Посів у рідке середовище
Якщо клітини, які збираються висівати, знаходяться в рідині, наприклад, у воді, молоці або бульйоні, то для перенесення проби в пробірку з живильним середовищем використовують дротяну петлю. Петлю занурюють у середу та м'яко збовтують її. Не забувайте гартувати шийку флакона, якщо знімаєте кришку або видаляйте ватяну пробку.
Якщо культура, що засівається, знаходиться всередині або на поверхні твердого субстрату, наприклад грунту або живильного агару, то можна також використовувати дротяну петлю для посіву в рідке середовище. Для успішного перенесення достатньо потерти петлю про внутрішню поверхню судини з живильним середовищем. В обох випадках для перемішування культури пробірку із засіяним рідким середовищем можна злегка потрясти.
Зростання бактерій. Зростання популяції
Коли бактеріальні клітини досягають певних розмірів, вони переходять до безстатевого розмноження, яке називається простим поділом; при цьому клітина поділяється на дві ідентичні дочірні клітини. Деталі цього процесу описані в одній із статей. У цьому розділі ми докладно розглянемо зростання цілої популяції.
Якщо одиночну бактерію помістити в живильне середовище в оптимальних умовах зростання, то вона та її нащадки ділитимуться кожні 30 хв, як показано в таблиці.
Збільшення числа клітин, як показано в таблиці, характерне для логарифмічного або експоненціального зростання. Його легко пояснити, якщо розглянути рядок В таблиці, де число бактерій виражено у вигляді числа 2, зведеного в певний ступінь. Показник ступеня можна назвати логарифмом (log) або експонентою. Логарифми, або експоненти, утворюють ряд 0, 1,2, 3, що лінійно збільшується, і т. д., відповідно числу поділів. Числа у графі А таблиці можна подати у вигляді логарифмів на підставі 2, як показано врядку Р. (порівняйте рядок У з рядком Р.) Однак прийнято використовувати логарифми з основою 10, як у рядку Б. Таким чином, 1 це 10 0 , 2 це 10 0,3 ,4 це 10 0,6 і т.д. буд.
Крива на графіку А в питанні представляєсобою логарифмічну, або експоненційну, криву. Такі криві зростання можна перетворити на прямі, побудувавши графіки в напівлогарифмічному масштабі. Таким чином, в ідеальних умовах зростання бактерій є експонентним. При експоненційному зростанні час, який потрібний для подвоєння числа бактерій, постійно. Воно називається часом подвоєння, або часом генерації, його можна розрахувати, виходячи з графіка.
Ідеальну модельзростання популяції бактерійможна порівняти зі зростанням реальної популяції в закритій посудині, де немає зовнішніх впливів, наприклад, не додаються поживні речовини. Зауважте, що наведено дві криві, одна з яких відображає загальну кількість бактерій, включаючи загиблих. На практиці найлегше визначити саме це число. Другий графік, найцікавіший для вивчення, відображає кількість життєздатних бактерій. Ця крива має чотири фази. Перша - це лаг-фаза, в ході якої бактерії адаптуються до нового середовища проживання, і максимальна швидкість зростання не досягається. У цей період у клітинах бактерій можуть, наприклад, синтезуватися нові ферменти, необхідні засвоєння тих поживних речовин, які у новому середовищі.
Наступна фаза зростання популяції бактерій- логарифмічна, коли бактерії ростуть з максимальною швидкістю, число бактерій збільшується майже експоненційно, тобто крива зростання є майже прямою лінією. У ході цієї фази час подвоєння залишається незмінним і має мінімальне значення. З часом зростання колонії починає сповільнюватися, час подвоєнняпочинає збільшуватися, і культура входить у стаціонарну фазу, коли швидкість зростання популяції дорівнює нулю та коли різко зростає конкуренція за харчові ресурси. Утворення нових клітин сповільнюється і потім остаточно припиняється. Будь-яке збільшення числа клітин компенсується одночасною загибеллю інших клітин, тому сумарна чисельність живих клітин залишається незмінною. Перехід до цієї фази визначається дією низки факторів: виснаженням необхідних поживних речовин, накопиченням токсичних продуктів розпаду, таких як спирт, а у разі аеробних бактерій ще й обмеженням доступу кисню. Зростання бактерій уповільнюється також за зміни рН.
Під час останньої фази -фази уповільнення росту- зростає швидкість загибелі клітин, і вона стає вищою, ніж швидкість розмноження. Згодом клітини взагалі припиняють відтворюватись. Методи підрахунку числа бактерій описані у наступному розділі.
Ті ж принципи застосовні до зростання будь-яких популяцій, навіть популяцій людини. Теоретично будь-яка популяція може досягти експоненційного зростання, якщо час подвоєння залишається незмінним. Однак рано чи пізно у справу вступають лімітуючі фактори, і вивчення цих факторів становить основу екології популяції.
- Повернутись до змісту розділу "Біологія."