Спороутворюючі бактерії
Відповіді на запитання
За сучасними уявленнями, аеробні бактерії, що спороутворюють, або бацили, об'єднуються в окремий рід Bacillus сімейства Bacillaceae. Цей рід, що включає багато різноманітних видів, має ряд характерних рис і відрізняється від інших бактеріальних організмів комплексом морфолого-фізіологічних ознак, з яких найбільш важливими є паличкоподібна форма клітин, здатність утворювати ендоспори, потреба у вільному кисні для зростання. Ендоспори утворюються всередині бактеріальної клітини і є тільцями округлої або овальної форми. Суперечки у бактерій утворюються за несприятливих умов їх існування: збіднення поживного середовища, зміни його вологості та pH, старіння культури, а також при попаданні вегетативних клітин у ґрунт. Спороутворення не є способом розмноження у бактерій, а служить для збереження виду.
Процес спороутворення починається з появи в цитоплазмі бактеріальної клітини ущільненої ділянки, яка називається «спорогенна зона», в якій міститься нуклеоїд. Потім спорогенная зона відокремлюється від решти цитоплазми за допомогою вростає всередину з обох сторін ЦПМ. Надалі мембрана клітини починає обростати окрему спорогенну зону, утворюючи подвійну мембранну оболонку. Далі між зовнішнім та внутрішнім шарами мембрани утворюються так званий кортикальний шар, або кортекс, що складається з пептидоглікану. З зовнішньої сторони зовнішньої мембрани утворюється оболонка суперечки, що складається з білків, ліпідів та глікопептидів, після чого вегетативна частина клітини лізується, звільняючи суперечку.
Стійкість суперечок до дії фізичних та хімічних факторів ускладнює боротьбу зі спороносними патогенними бактеріями, які у вигляді суперечок можуть зберігатися у зовнішньому середовищі.час без втрати своєї життєздатності. Проростання суперечок у вегетативні клітини починається при їх попаданні у сприятливі умови існування. При цьому суперечка набухає в результаті збільшення вмісту води, відбувається активування ферментів, енергетичних і біосинтетичних процесів. Починає руйнуватися кортекс, зникає дипіколінова кислота, потім оболонка суперечки розривається і з неї виходить ростова трубка, що сформувалася. Далі синтезується клітинна стінка, і вегетативна клітина, що сформувалася, починає ділитися. Процес проростання суперечки у вегетативну клітину відбувається значно швидше (4-5 год), ніж спороутворення (18-20 год).
Суперечки різних бактерій відрізняються за формою, розміром та положенням у клітині. У сироварних бацил спору розташовується в центрі клітини, її діаметр не перевищує діаметра бактерії. Суперечки клостридій мають овальну форму, їх діаметр більший, ніж поперечний розмір бактерії. Клітина зі спорою, розташованою в центрі, набуває веретеноподібної форми.
Більшість видів є грампозитивними бактеріями, частина - грамваріабільними. Клітини добре забарвлюються звичайними аніліновими фарбами. Жоден представник роду не є типово кислотостійким організмом. У багатьох видів відзначається наявність внутрішньоклітинного жиру, глікогену, волютину та інших включень. Капсула зустрічається лише у сибірки й деяких інших видів за специфічних умов зростання.
У бактеріальних клітинах у загальній кількості основ ДНК 32-65 мол. % гуаніну та цитозину.
Більшість видів, за винятком деяких, головним чином ентомопатогенних, форм, добре росте на м'ясопептонному агарі (МПА) при реакції середовища, близького до нейтрального. Окремі види розвиваються в лужному середовищі ж вимагають особливих джерелазоту чи вуглецю.
Культуральні особливості видів, що виросли різних середовищах, різко різні. На твердих живильних середовищах утворюються колонії від 1-2 до 5 мм і більше в діаметрі: гладкі, зернисті, плівчасті, складчасто-зморшкуваті та сухі, слизові і пастоподібні з характерною структурою краю. При розвитку рідких середовищах виявляється тенденція до утворення поверхневої плівки.
Деякі аеробні бактерії – збудники хвороб. Bac. anthracis викликає сибірку у людини і тварин; Bac. larvae - збудник американського гнильця медоносної бджоли; Bac. alvei та Bac. pulvifaciens трактуються як організми, які грають певну роль хворобах бджіл; Bac. popilliae та Bac. lentimorbus – збудники молочної хвороби японського жука; деякі види групи Bac. cereus-thuringiensis виробляють специфічні ентомоцидні токсини.
Класифікація видів аеробних спороутворюючих бактерій розроблена недостатньо повно. Однією з причин є обмеженість відмінностей у зовнішніх ознаках бактерій. Відомо, що більшість видів різняться між собою малозначущими ознаками будови та розвитку клітин, формою колоній, а також фізіологічними ознаками. Багато питань біології спороносних бактерій потребують глибоких досліджень.
Класифікація, заснована на відмінностях у здатності аеробних спороутворюючих бактерій зброджувати субстрати, передбачала підрозділ цих організмів на три групи за здатністю зброджувати глюкозу та утворювати ацетилметилкарбінол. Згідно з іншою класифікацією, яку в даний час використовують найчастіше, даний рід бактерій поділяється на три групи за співвідношенням поперечних розмірів спор та вегетативних клітин. Група I - найбільш велика - включає види спороносних бактерій, уяких не відзначається чіткого роздування спорангія у процесі утворення суперечки. Група II поєднує бактерії, що утворюють овальні суперечки, що роздмухують спорангій. Група III охоплює бацилярні види, що характеризуються округлими або кулястими спорами, що роздмухують спорангій; об'єднує види спороутворюючих бактерій, що рідко зустрічаються.
В даний час для визначення видів спороутворюючих бактерій поряд з морфолого-фізіологічними особливостями використовують багато інших ознак.
Важливими критеріями для визначення та диференціації бактерій є відношення до дії специфічних фагів, аглютинація з гомологічними сироватками до спорового, соматичного та джгутикового антигенів, зростання за високої концентрації солей, різної температури тощо.
Багато зазначених особливостей застосовуються для внутрішньовидового підрозділу та виділення культур спороносних бактерій в окремі різновиди, серотипи та інші дрібні систематичні підрозділи. У ряді випадків деякі ознаки є основою для виділення культур спороутворюючих бактерій у нові види. Так, наприклад, як нові види описані психрофільні, що розвиваються при низькій температурі культури спороутворюючих бактерій. Подібним чином виділено деякі активні продуценти амілолітичних і целюлолітичних ферментів. У літературі було описано багато нових видів бацил, патогенних для деяких комах, рослин та тварин, що у більшості випадків не підтвердилося у наступні роки.