Adaptarea biologică (din latină adaptatio - adaptare) este adaptarea unui microorganism la condițiile externe în procesul de evoluție, inclusiv componentele morfofiziologice și comportamentale. Adaptarea poate asigura supraviețuirea într-un anumit habitat, rezistența la factori abiotici și biologici, precum și succesul în competiția cu alte specii, populații și indivizi. Fiecare specie are propria capacitate de adaptare, limitată de fiziologie (adaptare individuală).
Dezadaptarea este orice încălcare a adaptării, adaptarea corpului la condițiile în continuă schimbare ale mediului extern sau intern. O stare de discrepanță dinamică între un organism viu și mediul extern, care duce la perturbarea funcționării fiziologice, modificări ale comportamentului și dezvoltarea proceselor patologice.O discrepanță completă între organism și condițiile externe ale existenței sale este incompatibilă cu viața. Gradul de inadaptare se caracterizează prin nivelul de dezorganizare a sistemelor funcționale ale organismului. În funcție de natura funcționării, se disting două forme de inadaptare: – nepatologică: menținerea homeostaziei este posibilă sub un regim de funcționare fiziologică îmbunătățită, dar „normală”; – patologic: menținerea homeostaziei este posibilă numai cu trecerea la funcționarea patologică.
Adaptările speciilor din cadrul aceleiași biocenoze sunt adesea strâns legate între ele. Dacă procesul de adaptare al unei specii nu se află într-o stare de echilibru, atunci întreaga biocenoză poate evolua (uneori cu consecințe negative) chiar și în condiții de mediu stabile.
Conținutul principal al adaptării, conform lui T. Pilat, îl reprezintă procesele interne din sistem care asigură păstrarea funcțiilor sale externe în raport cu mediul. Dacă structura unui sistem asigură funcționarea sa normală în condiții de mediu date, atunci un astfel de sistem ar trebui considerat adaptat acestor condiții. În această etapă, se stabilește echilibrul dinamic.
Exemple de adaptare: la protozoarele de apă dulce, concentrația osmotică a protoplasmei este mai mare decât concentrația apei din jur. Când apa este absorbită, are loc desalinizarea constantă. Echilibrul osmotic perturbat în acest caz este reglat de activitatea vacuolei contractile, care elimină excesul de apă din organism. Unele protozoare sunt însă capabile să se adapteze existenței în apă mai sărată și chiar în apă de mare. În același timp, activitatea vacuolei lor contractile încetinește și se poate chiar opri complet, deoarece în aceste condiții îndepărtarea apei din organism ar duce la o creștere a concentrației relative de ioni din protoplasmă și, în legătură cu aceasta. , la o perturbare a echilibrului osmotic din acesta. Astfel, în acest caz, mecanismul de adaptare se reduce la o reacție fizico-chimică directă a protoplasmei. În alte cazuri, mecanismul de adaptare pare mai complex și nu poate fi întotdeauna descompus imediat în factori elementari. Astfel sunt, de exemplu, adaptarea animalelor la condițiile de temperatură (alungirea blănii mamiferelor sub influența frigului), la fenomenele de energie radiantă (fototropismul plantelor); modificarea culorii pielii la animalele cu sânge rece datorită reacției celulelor pigmentare; dimorfismul sezonier al culorilor la păsări și mamifere; o schimbare a culorii acestora în funcție de condițiile climatice și geografice etc. Totuși, și aici mecanismul de adaptare poate fi redus în cele din urmă la reacțiile fizico-chimice ale protoplasmei. Fenomenele de adaptare sunt strâns legate de evoluția microorganismelor și reprezintă unul dintre cei mai importanți factori de aclimatizare, lupta pentru existență și mimetism.
Adaptarea microorganismelor, acomodarea microorganismelor, adaptarea lor la mediu. Structura, proprietățile fiziologice și compoziția lor chimică depind atât de proprietățile ereditare ale unei specii date, cât și de influențele mediului. Acestea din urmă forțează microorganismul să se schimbe. Până de curând, aceste modificări erau considerate aleatorii și, conform învățăturilor lui Conn, de puțină importanță pentru principalele caracteristici ale microorganismului, care erau recunoscute ca imuabile. Cu toate acestea, de-a lungul timpului, mai întâi timid, apoi din ce în ce mai hotărât, a fost propusă doctrina variabilității microorganismelor ca factor biologic, iar acum modificările microorganismelor nu mai sunt considerate doar întâmplătoare, ci sunt recunoscute ca mai profunde. Natura variabilității unui microorganism depinde de doi factori: rezistența individuală a speciei a unui anumit microorganism și adâncimea, sfera și puterea influenței mediului. Unele tipuri de microorganisme, precum grupul rezistent la acid, formele difteriei și fungice, se modifică mai puțin și se adaptează mai puțin bine, în timp ce grupele enterico-tifoide, capsulare, cocice, anaerobe sunt mai ușor supuse modificărilor. Adaptabilitatea microorganismelor este afectată în primul rând de relația lor cu oxigenul și temperatura ambiantă. Se știe că anaerobii pot fi obișnuiți atât cu oxigenul liber, cât și invers. Același lucru trebuie spus și despre atitudinea față de temperatura ambiantă, precum și față de reacția mediului, la acțiunea luminii și compoziția chimică a materialului nutritiv. O condiție trebuie îndeplinită pentru a detecta această adaptare: expunerea treptată la noi factori. Cu cât acționează mai încet și mai treptat noile condiții, cu atât microorganismul se adaptează mai ușor și mai perfect. Această adaptare merge în direcții diferite. Condițiile de mediu obligă microorganismul să devină mai puțin pretențios în funcțiile sale fiziologice, le limitează la minimum și intră în stadiul de anabioză („microbiism latent”), pentru care formează spori și este înconjurat de capsule impenetrabile de țesut mucos, calcaros și conjunctiv ( coci, tub. bețișoare etc.); sau microorganismele suferă modificări morfologice, pierzând organe întregi și părți care sunt deosebit de sensibile la condițiile normale (de exemplu, tripanozomi, obișnuiți cu arsenic, pierd blefaroblaste (Verbitsky)), și astfel se obțin noi rase de microorganisme. Formarea de noi rase cu noi proprietăți are loc mai ales ușor atunci când un microorganism întâlnește noi substanțe chimice într-un organism în care este obișnuit să se înmulțească liber. Atunci când într-un astfel de mediu apar substanțe nocive, unele dintre microorganisme mor, iar cei mai rezistenți indivizi supraviețuiesc și dau naștere așa-numitelor rase „persistente” sau „rezistente” (Enrlich). O astfel de rezistență a fost dovedită în raport cu diverși compuși chimici și alcaloizi (arsen, alcool, chinină) - Adaptabilitatea microorganismelor poate merge și în sens invers - spre creșterea viabilității și dobândirea unei activități mai mari. Astfel, un microorganism ușor virulent, sub influența unui corp slăbit, începe să se înmulțească rapid și să producă toxine pe care anterior nu le-a avut sau nu le-a avut puțin. Un exemplu aici sunt numeroasele cazuri de așa-numite infecții endogene, când pneumococul sub influența unei răceli provoacă pneumonie sau Bact. coli, sub influența unei erori în alimentație, provoacă o boală asemănătoare dizenteriei. Această „activare” a unui microorganism nu este altceva decât adaptarea lui la noile condiții. Fenomenele de adaptare sunt deosebit de bine studiate și numeroase acolo unde un microorganism întâlnește un organism imunitar sau medii imunitare. Pe lângă capsulele menționate mai sus, care servesc drept strat protector pentru microbi față de mediul extern, microorganismul începe să producă agresine, care îl fac mai puțin accesibil fagocitelor. Adaptabilitatea microorganismelor merge atât de departe încât pot deveni rezistente chiar și la serurile imune. Bordet a arătat încă din 1895 cum Vibrio cholerae poate fi obișnuit cu serul bacteriolitic. O serie de autori au dovedit posibilitatea antrenării microorganismelor aglutinante pentru a opri aglutinarea. În schimb, microorganismele neaglutinabile pot fi transformate în aglutinante, de exemplu, prin trecerea prin corpul animalelor și chiar prin simple transferuri de la mediu la mediu. Prin rearanjarea caracteristicilor lor morfologice și fiziologice, microorganismele, în funcție de solul pe care trăiesc și în funcție de alte microorganisme care se înmulțesc lângă ele, pot dobândi caracteristici inerente vecinilor și se pot transforma într-un așa-numit „paramicrob”. Un astfel de microorganism, așa cum a demonstrat Rosenow, poate dobândi noi proprietăți dobândite de el în urma conviețuirii cu un microorganism patogen și le poate păstra destul de mult timp prin moștenire. De exemplu, streptococul izolat din meningita cauzată de diplococul Weichselbaum dobândește capacitatea de a provoca meningită. Se dovedește a fi o imitație a unui alt agent patogen. Această imitație se exprimă fie în capacitatea de a provoca aceeași boală, fie în dobândirea de noi proprietăți antigenice. Astfel, Proteus, care trăiește în corpul unui pacient cu tifos, începe să fie aglutinat de serul pacientului, deși nu este agentul cauzal al bolii. Din toate faptele de mai sus este clar cât de importante sunt fenomenele de adaptare a microorganismelor pentru patologie și epidemiologie.
Evoluția bacteriilor și semnificația ei medicală. Microorganismele de pe Pământ au apărut cu aproximativ trei miliarde de ani înainte de apariția oamenilor. În 1822, E. Darwin a propus teoria evoluției, iar 100 de ani mai târziu, biochimistul rus A. Oparin (1920) a propus teoria originii vieții biologice. Bacteriile au un loc foarte important în acest sistem. Primele forme de viață biologică, auto-replicate, închise în membrană (protobionti), au fost incapabile de fotosinteză și au obținut energie prin efectuarea unor reacții oxidative abiogene simple, într-o singură etapă. Acest lucru a continuat timp de aproximativ 1,0 miliarde de ani. Energia (electrochimică, termică, fotochimică) generată în aceste reacții a fost stocată în anumite molecule și folosită pentru a desfășura procese primitive. Formarea moleculelor primare și a reacțiilor a marcat începutul proceselor metabolice - anabolism și catabolism. Tranziția de la protocelulă la celulă procariotă a avut loc între 2,5-3 miliarde de ani în urmă. Nu exista oxigen în atmosfera planetei, iar procariotele primare erau anaerobe. Calea autotrofă a fixării CO 2 a stat la baza productivității primare a planetei. Trecerea de la o atmosferă reducătoare la una de oxigen a avut loc între precambrianul mijlociu și cel târziu (acum 2,8 miliarde de ani). Pentru comparație, conținutul de oxigen din atmosfera planetei acum 800 de milioane de ani era de aproximativ 1%, acum 400 de milioane de ani era deja de 10%, iar în prezent este de 21%. Pe măsură ce compoziția atmosferei s-a schimbat, au început să se formeze anaerobi facultativi fototrofici și heterotrofe, iar mai târziu au apărut bacterii aerobe.
Bacteriile nu au fost doar acumulatorii primari ai genelor, ci și obiectul îmbunătățirii lor evolutive. Rata de evoluție este numărul de mutații la 100 de aminoacizi ale unei anumite molecule de proteină pe parcursul a 100 de milioane de ani. Acesta variază foarte mult. Aceasta este baza pentru conceptul de ceas molecular, care declară că mutațiile se acumulează treptat în genom și, pe o perioadă de timp liniară de evoluție, formează o nouă secvență pentru divergența ulterioară a speciilor. Diagrama prezentată în Fig. 3. vă permite să afișați evoluția anumitor grupuri de bacterii și să stabiliți aproximativ timpul de evoluție în care o anumită specie (gen) s-a separat de un strămoș comun.
Rata de evoluție este constantă și depinde de mulți factori - viteza proceselor metabolice, timpul de generare, fluxurile de informații și presiunea selectivă. De exemplu, divergența dintre genul Salmonella și genul Escherichia coli față de un strămoș comun a avut loc acum aproximativ 100-140 de milioane de ani. Genomii bacterieni au evoluat de-a lungul a peste 50 de miliarde de generații, acumulând mutații și dobândind noi informații genetice prin transferul orizontal al genelor, fără o rearanjare semnificativă a genelor ancestrale. Pe parcursul unui an, genomul Salmonella a dobândit aproximativ 16 kb/milion de informații genetice străine. ani, iar E. coli - 22 kb/milion de ani. În prezent, genomul lor diferă cu 25%. O parte semnificativă a genomului a fost dobândită prin transfer orizontal. În general, genomul bacterian variază ca dimensiune de la 0,6 la 9,4 Mb de informații (în medie de la 3 la 5 Mb). Unele bacterii au doi cromozomi (Leptospira interrogans serovar icterohemorrahgiae, Brucellae melitensis). Evoluția progresivă a bacteriilor s-a produs în mai multe direcții interdependente - metabolică, morfologică (structural-moleculară) și ecologică. În natură există o mare varietate de microorganisme, dintre care nu se cunosc în prezent mai mult de 5-7%, iar bacteriile cultivate în condiții artificiale reprezintă aproximativ 1%. Aceasta înseamnă că încă începem să înțelegem lumea microbilor.
Strategii de secvențiere a genomului. Fiecare pereche de baze a genomului este un bit de informație. De exemplu, genomul Haemophilus influenzae conține 1.830.137, iar genomul Escherichia coli conține 4.639.221 biți de informații. Aspectele comparative ale secvențierii genomilor bacterieni fac posibilă determinarea prezenței genelor comune și a mecanismelor de reglare, stabilirea relațiilor evolutive în interiorul și între specii și stau la baza genomicii structurale și evolutive. O nouă știință, bioinformatica, se ocupă de analiza matematică a genomilor microorganismelor. Subiectul cercetării îl constituie secvențele de fragmente sau genomuri complete ale bacteriilor folosind programe informatice dezvoltate și baze de date de informații despre acizi nucleici și proteine.
Pe baza analizei structurii genomilor (secvențiere), s-au format 36-40 taxoni mari (diviziuni). Membrii fiecăruia dintre ei au un strămoș comun, care la un moment dat s-a îndepărtat de un alt taxon ancestral. Unele dintre divizii conțin mai multe specii de bacterii cunoscute decât altele. Acest lucru se aplică de obicei celor care cresc bine în laborator. Cel mai mare număr de specii bacteriene (de la 40 la 80%) sunt descrise printre taxonii Proteobacterii, Actinobacteriilor și bacteriilor Gram-pozitive cu un conținut scăzut de G+C. În același timp, în unele departamente, reprezentanții cultivați ai bacteriilor sunt necunoscuți. Trebuie remarcat faptul că dintre cele 36-40 de diviziuni ale regnului Bacteriile, doar reprezentanții a 7 taxoni mari sunt capabili să provoace boli la om. Specializarea și adaptarea acestor bacterii la organismul animal a dus la formarea de blocuri de gene care controlează factorii de patogenitate (insule de patogenitate). Ele pot fi localizate în cromozom, plasmide și, eventual, în fagii bacterieni. Stabilirea direcției și ordinii de evoluție a microorganismelor pe baza variabilității genomului lor este un domeniu promițător al epidemiologiei moleculare.
Problema schimbării naturii organismelor sub influența condițiilor de viață a fost ridicată de mult timp.
Cu toate acestea, după cum subliniază Timiryazev, doar în „Filosofia zoologiei” a lui Lamarck (1809) chestiunea originii organismelor a fost abordată pentru prima dată nu în treacăt, ci cu toată lărgimea necesară de acoperire și complet înarmată cu cunoștințele științifice. din acea vreme.
Lamarck a acordat o importanță enormă condițiilor externe și exercițiului în schimbarea formei și organizării animalelor. Explicând oportunitatea structurii lor, el a atribuit un rol semnificativ „sentimentelor interne” și „aspirațiilor” animalelor. Critica acerbă la adresa acestei poziții a dus la un moment dat la discreditarea nefondată a întregii învățături a lui Lamarck.
Marele nostru om de știință Mechnikov a apreciat foarte mult opiniile lui Lamarck. În celebra sa lucrare „Eseu despre originea speciilor”, el numește teoria lui Lamarck remarcabilă.
Mechnikov credea că știința deja la începutul secolului al XX-lea. a dovedit ereditabilitatea proprietăților dobândite de către un organism: „Opinia exprimată de el (adică, Lamarck) asupra importanței adaptării animalelor la condițiile de mediu și asupra rolului eredității în transmiterea caracteristicilor dobândite este pe deplin recunoscută și astăzi”. În celebra lucrare „Metoda istorică în biologie”, Timiryazev scrie: „Gândurile profund inovatoare, împrăștiate cu generozitate pe paginile „Filosofia zoologiei”, au rămas umbrite de o încercare nereușită de a explica oportunitatea structurii organismelor animale și și-au împărtășit soarta. . Subliniem în mod deliberat cuvintele „organisme animale”, deoarece în raport cu o plantă această teorie a „aspirațiilor”, „sentimentelor interioare” care dau naștere organului corespunzător, desigur, nu și-a găsit aplicație, iar aici Lamarck a rămas un om de știință strict. care nu a părăsit temeiul faptelor observate”.
Cea mai mare etapă a științei dezvoltării lumii organice a fost apariția doctrinei evoluționiste a lui Darwin, care a oferit baza corectă pentru teoria dezvoltării plantelor și animalelor. Darwin a explicat în mod materialist așa-numita oportunitate a structurii formelor și comportamentului plantelor și animalelor, care se întâlnește la fiecare pas. Darwin a acordat o mare importanță selecției naturale și artificiale în noua formare a formelor regnurilor animal și vegetal.
După cum notează Timiryazev, Darwin a interpretat conceptul de selecție naturală în sens larg - metaforic. Acest punct trebuie subliniat, deoarece ulterior unii cercetători care împărtășeau conceptul de geneticieni formali au încercat să înlocuiască conceptul lui Darwin de selecție creativă cu o poziție care reduce selecția la rolul de sită.
Între timp, selecția în înțelegerea lui Darwin este selecția organismelor vii care continuă să trăiască și să se schimbe, de regulă, în direcția în care au început. Darwin a subliniat de mai multe ori că variabilitatea merge în direcția selecției. „Fără selecție și întreținere adecvată, acele rase de animale și soiuri de plante care au fost create prin practica agricolă nu ar fi apărut niciodată.”
Astfel, selecția naturală și artificială ar trebui privite ca creatori, creatori de noi forme de ființe vii. Acest punct de vedere a fost adoptat de biologii sovietici.
Doctrina evoluției nu a putut fi dezvoltată de Darwin în toate detaliile ei. Astfel, el nu a analizat în esență motivele care dau naștere modificărilor naturii ființelor vii, deși a subliniat rolul mare al condițiilor de mediu în apariția lor. Spre sfârșitul vieții sale, Darwin a scris: „Sunt încă... convins că condițiile modificate dau un impuls variabilității...”.
Darwin a apreciat foarte mult opera lui Lamarck. Cu această ocazie, Engels scrie: „Nici Darwin, nici adepții săi dintre oamenii de știință a naturii nu se gândesc să slăbească cumva marile merite ale lui Lamarck: la urma urmei, Darwin și adepții săi au fost primii care l-au ridicat din nou la scut.”
Vorbind despre neajunsurile învățăturii lui Darwin, Engels a remarcat: „Darwinismul „își face transformările și diferențele din nimic. Într-adevăr, când Darwin vorbește despre selecția naturală, el face abstracție de la cauzele care au provocat schimbări la indivizi individuali și tratează în primul rând modul în care astfel de abateri individuale devin încetul cu încetul caracteristicile unei rase, varietăți sau specii cunoscute... Cu toate acestea, imboldul pentru Studiul întrebării unde apar de fapt aceste transformări și diferențe a fost dat din nou de nimeni altul decât de Darwin.”
Michurin și Lysenko, care au dezvoltat darwinismul în mod creativ, au completat golul tocmai menționat în învățăturile lui Darwin, observând natura adaptativă a schimbărilor în organism.
Oamenii de știință ruși remarcabili precum V. Kovalevsky, Timiryazev și Pavlov au fost înclinați către această opinie, recunoscând influența directă a condițiilor de existență a organismelor asupra naturii lor ereditare.
Timiryazev a scris că ereditatea în sine, în cele din urmă, este o proprietate dobândită și singura întrebare este când au loc exact anumite schimbări: „Oportunitatea formelor organice poate fi explicată numai prin procesul istoric de formare a acestora”.
Michurin spune: „Fiecare organ, fiecare proprietate, fiecare membru, toate părțile interne și externe ale fiecărui organism sunt determinate de mediul extern al existenței sale. Dacă organizarea plantelor este ceea ce este, este pentru că fiecare dintre detaliile sale îndeplinește o anumită funcție, posibilă și necesară doar în condiții date. Dacă aceste condiții se schimbă, funcția va deveni imposibilă sau inutilă, iar organul care o realizează se va atrofia treptat.”
Lysenko a făcut multe în domeniul analizării cauzelor care determină ereditatea și variabilitatea acesteia. Ereditatea este, parcă, un concentrat de condiții de mediu asimilate de organismele vegetale într-un număr de generații anterioare”, scrie Lysenko. „O modificare a eredității este de obicei rezultatul dezvoltării unui organism în condiții de mediu care, într-o măsură sau alta, nu corespund nevoilor naturale, adică eredității sale. Schimbările în condițiile de viață forțează schimbări în dezvoltarea organismelor vegetale. Ele sunt cauza principală a schimbărilor în ereditate.
Avakian (1948) subliniază:
„Dacă este necesară modificarea anumitor etape ale dezvoltării unui organism, este necesară modificarea condițiilor de finalizare a procesului acestei etape, asigurând procesului acele condiții către care se intenționează modificarea eredității descendenții unui anumit organism.
Din faptele date acestui sistem de vederi, poziţia principală în învăţătura lui Acad. T.D. Lysenko că schimbările în ereditatea unui organism apar întotdeauna în mod adecvat (în mod corespunzător) influenței factorilor externi care provoacă schimbarea. Prin natura lor, schimbările sunt întotdeauna adaptative, dar pentru descendenții acestor organisme pot fi utile, dăunătoare sau indiferente, în funcție de relația acestor schimbări cu toate condițiile de viață în ansamblu.”
„Proporția și armonia relativă a plantelor și animalelor din natură au fost create numai de selecția naturală, adică de ereditate, de variabilitatea și de supraviețuirea acesteia.”
Lysenko dezvoltă și aprofundează teoria darwinismului prin dezvăluirea cauzelor anumitor fenomene, a căror gestionare este cerută de practica agricolă. Aceasta aduce la viață marele principiu al unității teoriei și practicii.
Părerile școlii sovietice a darwiniștilor, așa cum sa indicat deja, ar trebui să fie contrastate cu ideile lui Weisman-Morgan. Respingând complet posibilitatea de a schimba natura organismelor sub influența condițiilor de viață, morganiștii reduc evoluția la apariția unor mutații aleatorii. Capacitatea de a moșteni anumite caracteristici este atribuită unei substanțe speciale localizate în nucleul celulei.
Sesiunea VASKhNIL, desfășurată în august 1948, a condamnat opiniile morganiștilor și a arătat inconsecvența acestora. De asemenea, a devenit mai evidentă esența reacționară a morganismului, care afirmă existența „factorilor interni” care controlează dezvoltarea organismului și acționează fără participarea mediului extern.
Teza despre incognoscibilitatea forțelor motrice ale evoluției este incompatibilă cu materialismul filozofic marxist, care demonstrează, în cuvintele tovarășului Stalin, „că lumea și legile ei sunt complet cognoscibile, că cunoașterea noastră a legilor naturii, verificată de experiența și practica, este cunoaștere de încredere care are sensul adevărurilor obiective, că nu există lucruri de necunoscut în lume, ci doar lucruri necunoscute încă, care vor fi revelate și cunoscute prin forțele științei și practicii.”
Fascinația lui Darwin pentru „teoria” lui Malthus și încercarea sa de a o folosi pentru a explica procesul evolutiv trebuie recunoscute ca fiind eronate. Deja la vremea lui, F. Engels a observat că dispariția formelor imperfecte are loc de fapt fără vreun malthusianism.
În esență, datele lui Darwin au infirmat „teoria” lui Malthus; Marx a scris: „În lucrarea lui Darwin, de exemplu, în discuția sa despre cauzele dispariției speciilor, există și o detaliată – ca să nu mai vorbim despre principiul său de bază – respingere istorico-naturală a teoriei malthusiane”.
Revizuind teza lui Darwin despre rolul suprapopulării în procesul selecției naturale, care contrazice în esență teoria evoluționistă, Lysenko a ajuns să nege această teză. De regulă, nu a existat și nu poate exista suprapopulare în natură. „Prin urmare, prin selecția naturală darwiniană înțeleg factorii care acționează colectiv - variabilitatea, ereditatea și supraviețuirea...
În fine, trebuie remarcat că în teoria lui Darwin problema speciilor nu este suficient de dezvoltată.
Engels, evaluând semnificația conceptului de specie, a scris: „Dar fără conceptul de specie, toată știința sa transformat în nimic. Toate ramurile sale aveau nevoie ca bază de conceptul de specie: ce ar fi anatomia umană și anatomia comparată, embriologia, zoologia, paleontologia, botanica etc. fără conceptul de specie?”
Defectul fundamental al conceptului darwinian de dezvoltare a fost remarcat de tovarășul Stalin, care scria că „darwinismul respinge nu numai cataclismele lui Cuvier, ci și dezvoltarea înțeleasă dialectic, inclusiv revoluția, în timp ce din punctul de vedere al metodei dialectice, evoluția și revoluția, schimbările cantitative și calitative, sunt două forme necesare ale aceleiași mișcări.”
Biologia Michurin, dezvoltată pe bazele materialismului dialectic, respinge ideea unei evoluții plate care se desfășoară fără schimbări bruște. Subliniind acest punct, Lysenko subliniază că speciile nu sunt o abstractizare, ci noduri (legături) existente într-un lanț biologic general.
Astfel, conceptul de specie are un dublu conținut. Pe de o parte, denotă certitudinea calitativă și stabilitatea relativă a unei specii, pe de altă parte, posibilitatea transformării sale bruște ca urmare a acumulării de schimbări treptate.
Punctele pe care le-am observat sunt dezvăluite colorat într-una dintre lucrările lui Lysenko; el scrie: „Dar teoria evoluționistă a lui Darwin pornește din recunoașterea doar a schimbărilor cantitative, doar crește sau scade și pierde din vedere necesitatea și regularitatea transformărilor, trecerilor de la o stare calitativă la alta. Între timp, fără transformarea unei stări calitative a formelor organice în alta, nu există nici o dezvoltare, nici o transformare a unei specii în alta, ci doar o creștere sau o scădere a cantității, există doar ceea ce se numește de obicei creștere.
Din acest motiv, teoria darwinismului, care a stabilit conceptul de dezvoltare în știința biologică, doar conceptul de evoluție plată nu putea decât să explice dezvoltarea lumii organice. Dar această explicație nu ar putea deveni o teorie eficientă, o bază teoretică pentru transformarea practică, pentru schimbarea naturii organice.”
„Vechea știință biologică, bazată pe teoria evoluționismului plat, de la recunoașterea numai transformărilor cantitative treptate ale unor forme organice în altele, ale unor stări în alte stări, nu și-a putut concilia principiile teoretice cu existența reală și naturală a speciilor în natură. Prin urmare, chiar și oamenii de știință talentați, avansați, progresiști, cu teoria lor a tranziției treptate, a creșterii unei specii în alta, nouă, au fost forțați, recunoscând în același timp speciile ca o realitate în practică, în teorie să le considere doar o convenție, doar o conceptul de serviciu al sistematicii.
Încercând să iasă din această contradicție, fără a părăsi poziția evoluționismului plat, Darwin, în teoria sa despre evoluția speciației, a recurs la falsa doctrină reacționară malthusiană a suprapopulării intraspecifice și la presupusa competiție intraspecifică rezultată ca forță motrice a evoluției. ”
Microbiologii au în prezent o mulțime de materiale care confirmă corectitudinea învățăturii Michurin-Lysenko. Concentrându-ne în această lucrare doar adaptarea la temperatură a microorganismelor, putem arăta multe exemple care indică schimbări în proprietățile creaturilor microscopice sub influența mediului. Astfel, în monografia noastră recent publicată (1947) „Variabilitatea ecologică și geografică a bacteriilor din sol”, care a rezumat lucrările pentru 1925-1945, s-a arătat că clima contribuie la formarea curselor de temperatură în bacterii. Un fapt similar cu privire la protozoarele din sol a fost stabilit de Smaragdova (1941).
Adaptarea la temperatură a microorganismelor, în special formarea formelor termofile de microbi, oferă o mulțime de informații valoroase pentru studierea modificărilor proprietăților ereditare ale organismelor sub influența mediului. Acest material este cu atât mai important cu cât multe microorganisme, cum ar fi partea predominantă a bacteriilor, nu au un nucleu format structural, în timp ce altele îl au. Cu toate acestea, după cum se poate observa din materialul prezentat mai jos, stabilitatea proprietăților ereditare și modificările acestora nu depind de nivelul de organizare al unui anumit microb.
Am observat deja că într-un cadru de laborator, deși cu anumite eforturi, este încă posibilă modificarea poziției punctelor cardinale de temperatură în microorganisme. Evident, un fenomen similar ar trebui să apară în natură, unde influențele mediului conduc la apariția variabilității adaptative corespunzătoare în microorganisme.
Pe baza celor de mai sus, se poate argumenta că apariția unor forme de microbi iubitoare de căldură nu are loc ca urmare a „mutațiilor” fără cauza, ci sub influența condițiilor adecvate de mediu. Cu toate acestea, microorganismele mezofile tipice nu se pot transforma imediat în termofile.
Dintre experimentele de adaptare a mezofililor la termofilie trebuie menționată lucrarea lui Dallinger (1887). Acest cercetător a reușit, prin creșterea treptată a temperaturii cultivării Flagellatei, să ridice poziția punctului maxim de dezvoltare a acestora de la 23 la 70° în șapte ani.
Charles Darwin a devenit foarte interesat de opera lui Dallinger. În scrisoarea sa către Dallinger, el a scris: „Nu știam că sunteți implicat în schimbarea organismelor inferioare sub influența schimbărilor condițiilor de viață și nu mă îndoiesc că rezultatele voastre vor fi extrem de interesante și valoroase. Faptul ca mentionezi ca traiesc la temperaturi diferite, dar se pot obisnui treptat cu altele mult mai ridicate, este destul de remarcabil. Ea explică existența algelor în izvoarele termale”.
Lucrările privind aclimatizarea bacteriilor la temperaturi ridicate au fost efectuate de Dieudonne, care a experimentat cu bacilul antrax Bad. fluorescens și Bad. prodigiosum. Dieudonné a crescut treptat temperatura la care au fost crescute bacteriile și a monitorizat dezvoltarea acestora. Acest cercetător, după o serie de inoculări, a reușit să crească poziția punctului de temperatură maximă în bacterii cu 4-5°.
În mod similar, Tsiklinskaya (1898) a obținut cursa Bac. subtilis cu o temperatură cu maxim 8° mai mare decât cea a culturii originale.
Gage și Stoughton au dezvoltat o cursă mai rezistentă la căldură - Bact. coli, iar Magun a reușit să facă același lucru pentru Bac. mycoides.
Krohn (1923) a arătat că Bac. thermophilus Negre, care a avut un optim de 50°, a ridicat acest punct la 62,5° pe parcursul a doi ani de cultivare la temperaturi ridicate.
Lucrări de natură foarte asemănătoare cu cea menționată tocmai au fost efectuate cu bacterii și ciuperci de către Ruzicka, Pfeiffer, Thiel și alții.
În experimentele majorității cercetătorilor, adaptarea microbilor la temperaturi ridicate s-a produs foarte lent.Adesea, când s-a încercat izolarea culturilor care tolerează temperaturi relativ ridicate, s-au obținut forme neviabile care au murit după mai multe subculturi. Un fenomen similar a fost observat, de exemplu, în experimentele lui Janke, care a încercat să obțină rasa termofilă Bac. mezenteric.
O creștere treptată a temperaturii se dovedește uneori a fi ineficientă în îndepărtarea formelor de microbi rezistente la căldură. Astfel, Casman și Rettger (Casman a. Rettger, 1933) folosind această metodă în decurs de un an nu au putut obține rezultate semnificative în obținerea de rase rezistente la căldură de bacterii purtătoare de rășină. Prin urmare, unii cercetători au recomandat utilizarea efectelor puternice pentru a provoca apariția unui număr mare de celule în cultură care pot tolera temperaturi ridicate. Această tehnică, deoarece nu afectează direct proprietățile ființelor vii, desigur, nu ar putea da rezultate tangibile. În special, a fost folosit de Burkey și Rugosa (Burkey a. Rugosa, 1940). În acest caz, cultura microbului experimental a fost de obicei supusă la fluctuații bruște de temperatură, expunere la săruri etc.
Opinia lui Kluiver și Baars, care admit că mulți termofili sunt mutanți care apar cu ușurință în mediile de laborator nutritive, este în dezacord puternic cu alți cercetători. Acest punct de vedere a fost dezvoltat de microbiologi remarcați pe baza studiului Vibrio thermodesulfuricans, care aparent provine din Vibrio desulfuricans. După cum sa indicat deja, opinia lui Kluiver și Baars nu poate fi considerată validă.
Recent, Imshenetsky și Loginova (1944-1948) au efectuat studii foarte detaliate privind adaptarea microorganismelor mezofile (bacterii și drojdii) la temperaturi ridicate. În munca lor, experimentatorii au încercat să identifice condițiile care conduc la o producție mai rapidă a formelor dorite de microbi. Aceste informații sunt extrem de interesante, deoarece în practică sunt adesea necesare microorganisme cu temperaturi de dezvoltare ridicate. Astfel de forme au fost de obicei căutate de microbiologi în natură, dar nu întotdeauna cu succes. Prin urmare, este recomandabil să se pună pe ordinea de zi problema creșterii artificiale a culturilor microbiene cu proprietăți predeterminate, adică crearea unui domeniu de activitate până acum practic absent în microbiologie.
Conform ideilor dezvoltate de Imshenetsky, sub influența temperaturilor superoptimale, apar celule în cultură care sunt capabile să se dezvolte mai bine la temperaturi ridicate. Dacă proprietățile celulelor noi sunt în concordanță cu mediul extern, atunci ele se dovedesc a fi mai viabile decât culturile originale.
Astfel, mediul creat contribuie la o anumită direcție în procesul de variabilitate. Microorganismele mezofile pot fi transformate în termofile în condiții adecvate. Trebuie subliniat, însă, încă o dată că acest proces se desfășoară cu o anumită dificultate, iar condițiile optime de accelerare a acestuia nu au fost încă clarificate. Cu toate acestea, faptele notate ne permit să presupunem prezența unei relații filogenetice între microbii termofili și mezofili. Deoarece o anumită plasticitate este inerentă tuturor microbilor, ne devine clar că bacteriile termofile au o mare varietate de grupe fiziologice.
Este foarte demn de remarcat faptul că inversarea formelor termofile și termotolerante ale microbilor în forme mezofile are loc cu nu mai puțină dificultate. Acest lucru a fost remarcat de studiile lui Dieudonné (1895) și Golikova (1926), care au lucrat cu bacterii, Gilbert (1904), care s-a ocupat de mucegaiurile termotolerante și Noak (1912), care a experimentat cu un actinomicet termofil.
Cu toate acestea, cultivarea prelungită a microbilor la temperaturi scăzute reduce temperatura maximă și termorezistența acestora (Lowenstein, 1903; Mishustina, 1949 etc.).
Dacă găsiți o eroare, evidențiați o bucată de text și faceți clic Ctrl+Enter.
Reacția la stres În procesul de evoluție, bacteriile, ca orice alte organisme vii, s-au adaptat pentru a exista în condiții care nu sunt în totalitate optime și uneori chiar pline de pericol pentru viață. Substanțe toxice, temperatură nefavorabilă, r. H, iradierea în limitele determinate de specia sau sensibilitatea la tulpină a organismului nu interferează cu existența normală a bacteriilor. Schimbările bruște ale condițiilor într-o direcție nefavorabilă duc la moartea celulelor. Cu toate acestea, cu unele efecte, care sunt de obicei desemnate ca subletale, celulele nu mor imediat, ci sunt rănite. Soarta lor viitoare depinde în mare măsură de condițiile în care se află.
Leziunile celulelor se produc sub influența temperaturii crescute sau scăzute, sub influența substanțelor toxice în concentrații nu prea mari, ca urmare a înfometării, șocului osmotic și iradierii. În celulele lezate, în multe cazuri, funcțiile de barieră ale membranelor sunt perturbate, unii metaboliți sunt eliberați în mediu, sinteza proteinelor este perturbată și apar tulburări în structura ADN-ului. Unele condiții sunt destul de favorabile pentru dezvoltarea bacteriilor normale. poate fi
De exemplu, bacteriile supuse șocului subletal de temperatură, șocului osmotic și alte influențe mor pe medii cu o concentrație crescută de săruri, ceea ce nu este deloc periculos pentru celulele normale, sau pe medii cu compuși tensioactivi, tot în concentrații care nu afectează creșterea celulelor normale. Acești factori sunt definiți uneori ca selectarea celulelor sănătoase dintre cele rănite. Celulele lezate, plasate în condiții favorabile, sunt capabile să se separe, p
Fotoreactivarea directă este observată atunci când celulele sunt iluminate cu lumină UV, iar dimerii de pirimidină din ADN sunt tăiați, motiv pentru care UV este de o importanță deosebită pentru fotoreactivare. Procesul de fotoreactivare este asociat cu acțiunea enzimei fotoliaza, care este o flavoproteină. Fotoliaza se leagă de dimerii de pirimidină, activarea complexului substrat enzimatic de către lumină cu o lungime de undă de 300 - 600 nm duce la monomerizarea dimerilor. Mai mult, corelația dintre radiorezistența generală a celulei și capacitatea de a
Împreună cu linia directă descrisă, are loc fotoreactivarea indirectă cu un vârf în regiunea de 340 nm, care nu afectează clivajul dimerilor, dar este inhibată creșterea bacteriilor, în urma căreia perioada proceselor de reparare este prelungită. Celulele lezate nu numai că refac daunele cauzate acestora, dar, de asemenea, sub influența efectelor subletale ale factorilor nefavorabili, produc modificări în metabolism.Celulele expuse efectelor adverse sunt într-o stare de stres. În diferite cazuri, stresul poate fi sau nu asociat cu tulburări ale structurilor celulare, adică celulele pot fi sau nu rănite.
Impacturile care conduc la intrarea într-o stare de stres sunt definite ca stres. Procesele care au loc în celulele aflate sub stres au fost studiate în primul rând folosind modelul bacteriilor intestinale, în primul rând E. coli și Salmonella. Până în prezent, în bacteriile intestinale au fost identificate 5 sisteme de reglare de răspuns la stres: „control strict”; răspuns SOS; răspuns adaptiv;
sinteza proteinelor de șoc termic; răspuns la stresul oxidativ. În toate aceste 5 cazuri, apar modificări profunde ale metabolismului, asociate cu încetinirea sau încetarea reproducerii și sinteza proteinelor necesare supraviețuirii. În unele cazuri, compuși speciali, hormoni celulari, numiți alarmoni (în franceză alarme-anxietate), iau parte la procesele de reglare.
Adaptarea sau Abaptarea Selecția naturală duce la potrivirea organismelor cu mediul lor. Rezultatul interacțiunii dintre un organism și mediul său poate varia de la o semnificație larg răspândită până la dispariția speciei. În unele condiții specia supraviețuiește și se reproduce, în altele nu. În acest sens, natura efectuează selecția. Este logic să spunem că indivizii unei anumite generații sunt „adaptați” la condițiile în care au trăit generațiile anterioare. Condițiile trecutului sunt un filtru prin care anumite combinații de caracteristici s-au filtrat în prezent.
Termenul „adaptare” („adaptare”) lasă impresia falsă a unui fel de predicție, previziune sau cel puțin proiectare. Organismele nu sunt destinate, nu sunt adaptate nici pentru prezent, nici pentru viitor și nu sunt adaptate prezentului sau viitorului - sunt consecințe vii ale propriului trecut. Sunt adaptați de trecutul lor. Fitness este declinul relativ al indivizilor în numărul generațiilor viitoare. Cei mai apți indivizi dintr-o populație sunt cei al căror număr de urmași este cel mai mare în comparație cu numărul de descendenți
Adaptarea microorganismelor este o modificare a structurii și fiziologiei microbilor sub influența factorilor de mediu. Gradul de adaptare a unui microorganism la noile condiții depinde de persistența unei culturi date și de puterea factorilor externi de mediu. Unele tipuri de microbi, de exemplu rezistenți la acid-alcool-alcali, grupul difteriei și ciupercile, se schimbă oarecum mai puțin, în timp ce grupul tifoid, cocii și anaerobii din grup se adaptează mai ușor.
Adaptabilitatea microbilor se exprimă cel mai mult în raport cu temperatura și prezența oxigenului; adaptarea este mai bună și mai completă cu cât influența factorilor noi crește mai încet și mai treptat. Noile condiții pot forța microorganismele să devină mai puțin solicitante față de mediu, să le limiteze nevoile fiziologice sau să formeze spori; uneori, morfologia celulei microbiene și structura acesteia se modifică.
Apariția unor tulpini microbiene cu proprietăți noi se produce mai ales când se întâlnesc compuși chimici nocivi într-un mediu în care microorganismele se înmulțesc de obicei liber - în timp ce unele dintre ele mor, iar cele mai persistente supraviețuiesc și produc tulpini persistente sau rezistente, uneori chiar și în raport cu antibiotice și seruri imune.
Concluzie: adaptarea este: 1) o adaptare evolutivă a unui organism la condițiile de mediu, exprimată printr-o modificare a caracteristicilor lor externe și interne (în biologie); 2) orice adaptare a unui organ, funcție sau organism la condițiile de mediu în schimbare (în medicină); 3) un set de reacții ale unui sistem viu care își mențin stabilitatea funcțională la măsurarea condițiilor de mediu din jurul acestui sistem.
Chemotaxia bacteriilor Bacteriile mobile se deplasează activ în direcția determinată de anumiți factori externi. Astfel de mișcări direcționate ale bacteriilor se numesc taxiuri. În funcție de factor, se disting chemotaxia (un caz special de aerotaxie), fototaxia, magnetotaxia, termotaxia și viscositaxia. Studiul chemotaxiei, adică mișcarea într-o anumită direcție față de sursa unei substanțe chimice, atrage cea mai mare atenție. Pentru fiecare organism, toate substanțele chimice în acest sens pot fi împărțite în două grupe: inerte și inductoare de taxi (efectori). Printre acestea din urmă se numără atractanții (substanțe care atrag
Atractanții pot fi zaharuri, aminoacizi, vitamine, nucleotide și alte molecule chimice; repelentele includ unii aminoacizi, alcooli, fenoli și ioni anorganici. Oxigenul molecular este un atractant pentru procariotele aerobe și un repellent pentru procariotele anaerobi. Atractanții sunt adesea reprezentați de substraturi alimentare, deși nu toate substanțele necesare organismului acționează ca atractante. De asemenea, nu toate substanțele otrăvitoare servesc drept repellente și nu toate substanțele otrăvitoare sunt dăunătoare. Receptorii specifici sunt responsabili pentru sensibilitatea bacteriilor la gradienții anumitor factori.
Aderența microorganismelor Aderența este capacitatea microorganismelor de a se adsorbi pe suprafețe dure și celule sensibile cu colonizare ulterioară, adică declanșatorul procesului infecțios. Structurile proteice responsabile de legarea microorganismului de celulă sunt situate pe suprafața acesteia și se numesc adezine. Adezinele sunt diverse ca structură și provoacă o specificitate ridicată, care se manifestă prin capacitatea unor microorganisme de a se atașa de celulele epiteliale respiratorii.
Procesul de aderență poate fi influențat de mecanismele fizico-chimice asociate cu hidrofobicitatea celulelor microbiene și suma energiei de atracție și repulsie. La bacteriile gram-negative, aderența are loc din cauza pili de primul și general. La bacteriile Gram pozitive, adezinele sunt proteine și acizi teicoici ai peretelui celular. La alte microorganisme, această funcție este îndeplinită de diverse structuri ale sistemului celular: proteine de suprafață, lipopolizaharide etc. Aderența la suprafață a diferitelor materiale nebiologice se datorează atât proprietăților lor fizico-chimice, cât și receptorilor specifici de suprafață. Terapia antiangiogenică, bazată pe lupta împotriva aderenței microbiene, constă în utilizarea agenților
În special, în bacterii, este larg răspândit așa-numitul transfer orizontal al determinanților genetici, în care unele gene pot fi transferate nu numai de la un membru al populației unei anumite specii la alții, ci și la reprezentanții diferitelor specii și chiar genuri. . În principal genele plasmide care determină adaptarea bacteriilor la anumiți factori de mediu sunt supuse transmiterii orizontale. Acestea sunt gene de rezistență la substanțe toxice, gene de patogenitate, gene care determină capacitatea de a folosi anumiți compuși organici și hidrogen etc.
Astfel, fondul genetic al populației microbiene este îmbogățit datorită unor gene prezente în populația altor specii. În ciuda simplității relative a organizării celulei bacteriene și a volumului său nesemnificativ, are mecanisme foarte complexe și avansate sub formă de adaptări moleculare.
Forme neculturabile de bacterii patogene Multe tipuri de bacterii gram-negative, inclusiv cele patogene (Shigella, Salmonella, Vibrio cholerae etc.) au o stare adaptativă specială, reglată genetic, echivalentă fiziologic cu chisturile, în care pot trece sub influența condiții nefavorabile și rămân viabile până la câțiva ani. Simbioza mai multor tipuri de bacterii utilizate în medicamente este de mare ajutor în tratarea bolilor.
Principala caracteristică a acestei afecțiuni este că astfel de bacterii nu se reproduc și, prin urmare, nu formează colonii pe un mediu nutritiv solid. Astfel de celule care nu se reproduc, dar viabile sunt numite forme de bacterii neculturabile (NFB); au sisteme metabolice active, inclusiv sisteme de transfer de electroni, biosinteza proteinelor și a acizilor nucleici și păstrează virulența. Membrana lor celulară este mai vâscoasă, celulele iau de obicei forma de coci și sunt semnificativ reduse în dimensiune.
Au o rezistență mai mare în mediul extern și, prin urmare, pot supraviețui în el pentru o lungă perioadă de timp (de exemplu, Vibrio cholerae într-un rezervor murdar), menținând starea endemică a unei anumite regiuni (rezervor). Pentru detectarea NFB se folosesc metode genetice moleculare (hibridarea ADN-ADN, CPR), precum și o metodă mai simplă de numărare directă a celulelor viabile. În acest scop, cantități mici de nutrienți (extract de drojdie) și acid nalidixic (pentru a suprima sinteza ADN) sunt adăugate la materialul de testat timp de câteva ore.
Celulele absorb nutrienții și cresc în dimensiune, dar nu se divid, astfel încât astfel de celule mărite sunt clar vizibile la microscop și sunt ușor de numărat. În aceste scopuri, puteți utiliza și metode citochimice (formarea formazanului) sau microautoradiografie.
Homeostazia și mecanismele homeostaziei Homeostazia este capacitatea de a menține stabilitatea și constanța mediului intern al organismului.Homeostazia se bazează pe un echilibru delicat în cadrul sistemului, atunci când este perturbat, organismul încearcă să găsească rezerve pentru recuperare. Dacă echilibrul este perturbat, un sistem sau un organism individual riscă să înceteze să mai existe, așa că trebuie să se poată adapta bine condițiilor externe de mediu și să se dezvolte constant.
Sistemele homeostatice au proprietăți precum instabilitatea (alegerea unei metode de adaptare la mediu), tendința spre echilibru (dorința de a menține echilibrul sistemului cu toate forțele proprii) și imprevizibilitatea (rezultatul poate fi diferit de cel așteptat) . La om, sistemul nervos autonom și sistemul endocrin, care este controlat de hipotalamus, iar acesta din urmă, la rândul său, de cortexul cerebral, sunt responsabile de menținerea homeostaziei.
Există două mecanisme de homeostazie, feedback negativ și feedback pozitiv. Primul schimbă reacția sistemului la opus, al doilea duce la un efect destabilizator. Exemplu: menținerea unei temperaturi constante a corpului, menținerea unui anumit număr de indivizi în cadrul unei comunități, creșterea și scăderea tensiunii arteriale cu lipsa de oxigen. Organismele complexe au un număr de detectoare care pot oferi avertizare prealabilă a unei situații periculoase. De exemplu, dispariția păsărilor și animalelor dintr-un loc unde se va produce în curând
Faza de răspândire a epidemiei este caracterizată de pagubele cele mai răspândite asupra indivizilor din populația gazdă. Și, în același timp, există o acumulare de indivizi rezistenți la această boală - cei care nu s-au îmbolnăvit sau care au devenit deja imuni ca urmare a bolii. stadiul transformării rezervației, în care proprietățile virulente nu devin atât de avantajoase, deoarece mecanismele active, patogenetice, provoacă un răspuns la fel de activ din partea sistemului imunitar al gazdelor rezistente la boală. Selecția direcționată este activată din nou, dar în direcția acumulării
Reglarea numărului de microorganisme patogene Putem vorbi despre două tipuri de reglare a numărului de microorganisme patogene: 1. naturală (independentă de activitatea umană) 2. antropică (provocată de activitatea umană), care în condițiile moderne sunt adesea interdependente. 3. Reglarea intrapopulației: Reglarea de către organismul gazdă. Reglementarea de către populația gazdă.
Chiar în acest moment, omule, când citești aceste rânduri, beneficiezi de munca bacteriilor. De la oxigenul pe care îl respirăm până la nutrienții extrași de stomacul nostru din alimente, avem bacterii de care să le mulțumim pentru prosperitatea pe această planetă. În corpul nostru există de aproximativ zece ori mai multe microorganisme, inclusiv bacterii, decât propriile noastre celule. În esență, suntem mai mulți microbi decât oameni.
Abia recent am început să înțelegem puțin despre organismele microscopice și impactul lor asupra planetei și sănătății noastre, dar istoria arată că cu secole în urmă strămoșii noștri valorificau deja puterea bacteriilor pentru a fermenta alimente și băuturi (oricine a auzit de pâine și bere?).
În secolul al XVII-lea, am început să studiem bacteriile direct în corpul nostru în strânsă legătură cu noi - în gură. Curiozitatea lui Antoni van Leeuwenhoek a dus la descoperirea bacteriilor atunci când a examinat o placă între proprii dinți. Van Leeuwenhoek s-a exprimat poetic cu privire la bacterii, descriind colonia bacteriană de pe dinți ca fiind „o substanță albă mică, ca aluatul întărit”. Punând proba la microscop, van Leeuwenhoek a văzut că microorganismele se mișcau. Deci sunt vii!
Trebuie să știți că bacteriile au jucat un rol esențial pe Pământ, fiind cheia creării aerului respirabil și a bogăției biologice a planetei pe care o numim acasă.
În acest articol, vă vom oferi o privire de ansamblu asupra acestor microorganisme minuscule, dar foarte influente. Ne vom uita la modurile bune, rele și de-a dreptul bizare prin care bacteriile modelează istoria umană și a mediului. În primul rând, să vedem cum diferă bacteriile de alte tipuri de viață.
Bazele bacteriilor
Ei bine, dacă bacteriile sunt invizibile cu ochiul liber, cum putem ști atât de multe despre ele?
Oamenii de știință au dezvoltat microscoape puternice pentru a observa bacteriile - care variază în mărime de la unu la câțiva microni (milionimi de metru) - și pentru a descoperi cum se leagă ele cu alte forme de viață, plante, animale, viruși și ciuperci.
După cum probabil știți, celulele sunt elementele de bază ale vieții, de la țesuturile corpului nostru până la copacul care crește în afara ferestrei noastre. Oamenii, animalele și plantele au celule cu informații genetice conținute într-o membrană numită nucleu. Aceste tipuri de celule, numite celule eucariote, au organite specializate, fiecare având o sarcină unică de a ajuta celulele să funcționeze.
Bacteriile, însă, nu au un nucleu, iar materialul lor genetic (ADN) plutește liber în interiorul celulei. Aceste celule microscopice nu au organele și au alte metode de reproducere și transfer de material genetic. Bacteriile sunt considerate celule procariote.
- Bacteriile supraviețuiesc într-un mediu cu sau fără oxigen?
- Forma lor: tije (bacil), cercuri (coci) sau spirale (spirillum)
- Bacteriile sunt gram-negative sau gram-pozitive, adică au o membrană de protecție exterioară care previne colorarea interiorului celulei?
- Cum bacteriile se mișcă și își explorează mediul (multe bacterii au flageli, structuri mici asemănătoare unor bici care le permit să se miște în mediul lor)
Microbiologie- știința tuturor tipurilor de microbi, inclusiv bacterii, arhee, ciuperci, viruși și protozoare - distinge bacteriile de verii lor microbieni.
Procariotele asemănătoare bacteriilor, acum clasificate ca arhei, au fost cândva împreună cu bacteriile, dar pe măsură ce oamenii de știință au aflat mai multe despre ele, au dat bacteriilor și arheilor propriile categorii.
Nutriția microbiană (și miasma)
La fel ca oamenii, animalele și plantele, bacteriile au nevoie de hrană pentru a supraviețui.
Unele bacterii – autotrofe – folosesc resurse de bază precum lumina soarelui, apa și substanțele chimice din mediu pentru a crea alimente (gândiți-vă la cianobacteriile, care transformă lumina solară în oxigen de 2,5 milioane de ani). Alte bacterii sunt numite heterotrofe de către oamenii de știință deoarece își obțin energia din materia organică existentă ca hrană (de exemplu, frunzele moarte de pe podelele pădurii).
Adevărul este că ceea ce poate fi gustos pentru bacterii va fi dezgustător pentru noi. Au evoluat pentru a absorbi toate tipurile de produse, de la scurgeri de petrol și produse secundare nucleare până la deșeuri umane și produse de descompunere.
Dar afinitatea unei bacterii pentru o anumită sursă de hrană ar putea aduce beneficii societății. De exemplu, experții în artă din Italia au apelat la bacteriile care pot mânca straturi în exces de sare și lipici, reducând durabilitatea operelor de artă neprețuite. Capacitatea bacteriilor de a procesa materia organică este, de asemenea, foarte benefică pentru Pământ, atât în sol, cât și în apă.
Din experiența de zi cu zi, ești conștient de mirosul cauzat de bacterii, deoarece acestea consumă conținutul coșului de gunoi, digerând resturile de mâncare și emițând propriile lor produse secundare gazoase. Cu toate acestea, acesta nu este tot. De asemenea, puteți da vina pe bacterii pentru că provoacă acele momente incomode când dați singur gaz.
O familie mare
Bacteriile cresc și formează colonii atunci când au ocazia. Dacă hrana și condițiile de mediu sunt favorabile, ele se reproduc și formează aglomerări lipicioase numite biofilme pentru a supraviețui pe suprafețe de la roci până la dinții gurii.
Biofilmele au avantajele și dezavantajele lor. Pe de o parte, ele sunt reciproc avantajoase pentru obiectele naturale (mutualism). Pe de altă parte, ele pot reprezenta o amenințare serioasă. De exemplu, medicii care tratează pacienții cu implanturi și dispozitive medicale au serioase îngrijorări cu privire la biofilme, deoarece acestea oferă bunuri imobiliare pentru bacterii. Odată colonizate, biofilmele pot produce produse secundare care sunt toxice – și uneori fatale – pentru oameni.
La fel ca oamenii din orașe, celulele dintr-un biofilm comunică între ele, schimbând informații despre alimente și potențiale pericole. Dar, în loc să sune vecinii la telefon, bacteriile trimit note folosind substanțe chimice.
De asemenea, bacteriilor nu le este frică să trăiască singure. Unele specii au dezvoltat moduri interesante de a supraviețui în medii dure. Când nu mai există hrană și condițiile devin insuportabile, bacteriile se păstrează prin crearea unei învelișuri dure, un endospor, care pune celula într-o stare de repaus și păstrează materialul genetic al bacteriei.
Oamenii de știință găsesc bacterii în astfel de capsule ale timpului care au fost păstrate timp de 100 și chiar 250 de milioane de ani. Acest lucru sugerează că bacteriile se pot auto-depozita pentru o lungă perioadă de timp.
Acum că știm ce oportunități oferă coloniile bacteriilor, să ne dăm seama cum ajung acestea acolo - prin diviziune și reproducere.
Reproducerea bacteriilor
Cum creează bacteriile colonii? Ca și alte forme de viață de pe Pământ, bacteriile trebuie să se replice pentru a supraviețui. Alte organisme fac acest lucru prin reproducere sexuală, dar nu bacterii. Dar mai întâi, să discutăm de ce diversitatea este bună.
Viața este supusă selecției naturale, sau forțele selective ale unui anumit mediu permit unui tip să înflorească și să se reproducă mai mult decât altul. Poate vă amintiți că genele sunt mecanismul care instruiește o celulă ce trebuie să facă și determină ce culoare vor avea părul și ochii tăi. Primești gene de la părinții tăi. Reproducerea sexuală are ca rezultat mutații sau modificări aleatorii ale ADN-ului, care creează diversitate. Cu cât există mai multă diversitate genetică, cu atât este mai mare șansa ca un organism să se poată adapta la constrângerile de mediu.
Pentru bacterii, reproducerea nu depinde de întâlnirea cu microbul potrivit; pur și simplu își copiază propriul ADN și se împart în două celule identice. Acest proces, numit fisiune binară, are loc atunci când o bacterie se împarte în două, copiend ADN-ul și trecându-l în ambele părți ale celulei divizate.
Deoarece celula rezultată va fi în cele din urmă identică cu cea din care s-a născut, această metodă de propagare nu este cea mai bună pentru crearea unui pool genetic divers. Cum dobândesc bacteriile noi gene?
Se pare că bacteriile folosesc un truc inteligent: transferul orizontal al genelor sau schimbul de material genetic fără a se reproduce. Există mai multe moduri pe care le folosesc bacteriile pentru a face acest lucru. O metodă presupune colectarea materialului genetic din mediul din afara celulei - de la alți microbi și bacterii (prin molecule numite plasmide). O altă modalitate sunt virușii, care folosesc bacteriile ca casă. Când virusurile infectează o nouă bacterie, ei lasă materialul genetic al bacteriei anterioare în noua.
Schimbul de material genetic oferă bacteriilor flexibilitatea de a se adapta și se adaptează dacă simt schimbări stresante în mediu, cum ar fi penuria de alimente sau modificări chimice.
Înțelegerea modului în care bacteriile se adaptează este extrem de importantă pentru combaterea lor și crearea de antibiotice pentru medicină. Bacteriile pot face schimb de material genetic atât de frecvent încât uneori tratamentele care au funcționat înainte nu mai funcționează.
Fără munți înalți, fără adâncimi mari
Dacă pui întrebarea „unde sunt bacteriile?”, este mai ușor să întrebi „unde nu există bacterii?”
Bacteriile se găsesc aproape peste tot pe Pământ. Este imposibil să ne imaginăm numărul de bacterii de pe planetă la un moment dat, dar unele estimări pun numărul lor (bacterii și arhee împreună) la 5 octilioane - un număr cu 27 de zerouri.
Clasificarea speciilor bacteriene este extrem de dificilă din motive evidente. Acum există aproximativ 30.000 de specii identificate oficial, dar baza de cunoștințe este în continuă creștere și există păreri că suntem doar vârful aisbergului tuturor tipurilor de bacterii.
Adevărul este că bacteriile există de foarte mult timp. Ei au produs unele dintre cele mai vechi fosile, datând de 3,5 miliarde de ani. Cercetările științifice sugerează că cianobacteriile au început să creeze oxigen în urmă cu aproximativ 2,3-2,5 miliarde de ani în oceanele lumii, saturând atmosfera Pământului cu oxigenul pe care îl respirăm până în prezent.
Bacteriile pot supraviețui în aer, apă, sol, gheață, căldură, pe plante, în intestine, pe piele - peste tot.
Unele bacterii sunt extremofile, ceea ce înseamnă că pot rezista la condiții extreme, care sunt fie foarte calde, fie foarte reci, sau le lipsesc nutrienții și substanțele chimice pe care le asociem de obicei cu viața. Cercetătorii au descoperit astfel de bacterii în șanțul Marianelor, cel mai adânc punct de pe Pământ, la fundul Oceanului Pacific, lângă gurile hidrotermale din apă și gheață. Există și bacterii care iubesc temperaturile ridicate, cum ar fi cele care colorează bazinul opalescent din Parcul Național Yellowstone.
rău (pentru noi)
În timp ce bacteriile aduc contribuții importante la sănătatea umană și planetară, ele au și o latură întunecată. Unele bacterii pot fi patogene, ceea ce înseamnă că provoacă boli și boli.
De-a lungul istoriei omenirii, anumite bacterii au primit (de înțeles) o reputație proastă, provocând panică și isterie. Luați ciuma, de exemplu. Bacteria care provoacă ciuma, Yersinia pestis, nu numai că a ucis peste 100 de milioane de oameni, dar ar fi putut contribui la prăbușirea Imperiului Roman. Înainte de apariția antibioticelor, medicamente care ajută la combaterea infecțiilor bacteriene, acestea erau foarte greu de oprit.
Chiar și astăzi, aceste bacterii patogene ne sperie serios. Datorită dezvoltării rezistenței la antibiotice, bacteriile care provoacă antraxul, pneumonia, meningita, holera, salmoneloza, amigdalita și alte boli care rămân încă aproape de noi reprezintă întotdeauna un pericol pentru noi.
Acest lucru este valabil mai ales pentru Staphylococcus aureus, bacteria responsabilă de infecțiile cu stafilococ. Acest „superbacteu” cauzează numeroase probleme în clinici, deoarece pacienții contractează foarte des această infecție atunci când implantează implanturi medicale și catetere.
Am vorbit deja despre selecția naturală și despre modul în care unele bacterii produc o varietate de gene care le ajută să facă față condițiilor de mediu. Dacă aveți o infecție și unele dintre bacteriile din corpul dumneavoastră sunt diferite de altele, antibioticele pot afecta majoritatea populației bacteriene. Dar acele bacterii care supraviețuiesc vor dezvolta rezistență la medicament și vor rămâne, așteptând următoarea șansă. Prin urmare, medicii recomandă finalizarea cursului de antibiotice până la sfârșit și, în general, utilizarea lor cât mai rar posibil, doar ca ultimă soluție.
Armele biologice sunt un alt aspect înfricoșător al acestei conversații. Bacteriile pot fi folosite ca armă în unele cazuri, în special antraxul a fost folosit la un moment dat. În plus, nu numai oamenii suferă de bacterii. O specie separată, Halomonas titanicae, și-a arătat apetitul pentru transatlanul scufundat Titanic, mâncând metalul navei istorice.
Desigur, bacteriile pot provoca mai mult decât doar rău.
Bacteriile eroice
Să explorăm partea bună a bacteriilor. La urma urmei, acești microbi ne-au oferit alimente delicioase precum brânza, berea, aluatul și alte elemente fermentate. De asemenea, îmbunătățesc sănătatea umană și sunt utilizate în medicină.
Bacteriile individuale pot fi mulțumite pentru modelarea evoluției umane. Știința colectează din ce în ce mai multe date despre microfloră - microorganisme care trăiesc în corpul nostru, în special în sistemul digestiv și intestine. Cercetările arată că bacteriile, noile materiale genetice și diversitatea pe care le aduc organismului nostru le permit oamenilor să se adapteze la noi surse de hrană care nu au fost exploatate înainte.
Să ne uităm astfel: căptușind suprafața stomacului și a intestinelor, bacteriile „lucrează” pentru tine. Când mănânci, bacteriile și alți microbi te ajută să descompune și să extragi nutrienți din alimente, în special carbohidrații. Cu cât bacteriile pe care le consumăm sunt mai diverse, cu atât corpul nostru câștigă mai multă diversitate.
Deși cunoștințele noastre despre microbii noștri sunt foarte limitate, există motive să credem că absența anumitor microbi și bacterii în organism poate fi asociată cu sănătatea umană, metabolismul și susceptibilitatea la alergeni. Studiile preliminare la șoareci au arătat că bolile metabolice, cum ar fi obezitatea, sunt asociate cu o microbiotă diversă și sănătoasă, mai degrabă decât cu mentalitatea predominantă de „calorii în, calorii afară”.
Posibilitatea introducerii anumitor microbi și bacterii în corpul uman care pot oferi anumite beneficii este în prezent explorată în mod activ, dar la momentul scrierii, recomandări generale pentru utilizarea lor nu au fost încă stabilite.
În plus, bacteriile au jucat un rol important în dezvoltarea gândirii științifice și a medicinei umane. Bacteriile au jucat un rol principal în dezvoltarea postulatelor lui Koch din 1884, ceea ce a condus la înțelegerea generală că boala este cauzată de un anumit tip de microbi.
Cercetătorii care studiau bacteriile au descoperit accidental penicilina, un antibiotic care a salvat multe vieți. De asemenea, destul de recent, în legătură cu aceasta, a fost descoperită o modalitate ușoară de a edita genomul organismelor, care ar putea revoluționa medicina.
De fapt, abia începem să înțelegem cum să beneficiem de pe urma conviețuirii noastre cu acești mici prieteni. În plus, nu este clar cine este adevăratul proprietar al Pământului: oameni sau microbi.
22 iulie 2017 Gennady
BIOCHIMIE ȘI MICROBIOLOGIE APLICATĂ, 2004, volumul 40, nr.4, p. 387-397
UDC: 576.8.098/577.1
FACTORI EXTRACELULARI DE ADAPTARE A BACTERIILOR LA CONDIȚII DE MEDIU DEFAVORABILE
© 2004 Yu. A. Nikolaev
Institutul de Microbiologie RAS, 117811, Moscova, e-mail: [email protected] Primit de redactor la 17 noiembrie 2003.
Se are în vedere informații despre compușii extracelulari ai bacteriilor implicate în adaptarea acestora la condiții de mediu nefavorabile: temperaturi ridicate și scăzute, concentrații inhibitoare de creștere și bactericide ale substanțelor toxice (agenți oxidanți, fenoli, metale grele), antibiotice, valori de pH și salinitate nefavorabile. Compușii identificați prin natură chimică aparțin unor tipuri diferite; sunt reprezentați de proteine, hidrocarburi, acizi organici, nucleotide, aminoacizi, lipopeptide și compuși volatili. Majoritatea acestor compuși nu au fost identificați în prezent, dar proprietățile lor au fost studiate folosind bioteste. Se propune să se ia în considerare factorii de adaptare extracelulari (ECFA) ca un nou grup de substanțe biologic active. După mecanismul de acțiune, factorii de adaptare extracelulari pot fi împărțiți în mai multe grupe; protectori (stabilizatori); substanțe cu caracter de semnalizare care sunt inductori ai mecanismelor de apărare celulară; regulatoarele nu sunt inductori (de exemplu, regulatoarele de aderență); „antidot” și acțiune neutralizantă. Principalele direcții de studiu ale VPA sunt căutarea de noi compuși (pe baza biotestelor), identificarea acestora și studiul mecanismelor de acțiune. Factorii de adaptare extracelulari pot găsi o largă aplicație practică în biotehnologie, medicină, agricultură și protecția mediului.
Adaptarea bacteriilor la condiții de mediu nefavorabile este o ramură tradițională și bine studiată a biochimiei și microbiologiei. Adaptarea (latină ayargagu - adaptare) este înțeleasă ca suma reacțiilor fiziologice, biochimice, morfologice și comportamentale ale organismului care vizează modificarea ratei de creștere, metabolismului, viabilității (supraviețuirii) și genetic inerente organismului. Adaptarea vizează supraviețuirea unei anumite populații și a întregii specii în ansamblu. În manualele de microbiologie, biochimie și biologie teoretică, adaptarea la condiții de mediu nefavorabile este discutată în secțiunile „adaptare fenotipică și genetică” și „reglarea activității enzimelor și sinteza lor”. Exemplele specifice de adaptare sunt diverse și sunt descrise într-o serie de recenzii și monografii, în principal din punctul de vedere al biochimiei și al controlului genetic al dezvoltării răspunsului adaptativ.
Să ne uităm pe scurt la terminologie, pentru că... Chiar și printre specialiștii care lucrează în acest domeniu, nu există o unitate în utilizarea termenilor specifici. În literatura de limba engleză, se vorbește de obicei despre adaptare ca dezvoltare a rezistenței la stres sau șocuri (acid, temperatură, sare etc.), adică stresul ca presiune, tensiune, presiune, cu alte cuvinte, o schimbare semnificativă a unui factor. - temperatura, presiunea etc. .P. "Şoc"
înseamnă lovitură, șoc, împingere, i.e. un efect puternic asupra organismului, pe termen scurt în comparație cu durata ciclului celular și cu viteza reacțiilor adaptative normale și semnificativ în ceea ce privește intensitatea impactului factorului.
În biologia rusă există o terminologie diferită. Potrivit Dicționarului explicativ mare al limbii ruse, „stresul este o stare de tensiune a corpului, o reacție de apărare cauzată de acțiunea unui factor nefavorabil”. Această înțelegere este în concordanță cu definiția fondatorului stresologiei, G. Selye, care a interpretat stresul ca un răspuns nespecific al organismului la o cerere prezentată acestuia. Stresul este considerat în același sens într-un număr de recenzii. Șocul este „reacția organismului la o influență externă puternică (precum și starea sa după o astfel de influență), caracterizată printr-o perturbare bruscă în reglarea proceselor vieții”. Astfel, atât stresul, cât și șocul sunt o stare a corpului, o reacție adaptativă caracteristică la impacturi care diferă ca doză, intensitate și timp.
Este legitim să abordăm întrebarea cât de mult stres este natural, comun sau anormal. În acest caz, este necesar să se indice ceea ce este acceptat ca normă. Schimbarea și dezvoltarea constantă sunt proprietăți integrale ale sistemelor biologice.
Modificările sunt atât vectoriale, unidirecționale, cât și ciclice. În consecință, în dezvoltarea oricărui sistem viu trebuie să alterneze fazele de dezvoltare rapidă, optimă și fazele de dezvoltare suprimată, suboptimă. Pe baza acestui fapt, stările suprimate, limitate ar trebui considerate o proprietate naturală și chiar o proprietate integrală a vieții. În acest caz, dacă luăm drept „normă” reproducerea microorganismelor, o creștere a numărului acestora în faza de creștere a unei culturi microbiene, atunci starea celulelor în faza de întârziere este considerată „stres al noului mediu” , necesitând reacții adaptive adaptative. Pe de altă parte, epuizarea surselor de hrană sau o creștere critică a densității celulare într-o cultură în curs de dezvoltare provoacă „stres de foame”, iar celulele staționare demonstrează adaptarea fiziologică a culturii la condiții care nu sunt optime pentru creștere. Această considerare a stresului ca fiind normal și chiar propice dezvoltării unei stări de cultură (organism) se datorează și se combina cu natura ciclică a acelei lumi fizice particulare în care există organismele terestre, unde temperatura, iluminarea, umiditatea, presiunea, concentrațiile de compuși organici și anorganici și tensiunea fizică se modifică ciclic.câmpuri, acțiunea factorilor biotici.
Ținând cont de natura ciclică a modificărilor condițiilor de mediu, este necesar să se distingă în ele: a) modificări care sunt noi pentru o anumită etapă de dezvoltare, dar sunt repetate în ciclul de dezvoltare și sunt incluse în zona de toleranță a unui specie dată; b) efecte dincolo de limitele unei astfel de zone de toleranță, nefavorabile creșterii și dezvoltării organismului, adesea biocide. Apoi, prin adaptare la orice condiții vom înțelege un set de reacții specifice morfologice, biochimice, fiziologice și comportamentale ale organismului care se dezvoltă ca răspuns la aceste condiții și contribuie la funcționarea continuă a organismului sau care vizează creșterea vitalității (reducerea mortalității) in conditii extreme. În acest din urmă caz, nu vorbim de continuarea metabolismului (cultura microbiană) în condiții specifice nefavorabile (adaptarea organismului), ci de păstrarea populației pentru următorul ciclu de viață în viitorul îndepărtat, în cazul moartea unei părți a populației (de obicei una mai mare) și oprirea temporară a funcționării celulelor supraviețuitoare.
În contextul problemei în discuție, să ne oprim pe scurt asupra semnelor de stres la microorganisme. La stabilirea acesteia, este necesar să se compare indicatorii stării corpului, care sunt observați în stare normală, luați ca optim (homeostazie) și în starea de stres.
NI. Perturbarea semnificativă a oricărui indice măsurat al homeostaziei este un indicator și semn de stres. La microorganisme, indicatorii unei stări depresive, stresante includ: eliberarea proteinelor în spațiul extracelular, pierderea de către celulă a compușilor cu greutate moleculară mică din cauza permeabilității crescute a membranei citoplasmatice, deteriorarea ribozomilor, acizilor nucleici, scăderea ratei de consumul de oxigen, scăderea activității enzimatice, acumularea de specii reactive de oxigen și de produse de peroxidare lipidică, pierderea capacității unei părți din celulele populației de a forma colonii atunci când crește pe medii nutritive minime dense (adică scăderea concentrației de colonii). unități de formare, CFU), întârzierea creșterii, inhibarea activității vitale, agregare și aderență. O trăsătură obligatorie a unei stări de stres este reversibilitatea acesteia, posibilitatea de a reveni la funcționarea normală cu modificări corespunzătoare ale mediului.
Dintre semnele enumerate, cele două cele mai caracteristice și cel mai des folosite în practică sunt scăderea ratei de creștere și a viabilității celulelor. Ei par a fi cei mai directi și adecvați indicatori ai stresului. Rata de creștere este un indicator integral al stării microorganismelor. Pentru celulele care cresc la o anumită viteză maximă pentru condiții date (c.max), scăderea acesteia la o valoare mai mică cmin va indica o stare de stres a microbilor. Cu toate acestea, creșterea la această nouă rată scăzută poate deveni ulterior norma în noul mediu. Deteriorarea în continuare a condițiilor poate duce la o scădere a c la 0 sau chiar la moartea celulelor. Debutul morții celulare indică epuizarea resurselor adaptative ale celulelor individuale. Cu toate acestea, pentru o populație, scăderea numărului de celule este un proces reversibil, iar moartea unui anumit număr de celule individuale este un fenomen complet normal, în ciuda faptului că cealaltă parte a celulelor rămâne viabilă, trecând într-o stare latentă. stat. Astfel, o scădere a ratei de creștere și a concentrației celulelor viabile sunt semne de stres, dar primul caracterizează mai mult starea celulelor, iar al doilea - populația. Majoritatea lucrărilor dedicate adaptării bacteriilor la influențe nefavorabile operează tocmai cu acești doi indicatori.
Revizuirea se limitează în principal la adaptarea culturilor în creștere activă la condiții de mediu fizico-chimice nefavorabile, vizând atât menținerea stării active a celulelor atunci când strategia de creștere este menținută, cât și conservarea populației atunci când strategia de creștere se modifică.
strategia de a experimenta. Adaptările culturilor microbiene la condiții precum epuizarea nutrienților, noile condiții favorabile, schimbările surselor de hrană, adesea asociate cu ontogeneza culturilor (adică, formarea și germinarea formelor latente) nu vor fi luate în considerare.
În prezent, au fost destul de bine studiate mecanismele de adaptare a bacteriilor la temperaturi ridicate și scăzute, concentrații mari de specii reactive de oxigen, săruri, substanțe neionice, radiații mari, presiune hidrostatică, epuizarea surselor de carbon, energie și alte resurse. Accentul se pune pe intracelular
OLESKIN A.V. - 2009
ZAYTSEVA Y.V., POPOVA A.A., KHMEL I.A. - 2014