgovora.
Osvrnimo se ukratko na terminologiju, jer... Čak ni među stručnjacima koji rade na ovom području ne postoji jedinstvo u korištenju specifičnih pojmova. U literaturi na engleskom jeziku obično se govori o prilagodbi kao razvoju otpornosti na stres ili šokove (kiselina, temperatura, sol itd.), što znači stres kao pritisak, napetost, pritisak, drugim riječima, značajnu promjenu nekog čimbenika. - temperatura, tlak itd. .P. "Šok"
znači udarac, šok, guranje, tj. oštar učinak na tijelo, kratkotrajan u usporedbi s duljinom staničnog ciklusa i brzinom normalnih adaptacijskih reakcija, a značajan u smislu intenziteta utjecaja faktora.
U ruskoj biologiji postoji drugačija terminologija. Prema Velikom objasnidbenom rječniku ruskog jezika, "stres je stanje napetosti u tijelu, obrambena reakcija uzrokovana djelovanjem nepovoljnog čimbenika". Ovo je shvaćanje u skladu s definicijom utemeljitelja stresologije G. Selyea, koji je stres tumačio kao nespecifičan odgovor tijela na zahtjev koji mu se postavlja. Stres se u nizu recenzija smatra istim značenjem. Šok je "reakcija tijela na jak vanjski utjecaj (kao i njegovo stanje nakon takvog utjecaja), karakteriziran oštrim poremećajem u regulaciji životnih procesa." Dakle, i stres i šok su stanje organizma, karakteristična adaptacijska reakcija na utjecaje koji se razlikuju po dozi, intenzitetu i vremenu.
Opravdano je dotaknuti se pitanja koliko je stres prirodan, uobičajen ili abnormalan. U ovom slučaju potrebno je naznačiti što je prihvaćeno kao norma. Stalne promjene i razvoj sastavna su svojstva bioloških sustava.
Promjene su vektorske, jednosmjerne i cikličke. Sukladno tome, u razvoju svakog živog sustava moraju se izmjenjivati faze brzog, optimalnog razvoja i faze potisnutog, suboptimalnog razvoja. Na temelju toga, potisnuta, ograničena stanja treba smatrati prirodnim, pa čak i sastavnim svojstvom života. U ovom slučaju, ako uzmemo kao "normu" reprodukciju mikroorganizama, povećanje njihovog broja u fazi rasta mikrobne kulture, tada se stanje stanica u lag fazi smatra "stresom nove okoline" , zahtijevajući adaptivne adaptivne reakcije. S druge strane, iscrpljivanje izvora hrane ili kritično povećanje gustoće stanica u kulturi u razvoju uzrokuje "stres gladi", a stacionarne stanice pokazuju fiziološku prilagodbu kulture uvjetima koji nisu optimalni za rast. Ovo razmatranje stresa kao normalnog i čak pogodnog za razvoj stanja kulture (organizma) je posljedica i u kombinaciji s cikličkom prirodom tog određenog fizičkog svijeta u kojem egzistiraju zemaljski organizmi, gdje temperatura, osvjetljenje, vlaga, tlak, koncentracije organskih i anorganskih spojeva, te fizičke napetosti mijenjaju se ciklički, djelovanje biotskih čimbenika.
S obzirom na cikličnost promjena u okolišnim uvjetima, potrebno je u njima razlikovati: a) promjene koje su nove za određeni stupanj razvoja, ali se ponavljaju u razvojnom ciklusu i ulaze u zonu tolerancije dane vrste; b) učinci izvan granica takve zone tolerancije, nepovoljni za rast i razvoj organizma, često biocidni. Zatim, pod prilagodbom na bilo koje uvjete razumjet ćemo skup specifičnih morfoloških, biokemijskih, fizioloških i bihevioralnih reakcija organizma koje se razvijaju kao odgovor na te uvjete i pridonose daljnjem funkcioniranju organizma ili usmjerene na povećanje vitalnosti (smanjenje mortaliteta) u ekstremnim uvjetima. U potonjem slučaju ne govorimo o nastavku metabolizma (kultura mikroba) u specifičnim nepovoljnim uvjetima (prilagodba organizma), već o očuvanju populacije za sljedeći životni ciklus u dalekoj budućnosti, u slučaju odumiranje dijela populacije (obično većeg) i privremeni zastoj u funkcioniranju preživjelih stanica.
U kontekstu problematike o kojoj se raspravlja, zadržimo se ukratko na znakovima stresa kod mikroorganizama. Prilikom utvrđivanja potrebno je usporediti pokazatelje stanja organizma koji se promatraju u normalnom stanju, uzetom kao optimalno (homeostaza), i u stanju stresa.
NI. Značajan poremećaj bilo kojeg mjerenog indeksa homeostaze pokazatelj je i znak stresa. Kod mikroorganizama pokazatelji depresivnog, stresnog stanja uključuju: oslobađanje proteina u izvanstanični prostor, gubitak spojeva male molekulske težine od strane stanice zbog povećane propusnosti citoplazmatske membrane, oštećenje ribosoma, nukleinskih kiselina, smanjenje brzine potrošnja kisika, smanjenje aktivnosti enzima, nakupljanje reaktivnih kisikovih vrsta i produkata peroksidacije lipida, gubitak sposobnosti dijela stanica populacije da stvaraju kolonije pri rastu na gustim hranjivim minimalnim medijima (tj. smanjenje koncentracije kolonija formiranje jedinica, CFU), usporavanje rasta, inhibicija vitalne aktivnosti, agregacije i adhezije. Obvezna značajka stresnog stanja je njegova reverzibilnost, mogućnost povratka u normalno funkcioniranje uz odgovarajuće promjene u okolini.
Među navedenim znakovima dva su najkarakterističnija i najčešće korištena u praksi smanjenje brzine rasta i vitalnosti stanica. Čini se da su oni najizravniji i najadekvatniji pokazatelji stresa. Brzina rasta integralni je pokazatelj stanja mikroorganizama. Za stanice koje rastu određenom maksimalnom brzinom za dane uvjete (c.max), njezino smanjenje na neku nižu vrijednost cmin ukazivati će na stresno stanje mikroba. Međutim, rast po ovoj novoj niskoj stopi može kasnije postati norma u novom okruženju. Daljnje pogoršanje uvjeta može dovesti do smanjenja c na 0 ili čak smrti stanice. Početak stanične smrti ukazuje na iscrpljenost adaptivnih resursa pojedinih stanica. Međutim, za populaciju je smanjenje broja stanica reverzibilan proces i odumiranje određenog broja pojedinačnih stanica sasvim je normalna pojava, unatoč tome što drugi dio stanica ostaje sposoban za život, prelazeći u stanje mirovanja. država. Dakle, smanjenje stope rasta i koncentracije održivih stanica znakovi su stresa, ali prvi više karakterizira stanje stanica, a drugi - populaciju. Većina radova posvećenih prilagodbi bakterija na nepovoljne utjecaje operira upravo s ova dva pokazatelja.
Pregled je uglavnom ograničen na prilagodbu kultura koje aktivno rastu na nepovoljne fizikalno-kemijske uvjete okoliša, usmjerene kako na održavanje aktivnog stanja stanica kada se održava strategija rasta, tako i na očuvanje populacije kada se strategija rasta promijeni.
strategija doživljavanja. Prilagodbe mikrobnih kultura na takve uvjete kao što su iscrpljivanje hranjivih tvari, novi povoljni uvjeti, promjene u izvorima hrane, često povezane s ontogenezom kultura (tj. formiranje i klijanje uspavanih oblika) neće se razmatrati.
Trenutno su dosta dobro proučeni mehanizmi prilagodbe bakterija na visoke i niske temperature, visoke koncentracije reaktivnih kisikovih spojeva, soli, neionskih tvari, visoko zračenje, hidrostatski tlak, iscrpljenost izvora ugljika, energije i drugih resursa. Fokus je na intracelularnom
OLESKIN A.V. - 2009. (prikaz).
ZAYTSEVA Y.V., POPOVA A.A., KHMEL I.A. - 2014. (prikaz).