колонії бактерій

Колонії бактерій чашці Петрі

Перш за все - дозвольте представити бактерію E. Coli - кишкову паличку, яка є
робочою конячкою сучасної генної інженерії. Її часто використовують як модельний організм в мікробіологічних дослідженнях.

Досліджуючи зростання колонії цих бактерій в чашці Петрі, вчені виявили цікаву особливість - вона завжди утворювала правильні кола. Поставте на шляху зростання колонії перешкоду - вона обігне її, а форма залишиться незмінною. Класична біологія, яка розглядала колонії найпростіших просто як збіговисько клітин, пов'язаних між собою різними виростами не могла дати пояснення цьому дивовижному феномену. Дійсно, яким чином мікроорганізм, у якого немає ні мозку, ні навіть більш менш адекватного уявлення про навколишній його просторі "знає" яке йому зайняти місце в загальному строю, щоб вийшла настільки геометрично досконала форма?

Адже у бактерій немає інженерів і архітекторів, які можуть скласти "план колонії" і довести її до самої распоследній бактерії. Вони навіть не можуть станцювати як бджоли. або помацати один одного вусиками як мурахи. Зараз абсолютно точно встановлено - управляються ці спільноти різними хімічними сполуками.

Улюблена паличка всіх мікробіологів кишкового

Ферменти і білки за своїм складом практично ідентичні тим, які в організмі людини беруть участь у функціонуванні ендокринної системи. Так, у колоній бактерій є свій адреналін, серотонін і навіть гормон росту. Концентрація різних ферментів, що виділяються бактеріями в процесі життєдіяльності і управляє зростанням колонії. Таким чином в колонії панує своєрідна "демократія" - кожна бактерія може "проголосувати" за той чи інший шлях розвитку шляхом виділення в навколишнє середовище того чи іншого речовини.

Наприклад з'ясувалося, що структура колонії кишкової палички формується під впливом утворених її клітинами аспарагінової кислоти. Складні орнаменти (концентричні кола, шестикутні грати і ін.) Формуються при накладенні феромону з двох джерел: клітин центру колонії і клітинами на її периферії.

Але це ще не все. З'являються нові дивовижні дані про обмін інформацією між

Картинка видається гуглом за запитом
"Біополе бактерії"

Euprymna scolopes. Він живий і світиться.

У них своя вигода: молюск надає харчування та укриття.

Світіння проявляється тільки при високих концентраціях мікроорганізмів і зазвичай не спостерігається просто в товщі морської води, коли щільність культури менше 102 клітин / мл. Світіння V. fischeri реалізується лише в концентрованих культурах, в тому числі в світяться органах головоногого молюска Euprymna scolopes, де щільність популяції досягає 1010-1011 клітин / мл. Біохімію світіння цих бактерій досліджували поетапно. Було з'ясовано, що світіння бактерій може бути запущено рідиною, в якій знаходилося світиться колонія, відокремленої від клітин. За запуск світіння виявився відповідальний білок (LuxI, 193 амінокислоти), чиє накопичення в середовищі сигналізує клітинам про досягнення граничної щільності (кворуму) для біолюмінесценції. Після досягнення порогового значення бактерії починають виробляти жирні органічні кислоти, окислення яких і призводить до виділення світла.
Цікавий факт - серед мікроорганізмів, що живуть колоніями розвинене самопожертву або по науковому - апоптоз, тобто програмована загибель окремих клітин в інтересах популяції в цілому. Явище апоптозу раніше вивчено на тварин і, в меншій мірі, на рослинних клітинах. Практично завжди воно - нормальна складова частина індивідуального розвитку організму. Так, він необхідний для резорбції хвоста при перетворенні пуголовка; розвиток мозку передбачає програмованих загибель деяких нейронів, причому мутація, що запобігає апоптоз клітин ембріонального мозку, є летальною.

Цикл життя колонії амеб, включаючи
утворення плодових тіл

Досить добре вивчений механізм самопожертви амебного мікроорганізму Dictyostellium discoideum. Трансформація з одноклітинних амеб в багатоклітинний мігруючий псевдоплазмодий і далі в плодове тіло зі спорами є колективну реакцію на голодування клітинної популяції. Коли багатоклітинний псевдоплазмодий починає будувати плодове тіло, клітини в його передній чверті відмирають. Мертві клітини формують ніжку плодового тіла. У міксобактерій - також спостерігається програмована загибель багатьох клітин під час формування плодових тіл.

Вивчення біохімії мікроорганізмів далеко не дозвільна річ - це важливо для медицини, адже якщо макроорганизм-господар - людина, то його симбиотическая або паразитична мікрофлора своєрідний "камертон", який чуйно реагує на соматичне стан, рівень стресу, навіть настрій цієї людини.
Через складність процесу самоорганізації колоній мікроорганізмів зараз немає повного і вичерпного опису механізму життєдіяльності колонії. На жаль, процес математичного моделювання біохімічних процесів тільки лише починає розгортатися. Про одну зі старих моделей колонії - грі "Життя" я розповім в наступній статті.