जीवाणूंचा वनस्पतिजन्य प्रसार. जीवाणू भागाकाराने गुणाकार करतात आणि ते फार लवकर करतात

विखंडनाद्वारे जीवाणूंचे पुनरुत्पादन ही सूक्ष्मजीवांच्या लोकसंख्येचा आकार वाढवण्याची सर्वात सामान्य पद्धत आहे. विभाजनानंतर, जीवाणू त्यांच्या मूळ आकारात वाढतात, ज्यासाठी विशिष्ट पदार्थ (वाढीचे घटक) आवश्यक असतात.

जीवाणूंच्या पुनरुत्पादनाच्या पद्धती भिन्न आहेत, परंतु त्यांच्या बहुतेक प्रजातींसाठी, विभाजन पद्धतीमध्ये अलैंगिक पुनरुत्पादनाचा एक प्रकार अंतर्भूत आहे. बॅक्टेरिया क्वचितच नवोदित होऊन पुनरुत्पादन करतात. जीवाणूंचे लैंगिक पुनरुत्पादन आदिम स्वरूपात असते.

तांदूळ. 1. फोटोमध्ये, एक जिवाणू पेशी विभाजन अवस्थेत आहे.

बॅक्टेरियाचे अनुवांशिक उपकरण

जीवाणूंचे अनुवांशिक उपकरण एकाच डीएनए - गुणसूत्राद्वारे दर्शविले जाते. डीएनए रिंगमध्ये बंद आहे. गुणसूत्र न्यूक्लियोटाइडमध्ये स्थित आहे ज्यामध्ये पडदा नाही. जिवाणू पेशीमध्ये प्लास्मिड्स असतात.

न्यूक्लॉइड

न्यूक्लॉइड हे न्यूक्लियसशी एकरूप आहे. हे सेलच्या मध्यभागी स्थित आहे. डीएनए त्यात स्थानिकीकृत आहे - दुमडलेल्या स्वरूपात आनुवंशिक माहितीचा वाहक. न वळलेला डीएनए 1 मिमी लांबीपर्यंत पोहोचतो. जिवाणू पेशीच्या आण्विक पदार्थामध्ये पडदा, न्यूक्लियोलस आणि गुणसूत्रांचा संच नसतो आणि ते मायटोसिसने विभागलेले नसते. विभाजनापूर्वी, न्यूक्लियोटाइड दुप्पट होते. विभाजनादरम्यान, न्यूक्लियोटाइड्सची संख्या 4 पर्यंत वाढते.

तांदूळ. 2. फोटोमध्ये, कट वर एक जिवाणू सेल. मध्यभागी एक न्यूक्लियोटाइड दृश्यमान आहे.

प्लास्मिड्स

प्लाझमिड हे स्वायत्त रेणू आहेत जे दुहेरी-असरलेल्या डीएनएच्या अंगठीत दुमडलेले असतात. त्यांचे वस्तुमान न्यूक्लियोटाइडच्या वस्तुमानापेक्षा खूपच कमी असते. प्लाझमिड्सच्या डीएनएमध्ये आनुवंशिक माहिती एन्कोड केलेली असूनही, ती जीवाणू पेशीसाठी महत्त्वपूर्ण आणि आवश्यक नाहीत.

तांदूळ. 3. फोटो जिवाणू प्लास्मिड दाखवतो.

विभागणीचे टप्पे

प्रौढ पेशीमध्ये अंतर्भूत असलेल्या एका विशिष्ट आकारापर्यंत पोहोचल्यानंतर, विभाजन यंत्रणा सुरू केली जाते.

डीएनए प्रतिकृती

डीएनए प्रतिकृती पेशी विभाजनापूर्वी होते. मेसोसोम्स (साइटोप्लाज्मिक झिल्लीचे पट) विभाजनाची प्रक्रिया (प्रतिकृती) पूर्ण होईपर्यंत डीएनए धारण करतात.

डीएनए पॉलिमरेझ एन्झाइमच्या मदतीने डीएनए प्रतिकृती तयार केली जाते. प्रतिकृती दरम्यान, 2-अडकलेल्या DNA मधील हायड्रोजन बंध तुटतात, परिणामी एका DNA मधून दोन कन्या सिंगल-स्ट्रँडेड तयार होतात. त्यानंतर, जेव्हा मुलीच्या डीएनएने विभक्त कन्या पेशींमध्ये त्याचे स्थान घेतले तेव्हा ते पुनर्संचयित केले जातात.

डीएनए प्रतिकृती पूर्ण होताच, संश्लेषणाचा परिणाम म्हणून एक संकुचितता दिसून येते, सेल अर्ध्यामध्ये विभाजित करते. प्रथम, न्यूक्लियोटाइडचे विभाजन होते, नंतर साइटोप्लाझम. सेल भिंत संश्लेषण विभाजन पूर्ण करते.

तांदूळ. 4. जिवाणू पेशी विभाजनाची योजना.

डीएनए विभागांची देवाणघेवाण

गवत बॅसिलसमध्ये, डीएनए प्रतिकृती प्रक्रिया 2 डीएनए खंडांच्या देवाणघेवाणीने पूर्ण होते.

पेशी विभाजनानंतर, एक पूल तयार होतो, ज्याच्या बाजूने एका पेशीचा डीएनए दुसऱ्या पेशीमध्ये जातो. दोन डीएनए नंतर एकमेकांत गुंफतात. दोन्ही डीएनएचे काही भाग एकमेकांना चिकटतात. चिकटलेल्या ठिकाणी, डीएनए विभागांची देवाणघेवाण केली जाते. DNA पैकी एक जंपरच्या बाजूने पहिल्या सेलकडे परत जातो.

तांदूळ. 5. गवत बॅसिलसमध्ये डीएनए एक्सचेंजचे प्रकार.

जिवाणू पेशी विभाजनाचे प्रकार

जर पेशी विभाजन प्रक्रियेच्या पुढे असेल, तर बहुपेशीय रॉड्स आणि कोकी तयार होतात.

सिंक्रोनस सेल डिव्हिजनसह, दोन पूर्ण वाढ झालेल्या कन्या पेशी तयार होतात.

जर न्यूक्लियोटाइड सेलपेक्षा जास्त वेगाने विभाजित झाला तर मल्टीन्यूक्लियोटाइड जीवाणू तयार होतात.

जीवाणू वेगळे करण्याचे मार्ग

विभाजन करून

ब्रेकिंगद्वारे विभागणे हे ऍन्थ्रॅक्स बॅसिलीचे वैशिष्ट्य आहे. या विभाजनाच्या परिणामी, पेशी सांध्यातील तुटतात, साइटोप्लाज्मिक ब्रिज मोडतात. मग ते एकमेकांना मागे हटवतात, साखळ्या तयार करतात.

सरकता पृथक्करण

विभाजनानंतर स्लाइडिंग सेपरेशनसह, सेल विभक्त होतो आणि जसा होता, दुसर्या सेलच्या पृष्ठभागावर सरकतो. एस्चेरिचियाच्या काही प्रकारांसाठी ही पृथक्करण पद्धत वैशिष्ट्यपूर्ण आहे.

विभाजित विभाजन

विभाजित विभाजनासह, विभाजित केलेल्या पेशींपैकी एक वर्तुळाच्या कमानीचे त्याच्या मुक्त टोकासह वर्णन करते, ज्याचा मध्यभागी दुसर्या सेलशी त्याच्या संपर्काचा बिंदू असतो, जो रोमन पाच किंवा क्यूनिफॉर्म (कोरीनेबॅक्टेरियम डिप्थीरिया, लिस्टेरिया) बनवतो.

तांदूळ. 6. फोटोमध्ये, रॉड-आकाराचे जीवाणू साखळी बनवतात (अँथ्रॅक्स रॉड्स).

तांदूळ. 7. फोटोमध्ये, Escherichia coli वेगळे करण्यासाठी एक स्लाइडिंग पद्धत.

तांदूळ. 8. कोरीनेबॅक्टेरिया वेगळे करण्यासाठी स्प्लिटिंग पद्धत.

विभाजनानंतर बॅक्टेरियाच्या क्लस्टरचे दृश्य

विभाजन करणाऱ्या पेशींच्या संचयनामध्ये विविध आकार असतात, जे विभाजन विमानाच्या दिशेवर अवलंबून असतात.

गोलाकार बॅक्टेरियाएका वेळी एक, एका वेळी दोन (डिप्लोकोकी), पिशव्यामध्ये, साखळ्यांमध्ये किंवा द्राक्षांच्या गुच्छांप्रमाणे व्यवस्था केलेले. रॉड-आकाराचे जीवाणू - साखळ्यांमध्ये.

सर्पिल जीवाणू- गोंधळलेला.

तांदूळ. 9. फोटो मायक्रोकोकी दर्शवितो. ते गोलाकार, गुळगुळीत, पांढरे, पिवळे आणि लाल रंगाचे असतात. मायक्रोकोकी निसर्गात सर्वव्यापी आहेत. ते मानवी शरीराच्या वेगवेगळ्या पोकळ्यांमध्ये राहतात.

तांदूळ. 10. फोटोमध्ये, डिप्लोकोकस बॅक्टेरिया - स्ट्रेप्टोकोकस न्यूमोनिया.

तांदूळ. 11. फोटोमध्ये सारसीना बॅक्टेरिया. कोकोइड बॅक्टेरिया पॅकेटमध्ये एकत्र केले जातात.

तांदूळ. 12. फोटोमध्ये, स्ट्रेप्टोकोकस जीवाणू (ग्रीक "स्ट्रेप्टोस" पासून - एक साखळी). साखळदंडांनी मांडलेले. ते अनेक रोगांचे कारक घटक आहेत.

तांदूळ. 13. फोटोमध्ये, जीवाणू "गोल्डन" स्टॅफिलोकोसी आहेत. "द्राक्षांचा घड" सारखी व्यवस्था. क्लस्टर्समध्ये सोनेरी रंग असतो. ते अनेक रोगांचे कारक घटक आहेत.

तांदूळ. 14. फोटोमध्ये, लेप्टोस्पायराचे संकुचित जीवाणू अनेक रोगांचे कारक घटक आहेत.

तांदूळ. 15. फोटोमध्ये, व्हिब्रिओ वंशाचे रॉड-आकाराचे बॅक्टेरिया.

जिवाणू विभागणी दर

जीवाणूंच्या विभाजनाचा दर अत्यंत उच्च आहे. सरासरी, प्रत्येक 20 मिनिटांनी एक जिवाणू पेशी विभाजित होते. केवळ एका दिवसात, एका पेशीतून संततीच्या 72 पिढ्या तयार होतात. मायकोबॅक्टेरियम ट्यूबरक्युलोसिस हळूहळू विभाजित होते. विभाजनाच्या संपूर्ण प्रक्रियेसाठी त्यांना सुमारे 14 तास लागतात.

तांदूळ. 16. फोटो स्ट्रेप्टोकोकस पेशी विभाजनाची प्रक्रिया दर्शवितो.

बॅक्टेरियाचे लैंगिक पुनरुत्पादन

1946 मध्ये, शास्त्रज्ञांनी लैंगिक पुनरुत्पादनाचा शोध आदिम स्वरूपात शोधला. या प्रकरणात, गेमेट्स (नर आणि मादी जंतू पेशी) तयार होत नाहीत, तथापि, काही पेशी अनुवांशिक सामग्रीची देवाणघेवाण करतात ( अनुवांशिक पुनर्संयोजन).

जनुक हस्तांतरण परिणाम म्हणून उद्भवते conjugations- फॉर्ममधील अनुवांशिक माहितीच्या एका भागाचे दिशाहीन हस्तांतरण प्लाझमिडजिवाणू पेशींच्या संपर्कात आल्यावर.

प्लाझमिड हे लहान डीएनए रेणू आहेत. ते क्रोमोसोम जीनोमशी संबंधित नाहीत आणि स्वायत्तपणे डुप्लिकेट करण्यास सक्षम आहेत. प्लाझमिड्समध्ये जीन्स असतात जी जीवाणू पेशींचा प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थितींमध्ये प्रतिकार वाढवतात. बॅक्टेरिया अनेकदा ही जीन्स एकमेकांना देतात. इतर प्रजातींच्या जीवाणूंमध्ये जनुक माहितीचे हस्तांतरण देखील लक्षात घेतले जाते.

खर्‍या लैंगिक प्रक्रियेच्या अनुपस्थितीत, उपयुक्त गुणधर्मांच्या देवाणघेवाणीमध्ये संयुग्मन मोठी भूमिका बजावते. हे औषध प्रतिकार प्रदर्शित करण्यासाठी जीवाणूंची क्षमता हस्तांतरित करते. मानवतेसाठी, रोग-उत्पादक लोकसंख्येमध्ये प्रतिजैविक प्रतिकार प्रसारित करणे विशेषतः धोकादायक आहे.

तांदूळ. 17. फोटोमध्ये, दोन Escherichia coli च्या संयोगाचा क्षण.

बॅक्टेरियाच्या लोकसंख्येच्या विकासाचे टप्पे

पोषक माध्यमावर पेरणी करताना, जिवाणू लोकसंख्येचा विकास अनेक टप्प्यांतून जातो.

प्रारंभिक टप्पा

सुरुवातीचा टप्पा म्हणजे पेरणीच्या क्षणापासून त्यांच्या वाढीपर्यंतचा कालावधी. सरासरी, प्रारंभिक टप्पा 1-2 तास टिकतो.

पुनरुत्पादक विलंब टप्पा

हा जीवाणूंच्या गहन वाढीचा टप्पा आहे. त्याचा कालावधी सुमारे 2 तास आहे. हे संस्कृतीचे वय, अनुकूलन कालावधी, पोषक माध्यमाची गुणवत्ता इत्यादींवर अवलंबून असते.

लॉगरिदमिक टप्पा

या टप्प्यात, पुनरुत्पादन दर आणि बॅक्टेरियाच्या लोकसंख्येतील वाढीची शिखर नोंद केली जाते. त्याचा कालावधी 5-6 तास आहे.

नकारात्मक प्रवेगचा टप्पा

या टप्प्यात, पुनरुत्पादनाच्या दरात घट नोंदवली जाते, विभाजित जीवाणूंची संख्या कमी होते आणि मृत जीवाणूंची संख्या वाढते. नकारात्मक प्रवेग होण्याचे कारण म्हणजे पोषक माध्यमाचा ऱ्हास. त्याचा कालावधी सुमारे 2 तास आहे.

स्थिर कमाल टप्पा

स्थिर टप्प्यात, मृत आणि नव्याने तयार झालेल्या व्यक्तींची समान संख्या लक्षात घेतली जाते. त्याचा कालावधी सुमारे 2 तास आहे.

प्रवेगक मृत्यू टप्पा

या टप्प्यात मृत पेशींची संख्या हळूहळू वाढते. त्याचा कालावधी सुमारे 3 तास आहे.

लॉगरिदमिक मृत्यूचा टप्पा

या टप्प्यात, जिवाणू पेशी स्थिर दराने मरतात. त्याचा कालावधी सुमारे 5 तास आहे.

कमी होत जाणारा टप्पा

या टप्प्यात, उर्वरित जिवंत जिवाणू पेशी सुप्त अवस्थेत जातात.

तांदूळ. 18. आकृती बॅक्टेरियाच्या लोकसंख्येची वाढ वक्र दर्शवते.

तांदूळ. 19. फोटोमध्ये स्यूडोमोनास एरुगिनोसाच्या निळ्या-हिरव्या वसाहती, मायक्रोकोकीच्या पिवळ्या वसाहती, बॅक्टेरियम प्रोडिजिओसमच्या रक्त-लाल वसाहती आणि बॅक्टेरॉइड्स नायजरच्या काळ्या वसाहती दाखवल्या आहेत.

तांदूळ. 20. फोटो बॅक्टेरियाची वसाहत दाखवते. प्रत्येक वसाहत ही एका पेशीची संतती असते. एका वसाहतीत पेशींची संख्या लाखोंच्या घरात असते. एक वसाहत 1-3 दिवसात वाढते.

चुंबकीयदृष्ट्या संवेदनशील जीवाणूंचे विभाजन

1970 च्या दशकात, समुद्रात राहणारे जीवाणू सापडले ज्यांना चुंबकत्वाची भावना होती. चुंबकत्व या आश्चर्यकारक प्राण्यांना पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या रेषेवर नेव्हिगेट करण्यास आणि त्यासाठी आवश्यक असलेले सल्फर, ऑक्सिजन आणि इतर पदार्थ शोधण्याची परवानगी देते. त्यांचे "होकायंत्र" मॅग्नेटोसोमद्वारे दर्शविले जाते, ज्यामध्ये चुंबक असतो. विभाजन करताना, चुंबकीयदृष्ट्या संवेदनशील जीवाणू त्यांच्या कंपासचे विभाजन करतात. या प्रकरणात, विभाजनादरम्यान आकुंचन स्पष्टपणे अपुरे होते, म्हणून जिवाणू पेशी वाकतात आणि एक तीक्ष्ण फ्रॅक्चर बनवतात.

तांदूळ. 21. फोटो चुंबकीयदृष्ट्या संवेदनशील जीवाणूच्या विभाजनाचा क्षण दर्शवितो.

बॅक्टेरियाची वाढ

जिवाणू पेशी विभाजनाच्या सुरुवातीला, दोन डीएनए रेणू सेलच्या वेगवेगळ्या टोकांकडे वळतात. पुढे, सेल दोन समान भागांमध्ये विभागला जातो, जो एकमेकांपासून विभक्त होतो आणि मूळ आकारात वाढतो. अनेक जीवाणूंच्या विभाजनाचा दर सरासरी 20-30 मिनिटे असतो. केवळ एका दिवसात, एका पेशीतून संततीच्या 72 पिढ्या तयार होतात.

वाढ आणि विकासाच्या प्रक्रियेत पेशींचे वस्तुमान वातावरणातील पोषक द्रव्ये त्वरीत शोषून घेतात. हे अनुकूल पर्यावरणीय घटकांद्वारे सुलभ होते - तापमान, पोषक तत्वांची पुरेशी मात्रा, पर्यावरणाचा आवश्यक पीएच. एरोबिक पेशींना ऑक्सिजनची आवश्यकता असते. अॅनारोबसाठी, ते धोकादायक आहे. तथापि, निसर्गात जीवाणूंचे अमर्यादित पुनरुत्पादन होत नाही. सूर्यप्रकाश, कोरडी हवा, अन्नाची कमतरता, वातावरणातील उच्च तापमान आणि इतर घटकांचा जिवाणू पेशीवर हानिकारक प्रभाव पडतो.

तांदूळ. 22. फोटोमध्ये, पेशी विभाजनाचा क्षण.

वाढीचे घटक

जीवाणूंच्या वाढीसाठी काही पदार्थ (वाढीचे घटक) आवश्यक असतात, त्यापैकी काही पेशी स्वतःच संश्लेषित करतात आणि काही वातावरणातून येतात. सर्व जीवाणूंच्या वाढीच्या घटकांसाठी वेगवेगळ्या आवश्यकता असतात.

वाढीच्या घटकांची आवश्यकता हे एक स्थिर वैशिष्ट्य आहे, ज्यामुळे जीवाणूंची ओळख, पोषक माध्यम तयार करणे आणि जैवतंत्रज्ञानामध्ये वापर करणे शक्य होते.

जिवाणू वाढीचे घटक (बॅक्टेरियल जीवनसत्त्वे) हे रासायनिक घटक आहेत, त्यापैकी बहुतेक पाण्यात विरघळणारे बी जीवनसत्त्वे आहेत. या गटामध्ये हेमिन, कोलीन, प्युरिन आणि पायरीमिडीन बेस आणि इतर अमीनो ऍसिड देखील समाविष्ट आहेत. वाढीच्या घटकांच्या अनुपस्थितीत, बॅक्टेरियोस्टेसिस होतो.

बॅक्टेरिया वाढीचे घटक कमीत कमी प्रमाणात आणि अपरिवर्तित वापरतात. या गटातील अनेक रसायने सेल्युलर एन्झाइमचा भाग आहेत.

तांदूळ. 23. फोटोमध्ये, रॉड-आकाराच्या बॅक्टेरियमच्या विभाजनाचा क्षण.

सर्वात महत्वाचे जिवाणू वाढ घटक

• व्हिटॅमिन बी 1 (थायमिन). कार्बोहायड्रेट चयापचय मध्ये भाग घेते.
• व्हिटॅमिन बी 2 (रिबोफ्लेविन). रेडॉक्स प्रतिक्रियांमध्ये भाग घेते.
• पॅन्टोथेनिक ऍसिडकोएन्झाइम ए चा अविभाज्य भाग आहे.
• व्हिटॅमिन बी 6 (पायरीडॉक्सिन). अमीनो ऍसिडच्या चयापचयात भाग घेते.
• जीवनसत्त्वे बी 12(कोबालामिन हे कोबाल्ट असलेले पदार्थ आहेत). ते न्यूक्लियोटाइड्सच्या संश्लेषणात सक्रिय भाग घेतात.
• फॉलिक आम्ल. त्याचे काही डेरिव्हेटिव्ह हे एन्झाईम्सचे भाग आहेत जे प्युरीन आणि पायरीमिडीन बेस तसेच काही अमीनो ऍसिडचे संश्लेषण उत्प्रेरित करतात.
• बायोटिन. नायट्रोजन चयापचय मध्ये भाग घेते, आणि असंतृप्त फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण देखील उत्प्रेरित करते.
• व्हिटॅमिन पीपी(निकोटिनिक ऍसिड). रेडॉक्स प्रतिक्रियांमध्ये, एन्झाईम्सची निर्मिती आणि लिपिड आणि कर्बोदकांमधे चयापचय मध्ये भाग घेते.
• व्हिटॅमिन एच(पॅरामिनोबेंझोइक ऍसिड). मानवी आतड्यात राहणाऱ्या बॅक्टेरियांसह अनेक जीवाणूंच्या वाढीचा हा घटक आहे. फॉलिक ऍसिड पॅरा-एमिनोबेंझोइक ऍसिडपासून संश्लेषित केले जाते.
• मिथुन. हे काही एन्झाइम्सचा अविभाज्य भाग आहे जे ऑक्सिडेशन प्रतिक्रियांमध्ये भाग घेतात.
• चोलीन. सेल भिंतीच्या लिपिड संश्लेषणाच्या प्रतिक्रियांमध्ये भाग घेते. हे अमीनो ऍसिडच्या संश्लेषणात मिथाइल गटाचे पुरवठादार आहे.
• प्युरिन आणि पायरीमिडीन बेस(एडेनाइन, ग्वानिन, झेंथिन, हायपोक्सॅन्थिन, सायटोसिन, थायमिन आणि युरासिल). पदार्थांची प्रामुख्याने न्यूक्लिक अॅसिडचे घटक म्हणून गरज असते.
• अमिनो आम्ल. हे पदार्थ सेल प्रोटीनचे घटक आहेत.

काही जीवाणूंच्या वाढीच्या घटकांची गरज

ऑक्सोट्रॉफ्सजीवन सुनिश्चित करण्यासाठी, त्यांना बाहेरून रसायनांचा पुरवठा आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, क्लोस्ट्रिडिया लेसिथिन आणि टायरोसिनचे संश्लेषण करण्यास अक्षम आहेत. स्टॅफिलोकोकीला लेसिथिन आणि आर्जिनिनचे सेवन आवश्यक आहे. स्ट्रेप्टोकोकीला फॅटी ऍसिडचे सेवन आवश्यक आहे - फॉस्फोलिपिड्सचे घटक. कोरीनेबॅक्टेरिया आणि शिगेला यांना निकोटिनिक ऍसिडचे सेवन आवश्यक आहे. स्टॅफिलोकोकस ऑरियस, न्यूमोकोकस आणि ब्रुसेला यांना व्हिटॅमिन बी 1 घेणे आवश्यक आहे. स्ट्रेप्टोकोकी आणि टिटॅनस बॅसिली - पॅन्टोथेनिक ऍसिडमध्ये.

प्रोटोट्रॉफ्सस्वतंत्रपणे आवश्यक पदार्थांचे संश्लेषण करा.

तांदूळ. 24. विविध पर्यावरणीय परिस्थिती वेगवेगळ्या प्रकारे जिवाणू वसाहतींच्या वाढीवर परिणाम करतात. डावीकडे - हळूहळू विस्तारित वर्तुळाच्या स्वरूपात स्थिर वाढ. उजवीकडे - "शूट्स" च्या स्वरूपात जलद वाढ.

वाढीच्या घटकांसाठी बॅक्टेरियाच्या गरजेचा अभ्यास केल्याने शास्त्रज्ञांना एक मोठा सूक्ष्मजीव वस्तुमान मिळू शकतो, जो प्रतिजैविक, सेरा आणि लसींच्या निर्मितीसाठी आवश्यक आहे.

लेखांमध्ये बॅक्टेरियाबद्दल अधिक वाचा:

जीवाणूंचे पुनरुत्पादन ही सूक्ष्मजीवांची संख्या वाढवण्याची एक यंत्रणा आहे. बॅक्टेरियाचे विभाजन ही पुनरुत्पादनाची मुख्य पद्धत आहे. विभाजनानंतर, जीवाणू प्रौढांच्या आकारापर्यंत पोहोचले पाहिजेत. बॅक्टेरिया त्यांच्या वातावरणातील पोषकद्रव्ये वेगाने शोषून वाढतात. वाढीसाठी काही पदार्थ (वाढीचे घटक) आवश्यक असतात, त्यापैकी काही जीवाणू पेशीद्वारेच संश्लेषित केले जातात आणि काही पर्यावरणातून येतात.

जीवाणूंच्या वाढीचा आणि पुनरुत्पादनाचा अभ्यास करून, शास्त्रज्ञ सतत सूक्ष्मजीवांचे फायदेशीर गुणधर्म शोधत आहेत, ज्याचा वापर दैनंदिन जीवनात आणि उत्पादनात केवळ त्यांच्या गुणधर्मांद्वारे मर्यादित आहे.

सजीव आणि निर्जीव प्रत्येक गोष्टीला भौतिकशास्त्राच्या नियमांचे पालन करणे बंधनकारक आहे - थर्मोडायनामिक्सच्या दुसर्‍या नियमासह, ज्यामध्ये असे म्हटले आहे की पृथक प्रणालीची एन्ट्रॉपी कमी होऊ शकत नाही. पहिल्या दृष्टीक्षेपात, अत्यंत संघटित बहुपेशीय जीव "न-कमी होणारे विकार" च्या या नियमाचे उल्लंघन करून अस्तित्वात आहेत, परंतु खरं तर, ते देत असलेल्या उष्णतेमुळे विश्वाची एन्ट्रॉपी वाढते आणि थर्मोडायनामिक्सच्या दुसऱ्या नियमाचे उल्लंघन होत नाही. मात्र, या भागात अनेक प्रश्न कायम आहेत. थर्मोडायनामिक्सच्या दृष्टीने त्याच्या अंतर्गत क्रमाची भरपाई करण्यासाठी सेलने बाह्य अवकाशात किती उष्णता सोडली पाहिजे? थर्मोडायनामिक्सच्या दुसऱ्या नियमाने सेट केलेल्या मर्यादेच्या किती जवळ पेशी येतात?

एमआयटीमधील भौतिकशास्त्रज्ञ जेरेमी इंग्लंड यांनी ई. कोलायच्या पुनरुत्पादनाचे मॉडेल तयार केले आहे. जिवाणू पेशीची रचना, पुनरुत्पादन आणि वाढीचा दर यांची वैशिष्ट्ये विचारात घेऊन, शास्त्रज्ञाने थर्मोडायनामिक्सच्या दुसर्‍या नियमाचे उल्लंघन होऊ नये म्हणून ई. कोलायने आसपासच्या जागेत सोडलेली किमान उष्णता मोजली. उष्णता हस्तांतरणाचे वास्तविक मूल्य सैद्धांतिक क्रमाप्रमाणेच होते: जीवाणू थर्मोडायनामिक्सने जे सांगते त्यापेक्षा केवळ सहा पटीने अधिक मजबूत वातावरण "गरम" केले. जैविक प्रणालीसाठी, ही बर्‍यापैकी उच्च कार्यक्षमता आहे.

इंग्लंडने सांख्यिकीय यांत्रिकी पद्धतीचा वापर केला (अणू आणि रेणूंच्या परस्पर व्यवस्थेच्या विविध रूपांच्या संभाव्यतेची गणना) ई. कोलायच्या 20-मिनिटांच्या पुनरुत्पादन प्रक्रियेचे अनुकरण करण्यासाठी, ज्या दरम्यान जीवाणू भरपूर अन्न खातात, त्याचे रूपांतर होते. ऊर्जा, त्याचे रेणू (प्रथिने आणि डीएनएसह) पुनर्रचना आणि व्यवस्था करते आणि शेवटी दोन पेशींमध्ये विभागते.

या प्रक्रियेच्या थर्मोडायनामिक्सची तपासणी करण्यासाठी, इंग्लंडने जेव्हा दोन पेशी एकात विलीन होतात तेव्हा उलट परिस्थितीचे अनुकरण करण्याचा निर्णय घेतला. ही घटना इतकी संभव नाही की निसर्गात, बहुधा, ती कधीही होणार नाही. जिवाणू पेशी विभाजनासाठी आवश्यक असलेल्या सर्व रासायनिक अभिक्रियांच्या उलट संभाव्यतेची गणना करून या संभाव्यतेचा अंकीयदृष्ट्या अंदाज लावला जाऊ शकतो. यातील सर्वात सामान्य प्रतिक्रिया म्हणजे पेप्टाइड बॉन्ड्सची निर्मिती. ही प्रतिक्रिया उत्स्फूर्तपणे उलट दिशेने जाण्याची शक्यता इतकी कमी आहे की काही अमूर्त "शाश्वत" सेलमध्ये ही घटना दर 600 वर्षांनी एकदाच घडते. आणि जिवाणू पेशीमध्ये उपस्थित असलेल्या सर्व 1.6 अब्ज पेप्टाइड बॉन्ड्सच्या उत्स्फूर्त विघटनासाठी जास्त वेळ प्रतीक्षा करावी लागेल. या बंधांचा नाश करण्यासाठी लागणार्‍या ऊर्जेची गणना करणे आणि ही प्रक्रिया उत्स्फूर्तपणे घडू शकते अशा वेळेची गणना करणे, उलट प्रक्रियेचे इंग्लंड सैद्धांतिक मापदंड - पेप्टाइड बंधांच्या संपूर्ण संचाच्या निर्मितीसह पेशी विभाजन.

असे दिसून आले की गणना केलेले मूल्य प्रति युनिट वेळेत जीवाणू आसपासच्या जागेत सोडत असलेल्या उष्णतेच्या सहाव्या भागापेक्षा किंचित जास्त आहे. सैद्धांतिकदृष्ट्या, जीवाणू जलद पुनरुत्पादन करू शकतात, परंतु इंग्लंडच्या मते त्यांची पुनरुत्पादक कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी ते विकसित होण्याची शक्यता नाही - जीवाणूंमध्ये इतर अनेक "इंट्रासेल्युलर कार्ये" आहेत. परंतु कृत्रिम जीवशास्त्र क्षेत्रातील तज्ञांसाठी, इंग्लंडची गणना खूप मनोरंजक असू शकते: ते सूक्ष्मजीव तयार करण्याची शक्यता प्रदर्शित करतात जे त्यांच्या अपरिवर्तित समकक्षांपेक्षा वेगाने विभाजित होतात.

इंग्लंडचा असा विश्वास आहे की त्याचे कार्य देखील अप्रत्यक्षपणे डीएनए, आरएनए नव्हे तर अनुवांशिक माहितीचे वाहक म्हणून विकसित होण्याच्या कारणांकडे निर्देश करते: डीएनएमधील बंध अधिक मजबूत आणि उत्स्फूर्त विनाशास कमी प्रवण असतात. दुसरीकडे, आरएनएवर अवलंबून असलेल्या जीवांसाठी "थर्मोडायनामिक अडथळा" कमी आहे. ते सर्व उपलब्ध संसाधने विकसित करून आणि वापरून वेगाने गुणाकार करू शकतात.

जीवाणू हा सध्या पृथ्वीवर अस्तित्वात असलेल्या जीवांचा सर्वात प्राचीन गट आहे. पहिला जीवाणू कदाचित 3.5 अब्ज वर्षांपूर्वी दिसला आणि जवळजवळ एक अब्ज वर्षे आपल्या ग्रहावरील एकमेव जिवंत प्राणी होते. हे वन्यजीवांचे पहिले प्रतिनिधी असल्याने त्यांच्या शरीराची आदिम रचना होती.

कालांतराने, त्यांची रचना अधिक जटिल बनली, परंतु आजही जीवाणू सर्वात आदिम एककोशिकीय जीव मानले जातात. विशेष म्हणजे, काही जीवाणू अजूनही त्यांच्या प्राचीन पूर्वजांची आदिम वैशिष्ट्ये टिकवून ठेवतात. हे गरम सल्फर स्प्रिंग्स आणि जलाशयांच्या तळाशी अॅनॉक्सिक गाळात राहणाऱ्या जीवाणूंमध्ये आढळते.

बहुतेक जीवाणू रंगहीन असतात. फक्त काही जांभळ्या किंवा हिरव्या रंगाचे आहेत. परंतु अनेक जीवाणूंच्या वसाहतींमध्ये चमकदार रंग असतो, जो रंगीत पदार्थ वातावरणात सोडल्यामुळे किंवा पेशींच्या रंगद्रव्यामुळे होतो.

बॅक्टेरियाच्या जगाचा शोध लावणारा अँथनी लीउवेनहोक, 17 व्या शतकातील डच निसर्गशास्त्रज्ञ होता, ज्याने प्रथम एक परिपूर्ण भिंग तयार केले जे वस्तूंना 160-270 वेळा मोठे करते.

बॅक्टेरियाचे वर्गीकरण प्रोकेरिओट्स म्हणून केले जाते आणि ते एका वेगळ्या राज्यामध्ये विभागले जातात - बॅक्टेरिया.

शरीराचा आकार

जीवाणू असंख्य आणि वैविध्यपूर्ण जीव आहेत. ते फॉर्ममध्ये भिन्न आहेत.

बॅक्टेरियाचे नाव	बॅक्टेरियाचा आकार	बॅक्टेरिया प्रतिमा
cocci		गोलाकार
बॅसिलस		रॉडच्या आकाराचे
व्हिब्रिओ		वक्र स्वल्पविराम
स्पिरिलम		सर्पिल
streptococci		कोकीची साखळी
स्टॅफिलोकॉसी		cocci च्या क्लस्टर्स
diplococci		एका बारीक कॅप्सूलमध्ये बंद केलेले दोन गोल जीवाणू

वाहतुकीचे मार्ग

जीवाणूंमध्ये मोबाइल आणि अचल प्रकार आहेत. मोबाइल तरंगासारख्या आकुंचनाद्वारे किंवा फ्लॅगेला (ट्विस्टेड हेलिकल थ्रेड्स) च्या मदतीने हलतात, ज्यामध्ये विशेष फ्लॅगेलीन प्रोटीन असते. एक किंवा अधिक फ्लॅगेला असू शकतात. ते काही जीवाणूंमध्ये सेलच्या एका टोकाला असतात, इतरांमध्ये - दोन किंवा संपूर्ण पृष्ठभागावर.

परंतु इतर अनेक जीवाणूंमध्ये देखील हालचाल जन्मजात असते ज्यामध्ये फ्लॅगेला नसतो. तर, बाहेरील श्लेष्माने झाकलेले जीवाणू सरकण्यास सक्षम असतात.

फ्लॅगेला नसलेल्या काही पाणी आणि मातीच्या जीवाणूंमध्ये सायटोप्लाझममध्ये गॅस व्हॅक्यूल्स असतात. सेलमध्ये 40-60 व्हॅक्यूल्स असू शकतात. त्यापैकी प्रत्येक गॅसने भरलेला आहे (शक्यतो नायट्रोजन). व्हॅक्यूल्समधील वायूचे प्रमाण नियंत्रित करून, जलीय जीवाणू पाण्याच्या स्तंभात बुडू शकतात किंवा त्याच्या पृष्ठभागावर वाढू शकतात, तर मातीचे जीवाणू मातीच्या केशिकामध्ये फिरू शकतात.

वस्ती

संस्थेच्या साधेपणामुळे आणि नम्रतेमुळे, जीवाणू निसर्गात मोठ्या प्रमाणात वितरीत केले जातात. बॅक्टेरिया सर्वत्र आढळतात: अगदी शुद्ध झऱ्याच्या पाण्याच्या थेंबात, मातीच्या कणांमध्ये, हवेत, खडकांवर, ध्रुवीय बर्फात, वाळवंटातील वाळूत, समुद्राच्या तळावर, खूप खोलातून काढलेल्या तेलात आणि अगदी गरम झऱ्यातही. सुमारे 80ºС तापमानासह पाणी. ते वनस्पती, फळे, विविध प्राण्यांमध्ये आणि माणसांमध्ये आतडे, तोंड, हातपाय आणि शरीराच्या पृष्ठभागावर राहतात.

बॅक्टेरिया सर्वात लहान आणि सर्वात असंख्य सजीव आहेत. त्यांच्या लहान आकारामुळे, ते सहजपणे कोणत्याही क्रॅक, दरी, छिद्रांमध्ये प्रवेश करतात. खूप कठोर आणि अस्तित्वाच्या विविध परिस्थितीशी जुळवून घेतले. ते व्यवहार्यता न गमावता कोरडेपणा, अत्यंत थंड, 90ºС पर्यंत गरम करणे सहन करतात.

पृथ्वीवर असे कोणतेही ठिकाण नाही जिथे जिवाणू आढळत नाहीत, परंतु वेगवेगळ्या प्रमाणात. जीवाणूंची राहण्याची परिस्थिती भिन्न असते. त्यापैकी काहींना हवेच्या ऑक्सिजनची आवश्यकता असते, इतरांना त्याची आवश्यकता नसते आणि ते ऑक्सिजन मुक्त वातावरणात जगण्यास सक्षम असतात.

हवेत: जीवाणू वरच्या वातावरणात 30 किमी पर्यंत वाढतात. आणि अधिक.

विशेषतः जमिनीत त्यांना भरपूर. एक ग्रॅम मातीमध्ये लाखो जीवाणू असू शकतात.

पाण्यात: खुल्या जलाशयांच्या पृष्ठभागाच्या पाण्याच्या थरांमध्ये. फायदेशीर जलीय जीवाणू सेंद्रिय अवशेषांचे खनिजीकरण करतात.

सजीवांमध्ये: रोगजनक जीवाणू बाह्य वातावरणातून शरीरात प्रवेश करतात, परंतु केवळ अनुकूल परिस्थितीतच रोग होतात. सिम्बायोटिक पाचन अवयवांमध्ये राहतात, अन्न तोडण्यास आणि आत्मसात करण्यास मदत करतात, जीवनसत्त्वे संश्लेषित करतात.

बाह्य रचना

जिवाणू पेशी विशेष दाट शेलमध्ये परिधान केलेली असते - सेलची भिंत, जी संरक्षणात्मक आणि सहाय्यक कार्ये करते आणि बॅक्टेरियमला ​​कायमस्वरूपी, वैशिष्ट्यपूर्ण आकार देखील देते. जीवाणूची सेल भिंत वनस्पती पेशीच्या शेलसारखी असते. हे पारगम्य आहे: त्याद्वारे, पोषक मुक्तपणे सेलमध्ये जातात आणि चयापचय उत्पादने वातावरणात जातात. बॅक्टेरिया अनेकदा पेशीच्या भिंतीवर श्लेष्माचा अतिरिक्त संरक्षणात्मक थर, एक कॅप्सूल विकसित करतात. कॅप्सूलची जाडी सेलच्या व्यासापेक्षा अनेक पटीने जास्त असू शकते, परंतु ती खूप लहान असू शकते. कॅप्सूल हा सेलचा अनिवार्य भाग नाही, तो जीवाणू ज्या परिस्थितीमध्ये प्रवेश करतो त्यानुसार तयार होतो. हे बॅक्टेरियाला कोरडे होण्यापासून वाचवते.

काही जीवाणूंच्या पृष्ठभागावर लांब फ्लॅगेला (एक, दोन किंवा अनेक) किंवा लहान पातळ विली असतात. फ्लॅगेलाची लांबी जीवाणूच्या शरीराच्या आकारापेक्षा अनेक पटीने जास्त असू शकते. फ्लॅगेला आणि विलीच्या मदतीने जीवाणू हलतात.

अंतर्गत रचना

जिवाणू पेशीच्या आत एक दाट अचल साइटोप्लाझम आहे. त्याची एक स्तरित रचना आहे, तेथे व्हॅक्यूल्स नसतात, म्हणून विविध प्रथिने (एंझाइम) आणि राखीव पोषक तत्त्वे सायटोप्लाझमच्या अगदी पदार्थात असतात. जिवाणू पेशींना केंद्रक नसतो. त्यांच्या पेशींच्या मध्यवर्ती भागात, आनुवंशिक माहिती वाहून नेणारा पदार्थ केंद्रित असतो. बॅक्टेरिया, - न्यूक्लिक अॅसिड - डीएनए. परंतु हा पदार्थ न्यूक्लियसमध्ये तयार केलेला नाही.

जिवाणू पेशीची अंतर्गत संस्था जटिल आहे आणि त्याची स्वतःची विशिष्ट वैशिष्ट्ये आहेत. सायटोप्लाझम पेशीच्या भिंतीपासून सायटोप्लाज्मिक झिल्लीने वेगळे केले जाते. सायटोप्लाझममध्ये, मुख्य पदार्थ, किंवा मॅट्रिक्स, राइबोसोम्स आणि झिल्ली संरचनांची एक लहान संख्या जी विविध कार्ये करतात (माइटोकॉन्ड्रियाचे अॅनालॉग्स, एंडोप्लाज्मिक रेटिक्युलम, गोल्गी उपकरणे) वेगळे केले जातात. बॅक्टेरियाच्या पेशींच्या सायटोप्लाझममध्ये अनेकदा विविध आकार आणि आकारांचे ग्रॅन्युल असतात. ग्रॅन्युल संयुगे बनलेले असू शकतात जे ऊर्जा आणि कार्बनचे स्त्रोत म्हणून काम करतात. बॅक्टेरियाच्या पेशीमध्ये चरबीचे थेंब देखील आढळतात.

पेशीच्या मध्यवर्ती भागात, अणू पदार्थ, डीएनए, स्थानिकीकृत आहे, झिल्लीद्वारे साइटोप्लाझमपासून वेगळे केलेले नाही. हे न्यूक्लियसचे एक अॅनालॉग आहे - न्यूक्लॉइड. न्यूक्लॉइडमध्ये पडदा, न्यूक्लियोलस आणि गुणसूत्रांचा संच नसतो.

पोषण पद्धती

जीवाणूंना आहार देण्याचे वेगवेगळे मार्ग आहेत. त्यापैकी ऑटोट्रॉफ आणि हेटरोट्रॉफ आहेत. ऑटोट्रॉफ हे असे जीव आहेत जे त्यांच्या पोषणासाठी स्वतंत्रपणे सेंद्रिय पदार्थ तयार करू शकतात.

वनस्पतींना नायट्रोजनची गरज असते, परंतु ते स्वतः हवेतून नायट्रोजन शोषू शकत नाहीत. काही जीवाणू हवेतील नायट्रोजनचे रेणू इतर रेणूंसोबत एकत्र करतात, परिणामी वनस्पतींना पदार्थ उपलब्ध होतात.

हे जीवाणू कोवळ्या मुळांच्या पेशींमध्ये स्थायिक होतात, ज्यामुळे मुळांवर घट्टपणा निर्माण होतो, ज्याला नोड्यूल म्हणतात. शेंगा कुटुंबातील वनस्पतींच्या मुळांवर आणि इतर काही वनस्पतींच्या मुळांवर अशी गाठी तयार होतात.

मुळे जीवाणूंना कार्बोहायड्रेट देतात आणि जीवाणू मुळांना नायट्रोजनयुक्त पदार्थ देतात जे वनस्पती घेऊ शकतात. त्यांचे नाते परस्पर फायदेशीर आहे.

वनस्पतींची मुळे अनेक सेंद्रिय पदार्थ (शर्करा, अमीनो ऍसिड आणि इतर) स्राव करतात जे जीवाणू खातात. म्हणून, विशेषत: बरेच जीवाणू मुळांच्या सभोवतालच्या मातीच्या थरात स्थायिक होतात. हे जीवाणू मृत वनस्पतीच्या अवशेषांचे रोपासाठी उपलब्ध पदार्थांमध्ये रूपांतर करतात. मातीच्या या थराला रायझोस्फीअर म्हणतात.

मुळांच्या ऊतींमध्ये नोड्यूल बॅक्टेरियाच्या प्रवेशाविषयी अनेक गृहीते आहेत:

• एपिडर्मल आणि कॉर्टिकल टिशूच्या नुकसानीद्वारे;
• मुळांच्या केसांद्वारे;
• केवळ तरुण पेशींच्या पडद्याद्वारे;
• पेक्टिनॉलिटिक एंजाइम तयार करणार्‍या साथीदार बॅक्टेरियामुळे;
• ट्रिप्टोफॅनपासून बी-इंडोलेसेटिक ऍसिडच्या संश्लेषणाच्या उत्तेजनामुळे, जे नेहमी वनस्पतींच्या मुळांच्या स्रावांमध्ये असते.

रूट टिश्यूमध्ये नोड्यूल बॅक्टेरियाचा परिचय करून देण्याची प्रक्रिया दोन टप्प्यात असते:

• मुळांच्या केसांचा संसर्ग;
• नोड्यूल निर्मिती प्रक्रिया.

बहुतेक प्रकरणांमध्ये, आक्रमण करणारा सेल सक्रियपणे गुणाकार करतो, तथाकथित संक्रमण धागे तयार करतो आणि अशा धाग्यांच्या स्वरूपात आधीच वनस्पतीच्या ऊतींमध्ये फिरतो. संसर्गाच्या धाग्यातून बाहेर आलेले नोड्यूल बॅक्टेरिया यजमान ऊतीमध्ये गुणाकार करत राहतात.

नोड्यूल जीवाणूंच्या वेगाने गुणाकार करणार्‍या पेशींनी भरलेल्या, वनस्पती पेशी तीव्रपणे विभाजित होऊ लागतात. शेंगायुक्त वनस्पतीच्या मुळाशी तरुण नोड्यूलचे कनेक्शन रक्तवहिन्यासंबंधी-तंतुमय बंडलमुळे केले जाते. कामकाजाच्या कालावधीत, नोड्यूल सामान्यतः दाट असतात. इष्टतम क्रियाकलाप प्रकट होण्याच्या वेळेपर्यंत, नोड्यूल गुलाबी रंग घेतात (लेगोग्लोबिन रंगद्रव्यामुळे). केवळ तेच जीवाणू ज्यात लेगोग्लोबिन असते ते नायट्रोजन निश्चित करण्यास सक्षम असतात.

नोड्यूल बॅक्टेरिया प्रति हेक्टर जमिनीत दहापट आणि शेकडो किलोग्राम नायट्रोजन खते तयार करतात.

चयापचय

बॅक्टेरिया चयापचय मध्ये एकमेकांपासून भिन्न असतात. काहींसाठी, ते ऑक्सिजनच्या सहभागासह जाते, इतरांसाठी - त्याच्या सहभागाशिवाय.

बहुतेक जीवाणू तयार सेंद्रिय पदार्थांवर खातात. त्यापैकी फक्त काही (निळा-हिरवा किंवा सायनोबॅक्टेरिया) अजैविक पदार्थांपासून सेंद्रिय पदार्थ तयार करण्यास सक्षम आहेत. त्यांनी पृथ्वीच्या वातावरणात ऑक्सिजन जमा करण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावली.

जीवाणू बाहेरून पदार्थ शोषून घेतात, त्यांचे रेणू वेगळे करतात, या भागांमधून त्यांचे कवच एकत्र करतात आणि त्यातील सामग्री पुन्हा भरतात (ते अशा प्रकारे वाढतात), आणि अनावश्यक रेणू बाहेर फेकतात. जिवाणूचे कवच आणि पडदा त्याला फक्त योग्य पदार्थ शोषून घेतात.

जर जीवाणूचे कवच आणि पडदा पूर्णपणे अभेद्य असेल तर कोणतेही पदार्थ सेलमध्ये प्रवेश करणार नाहीत. जर ते सर्व पदार्थांसाठी पारगम्य होते, तर सेलची सामग्री माध्यमात मिसळली जाईल - द्रावण ज्यामध्ये जीवाणू राहतात. जीवाणूंच्या अस्तित्वासाठी, एक कवच आवश्यक आहे जे आवश्यक पदार्थांमधून जाऊ देते, परंतु आवश्यक नसलेले पदार्थ नाही.

जिवाणू त्याच्या जवळील पोषकद्रव्ये शोषून घेतात. पुढे काय होणार? जर ते स्वतंत्रपणे (फ्लॅगेलम हलवून किंवा श्लेष्मा मागे ढकलून) हलवू शकत असेल तर आवश्यक पदार्थ सापडेपर्यंत ते हलते.

जर ते हालचाल करू शकत नसेल, तर ते प्रसरण होईपर्यंत (एका पदार्थाच्या रेणूंची दुसर्‍या पदार्थाच्या रेणूंच्या जाडीमध्ये प्रवेश करण्याची क्षमता) आवश्यक रेणू आणेपर्यंत प्रतीक्षा करते.

बॅक्टेरिया, सूक्ष्मजीवांच्या इतर गटांसह, एक प्रचंड रासायनिक कार्य करतात. विविध यौगिकांचे रूपांतर करून, त्यांना त्यांच्या महत्त्वपूर्ण क्रियाकलापांसाठी आवश्यक ऊर्जा आणि पोषक तत्त्वे प्राप्त होतात. चयापचय प्रक्रिया, ऊर्जा मिळविण्याचे मार्ग आणि बॅक्टेरियामध्ये त्यांच्या शरीरातील पदार्थ तयार करण्यासाठी सामग्रीची आवश्यकता वैविध्यपूर्ण आहे.

इतर जीवाणू अकार्बनिक संयुगेच्या खर्चावर शरीरातील सेंद्रिय पदार्थांच्या संश्लेषणासाठी आवश्यक असलेल्या कार्बनच्या सर्व गरजा पूर्ण करतात. त्यांना ऑटोट्रॉफ म्हणतात. ऑटोट्रॉफिक बॅक्टेरिया अजैविक पदार्थांपासून सेंद्रिय पदार्थांचे संश्लेषण करण्यास सक्षम आहेत. त्यापैकी वेगळे आहेत:

केमोसिंथेसिस

तेजस्वी उर्जेचा वापर हा सर्वात महत्वाचा आहे, परंतु कार्बन डायऑक्साइड आणि पाण्यापासून सेंद्रिय पदार्थ तयार करण्याचा एकमेव मार्ग नाही. जीवाणू ज्ञात आहेत जे अशा संश्लेषणासाठी सूर्यप्रकाश उर्जा स्त्रोत म्हणून वापरत नाहीत, परंतु काही अजैविक संयुगे - हायड्रोजन सल्फाइड, सल्फर, अमोनिया, हायड्रोजन, नायट्रिक ऍसिड, फेरस यौगिकांच्या ऑक्सिडेशन दरम्यान जीवांच्या पेशींमध्ये उद्भवणारी रासायनिक बंधांची ऊर्जा. लोह आणि मॅंगनीज. या रासायनिक ऊर्जेचा वापर करून तयार झालेल्या सेंद्रिय पदार्थाचा वापर ते त्यांच्या शरीरातील पेशी तयार करण्यासाठी करतात. म्हणून, या प्रक्रियेला केमोसिंथेसिस म्हणतात.

केमोसिंथेटिक सूक्ष्मजीवांचा सर्वात महत्वाचा गट म्हणजे नायट्रिफायिंग बॅक्टेरिया. हे जीवाणू मातीमध्ये राहतात आणि सेंद्रिय अवशेषांच्या क्षय दरम्यान तयार झालेल्या अमोनियाचे ऑक्सिडेशन नायट्रिक ऍसिडमध्ये करतात. नंतरचे, मातीच्या खनिज संयुगेसह प्रतिक्रिया देते, नायट्रिक ऍसिडच्या क्षारांमध्ये बदलते. ही प्रक्रिया दोन टप्प्यात होते.

लोहाचे जीवाणू फेरस लोहाचे ऑक्साईडमध्ये रूपांतर करतात. तयार झालेले लोह हायड्रॉक्साईड स्थिर होते आणि तथाकथित दलदलीचे लोह धातू बनवते.

आण्विक हायड्रोजनच्या ऑक्सिडेशनमुळे काही सूक्ष्मजीव अस्तित्वात आहेत, ज्यामुळे पोषणाचा एक ऑटोट्रॉफिक मार्ग उपलब्ध आहे.

हायड्रोजन बॅक्टेरियाचे वैशिष्ट्य म्हणजे सेंद्रिय संयुगे आणि हायड्रोजन नसतानाही हेटरोट्रॉफिक जीवनशैलीकडे जाण्याची क्षमता.

अशा प्रकारे, केमोऑटोट्रॉफ हे वैशिष्ट्यपूर्ण ऑटोट्रॉफ आहेत, कारण ते स्वतंत्रपणे अकार्बनिक पदार्थांपासून आवश्यक सेंद्रिय संयुगे संश्लेषित करतात आणि ते हेटरोट्रॉफ्स सारख्या इतर जीवांपासून तयार केलेले घेत नाहीत. केमोऑटोट्रॉफिक जीवाणू प्रकाशापासून ऊर्जा स्त्रोत म्हणून पूर्ण स्वातंत्र्यामध्ये फोटोट्रॉफिक वनस्पतींपेक्षा भिन्न आहेत.

जिवाणू प्रकाशसंश्लेषण

काही रंगद्रव्य-युक्त सल्फर बॅक्टेरिया (जांभळा, हिरवा), विशिष्ट रंगद्रव्ये असलेले - बॅक्टेरियोक्लोरोफिल, सौर ऊर्जा शोषण्यास सक्षम असतात, ज्याच्या मदतीने हायड्रोजन सल्फाइड त्यांच्या जीवांमध्ये विभाजित होतो आणि संबंधित संयुगे पुनर्संचयित करण्यासाठी हायड्रोजन अणू देतात. या प्रक्रियेत प्रकाशसंश्लेषणात बरेच साम्य आहे आणि फक्त जांभळ्या आणि हिरव्या बॅक्टेरियामध्ये हायड्रोजन सल्फाइड (कधीकधी कार्बोक्झिलिक अॅसिड) हा हायड्रोजन दाता असतो आणि हिरव्या वनस्पतींमध्ये ते पाणी असते. त्या आणि इतरांमध्ये, शोषलेल्या सौर किरणांच्या उर्जेमुळे हायड्रोजनचे विभाजन आणि हस्तांतरण केले जाते.

अशा जीवाणूजन्य प्रकाशसंश्लेषण, जे ऑक्सिजन सोडल्याशिवाय होते, त्याला फोटोरेडक्शन म्हणतात. कार्बन डाय ऑक्साईडचे छायाचित्रण पाण्यापासून नव्हे तर हायड्रोजन सल्फाइडपासून हायड्रोजनच्या हस्तांतरणाशी संबंधित आहे:

6CO 2 + 12H 2 S + hv → C6H 12 O 6 + 12S \u003d 6H 2 O

ग्रहांच्या प्रमाणात केमोसिंथेसिस आणि बॅक्टेरियाच्या प्रकाशसंश्लेषणाचे जैविक महत्त्व तुलनेने कमी आहे. केवळ केमोसिंथेटिक जीवाणू निसर्गातील सल्फर चक्रात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. हिरव्या वनस्पतींद्वारे सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या क्षारांच्या स्वरूपात शोषले जाते, सल्फर पुनर्संचयित होते आणि प्रथिने रेणूंचा भाग बनते. पुढे, मृत वनस्पती आणि प्राण्यांच्या अवशेषांचा पुट्रेफॅक्टिव्ह जीवाणूंद्वारे नाश करताना, सल्फर हायड्रोजन सल्फाइडच्या स्वरूपात सोडला जातो, जो सल्फर बॅक्टेरियाद्वारे मुक्त सल्फर (किंवा सल्फ्यूरिक ऍसिड) मध्ये ऑक्सिडाइझ केला जातो, ज्यामुळे मातीमध्ये वनस्पतींसाठी उपलब्ध सल्फाइट्स तयार होतात. नायट्रोजन आणि सल्फरच्या चक्रात केमो- आणि फोटोऑटोट्रॉफिक बॅक्टेरिया आवश्यक आहेत.

स्पोर्युलेशन

जिवाणू पेशीच्या आत बीजाणू तयार होतात. बीजाणू तयार होण्याच्या प्रक्रियेत, जीवाणू पेशी जैवरासायनिक प्रक्रियेच्या मालिकेतून जातात. त्यातील मुक्त पाण्याचे प्रमाण कमी होते, एन्झाइमॅटिक क्रियाकलाप कमी होतो. हे प्रतिकूल पर्यावरणीय परिस्थिती (उच्च तापमान, उच्च मीठ एकाग्रता, कोरडे इ.) साठी बीजाणूंचा प्रतिकार सुनिश्चित करते. बीजाणू तयार होणे हे केवळ जीवाणूंच्या एका लहान गटाचे वैशिष्ट्य आहे.

बीजाणू हे जीवाणूंच्या जीवन चक्रातील आवश्यक टप्पा नाहीत. स्पोरुलेशन केवळ पोषक तत्वांच्या कमतरतेने किंवा चयापचय उत्पादनांच्या संचयाने सुरू होते. बीजाणूंच्या रूपातील जीवाणू दीर्घकाळ सुप्त राहू शकतात. बॅक्टेरियाचे बीजाणू दीर्घकाळ उकळणे आणि खूप लांब गोठणे सहन करतात. अनुकूल परिस्थिती निर्माण झाली की वाद उगवतो आणि व्यवहार्य बनतो. जिवाणू बीजाणू हे प्रतिकूल परिस्थितीत जगण्यासाठी अनुकूलता आहेत.

पुनरुत्पादन

जीवाणू एका पेशीचे दोन भाग करून पुनरुत्पादन करतात. एका विशिष्ट आकारापर्यंत पोहोचल्यानंतर, जीवाणू दोन समान जीवाणूंमध्ये विभागतो. मग त्यातील प्रत्येकजण पोसणे, वाढणे, विभाजित करणे इत्यादी सुरू करतो.

पेशी वाढविल्यानंतर, एक आडवा सेप्टम हळूहळू तयार होतो, आणि नंतर कन्या पेशी वेगळ्या होतात; अनेक जीवाणूंमध्ये, काही विशिष्ट परिस्थितीत, विभाजनानंतर पेशी वैशिष्ट्यपूर्ण गटांमध्ये जोडलेल्या राहतात. या प्रकरणात, डिव्हिजन प्लेनची दिशा आणि विभागांची संख्या यावर अवलंबून, भिन्न प्रकार उद्भवतात. नवोदित पुनरुत्पादन हा अपवाद म्हणून जीवाणूंमध्ये होतो.

अनुकूल परिस्थितीत, अनेक जीवाणूंमध्ये पेशींचे विभाजन दर 20-30 मिनिटांनी होते. इतक्या जलद पुनरुत्पादनामुळे, 5 दिवसात एका जीवाणूची संतती एक वस्तुमान तयार करण्यास सक्षम आहे जे सर्व समुद्र आणि महासागर भरू शकते. एक साधी गणना दर्शवते की दररोज 72 पिढ्या (720,000,000,000,000,000,000 पेशी) तयार होऊ शकतात. वजन मध्ये अनुवादित केल्यास - 4720 टन. तथापि, हे निसर्गात घडत नाही, कारण बहुतेक जीवाणू सूर्यप्रकाश, कोरडे होणे, अन्नाचा अभाव, 65-100ºС पर्यंत गरम होणे, प्रजातींमधील संघर्ष इत्यादींच्या प्रभावाखाली त्वरीत मरतात.

जीवाणू (1), पुरेसे अन्न शोषून घेतो, आकारात (2) वाढतो आणि पुनरुत्पादनासाठी (पेशी विभाजन) तयार होऊ लागतो. त्याचा डीएनए (जिवाणूमध्ये, डीएनए रेणू रिंगमध्ये बंद असतो) दुप्पट होतो (बॅक्टेरियम या रेणूची प्रत तयार करतो). दोन्ही DNA रेणू (3.4) जिवाणूंच्या भिंतीशी जोडलेले दिसतात आणि जेव्हा लांबवले जातात तेव्हा जीवाणू बाजूंना वळतात (5.6). प्रथम, न्यूक्लियोटाइड विभाजित होते, नंतर साइटोप्लाझम.

बॅक्टेरियावरील दोन डीएनए रेणूंच्या विचलनानंतर, एक आकुंचन दिसून येते, जे हळूहळू जिवाणूचे शरीर दोन भागांमध्ये विभाजित करते, ज्यापैकी प्रत्येकामध्ये डीएनए रेणू असतो (7).

हे घडते (हे बॅसिलसमध्ये), दोन जीवाणू एकत्र चिकटतात आणि त्यांच्यामध्ये एक पूल तयार होतो (1,2).

DNA जंपर (3) द्वारे एका जीवाणूपासून दुसर्‍या जीवाणूमध्ये नेले जाते. एकदा एका जीवाणूमध्ये, डीएनए रेणू एकमेकांत गुंफतात, काही ठिकाणी एकत्र चिकटतात (4), त्यानंतर ते विभागांची देवाणघेवाण करतात (5).

निसर्गात बॅक्टेरियाची भूमिका

अभिसरण

बॅक्टेरिया हा निसर्गातील पदार्थांच्या सामान्य अभिसरणातील सर्वात महत्वाचा दुवा आहे. वनस्पती कार्बन डायऑक्साइड, पाणी आणि मातीच्या खनिज क्षारांपासून जटिल सेंद्रिय पदार्थ तयार करतात. हे पदार्थ मृत बुरशी, वनस्पती आणि प्राण्यांच्या मृतदेहांसह जमिनीत परत येतात. जीवाणू जटिल पदार्थांचे विघटन करून साध्या पदार्थांमध्ये बदलतात, ज्याचा वनस्पतींद्वारे पुनर्वापर केला जातो.

जीवाणू मृत वनस्पती आणि प्राण्यांचे प्रेत, सजीवांचे उत्सर्जन आणि विविध टाकाऊ पदार्थांचे जटिल सेंद्रिय पदार्थ नष्ट करतात. या सेंद्रिय पदार्थांवर आहार घेतल्यास, सॅप्रोफाइटिक क्षय बॅक्टेरिया त्यांचे बुरशीमध्ये रूपांतर करतात. हे आपल्या ग्रहाच्या ऑर्डरचे प्रकार आहेत. अशा प्रकारे, जीवाणू निसर्गातील पदार्थांच्या चक्रात सक्रियपणे गुंतलेले असतात.

माती निर्मिती

जीवाणू जवळजवळ सर्वत्र वितरीत केले जातात आणि मोठ्या संख्येने आढळतात, ते मोठ्या प्रमाणावर निसर्गात होणार्‍या विविध प्रक्रिया निर्धारित करतात. शरद ऋतूमध्ये, झाडे आणि झुडुपांची पाने पडतात, वरील गवताची कोंब मरतात, जुन्या फांद्या गळून पडतात आणि वेळोवेळी जुन्या झाडांची खोडं पडतात. हे सर्व हळूहळू बुरशीमध्ये बदलते. 1 सेमी 3 मध्ये. जंगलातील मातीच्या पृष्ठभागाच्या थरामध्ये अनेक प्रजातींचे लाखो सॅप्रोफाइटिक मातीचे जीवाणू असतात. हे जीवाणू बुरशीचे विविध खनिजांमध्ये रूपांतर करतात जे वनस्पतींच्या मुळांद्वारे मातीतून शोषले जाऊ शकतात.

काही मातीचे जीवाणू हवेतून नायट्रोजन शोषून घेण्यास सक्षम असतात, जीवन प्रक्रियेत त्याचा वापर करतात. हे नायट्रोजन-फिक्सिंग बॅक्टेरिया स्वतःच राहतात किंवा शेंगायुक्त वनस्पतींच्या मुळांमध्ये वास्तव्य करतात. शेंगांच्या मुळांमध्ये प्रवेश केल्यामुळे, हे जीवाणू मूळ पेशींच्या वाढीस आणि त्यांच्यावर नोड्यूल तयार करण्यास कारणीभूत ठरतात.

हे जीवाणू नायट्रोजन संयुगे सोडतात जे झाडे वापरतात. जीवाणू वनस्पतींमधून कर्बोदके आणि खनिज क्षार मिळवतात. अशा प्रकारे, शेंगायुक्त वनस्पती आणि नोड्यूल बॅक्टेरिया यांच्यात जवळचा संबंध आहे, जो एक आणि दुसर्या जीवांसाठी उपयुक्त आहे. या घटनेला सिम्बायोसिस म्हणतात.

नोड्यूल बॅक्टेरियासह त्यांच्या सहजीवनाबद्दल धन्यवाद, शेंगा नायट्रोजनसह माती समृद्ध करतात, उत्पन्न वाढविण्यास मदत करतात.

निसर्गात वितरण

सूक्ष्मजीव सर्वव्यापी आहेत. अपवाद फक्त सक्रिय ज्वालामुखींचे खड्डे आणि विस्फोटित अणुबॉम्बच्या केंद्रस्थानी असलेले छोटे भाग आहेत. अंटार्क्टिकचे कमी तापमान, ना गीझरचे उकळते जेट्स, ना मिठाच्या तलावातील सॅच्युरेटेड मिठाचे द्रावण, ना पर्वत शिखरांचे मजबूत पृथक्करण, ना अणुभट्ट्यांचे कठोर विकिरण मायक्रोफ्लोराच्या अस्तित्वात आणि विकासात व्यत्यय आणत नाहीत. सर्व जिवंत प्राणी सतत सूक्ष्मजीवांशी संवाद साधतात, बहुतेकदा केवळ त्यांचे स्टोरेजच नाही तर वितरक देखील असतात. सूक्ष्मजीव हे आपल्या ग्रहाचे मूळ रहिवासी आहेत, सक्रियपणे सर्वात अविश्वसनीय नैसर्गिक सब्सट्रेट विकसित करतात.

माती मायक्रोफ्लोरा

मातीमध्ये जीवाणूंची संख्या खूप मोठी आहे - 1 ग्रॅममध्ये लाखो आणि अब्जावधी व्यक्ती. ते पाणी आणि हवेपेक्षा मातीमध्ये जास्त प्रमाणात आढळतात. मातीत एकूण जीवाणूंची संख्या बदलते. जीवाणूंची संख्या मातीचा प्रकार, त्यांची स्थिती, थरांची खोली यावर अवलंबून असते.

मातीच्या कणांच्या पृष्ठभागावर, सूक्ष्मजीव लहान सूक्ष्म वसाहतींमध्ये (प्रत्येकी 20-100 पेशी) स्थित असतात. बहुतेकदा ते सेंद्रिय पदार्थांच्या गुठळ्यांच्या जाडीत, जिवंत आणि मरणाऱ्या वनस्पतींच्या मुळांवर, पातळ केशिका आणि आतील गुठळ्यांमध्ये विकसित होतात.

मातीचा मायक्रोफ्लोरा खूप वैविध्यपूर्ण आहे. जिवाणूंचे वेगवेगळे शारीरिक गट येथे आढळतात: पुट्रेफॅक्टिव्ह, नायट्रिफायिंग, नायट्रोजन-फिक्सिंग, सल्फर बॅक्टेरिया इ. त्यांच्यामध्ये एरोब्स आणि अॅनारोब्स, स्पोर आणि नॉन-स्पोर प्रकार आहेत. मायक्रोफ्लोरा हा माती निर्मितीचा एक घटक आहे.

जमिनीतील सूक्ष्मजीवांच्या विकासाचे क्षेत्र म्हणजे जिवंत वनस्पतींच्या मुळांना लागून असलेले क्षेत्र. त्याला रायझोस्फियर म्हणतात आणि त्यात असलेल्या सूक्ष्मजीवांच्या संपूर्णतेला रायझोस्फियर मायक्रोफ्लोरा म्हणतात.

जलाशयांचा मायक्रोफ्लोरा

पाणी हे एक नैसर्गिक वातावरण आहे जिथे सूक्ष्मजीव मोठ्या प्रमाणात वाढतात. त्यापैकी बहुतेक पाणी जमिनीतून प्रवेश करतात. पाण्यातील जीवाणूंची संख्या, त्यातील पोषक घटकांची उपस्थिती निर्धारित करणारा घटक. आर्टिसियन विहिरी आणि झरे यांचे पाणी सर्वात स्वच्छ आहे. मोकळे जलाशय आणि नद्या बॅक्टेरियाने भरपूर असतात. सर्वात जास्त जीवाणू किनाऱ्याच्या जवळ असलेल्या पाण्याच्या पृष्ठभागाच्या थरांमध्ये आढळतात. किनाऱ्यापासून वाढते अंतर आणि खोली वाढल्याने जीवाणूंची संख्या कमी होते.

शुद्ध पाण्यात प्रति 1 मिली 100-200 जीवाणू असतात, तर दूषित पाण्यात 100-300 हजार किंवा त्याहून अधिक असतात. तळाच्या गाळात अनेक जीवाणू असतात, विशेषत: पृष्ठभागाच्या थरात, जिथे जीवाणू एक फिल्म बनवतात. या चित्रपटात भरपूर सल्फर आणि लोह बॅक्टेरिया आहेत, जे हायड्रोजन सल्फाइड ते सल्फ्यूरिक ऍसिडचे ऑक्सिडाइझ करतात आणि त्यामुळे मासे मरण्यापासून रोखतात. गाळात बीजाणू वाहणारे प्रकार जास्त असतात, तर बीजाणू नसणारे प्रकार पाण्यात प्रबळ असतात.

प्रजातींच्या रचनेच्या बाबतीत, पाण्याचा मायक्रोफ्लोरा मातीच्या मायक्रोफ्लोरासारखाच आहे, परंतु विशिष्ट प्रकार देखील आढळतात. पाण्यात पडलेल्या विविध कचरा नष्ट करून, सूक्ष्मजीव हळूहळू पाण्याचे तथाकथित जैविक शुद्धीकरण करतात.

एअर मायक्रोफ्लोरा

हवेतील मायक्रोफ्लोरा माती आणि पाण्याच्या मायक्रोफ्लोरापेक्षा कमी आहे. जीवाणू धुळीसह हवेत वाढतात, काही काळ तेथे राहू शकतात आणि नंतर पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर स्थिर होतात आणि पोषणाच्या अभावामुळे किंवा अल्ट्राव्हायोलेट किरणांच्या प्रभावाखाली मरतात. हवेतील सूक्ष्मजीवांची संख्या भौगोलिक क्षेत्र, भूप्रदेश, ऋतू, धूळ प्रदूषण इत्यादींवर अवलंबून असते. प्रत्येक धुळीचा कण सूक्ष्मजीवांचा वाहक असतो. औद्योगिक उपक्रमांवर हवेतील बहुतेक जीवाणू. ग्रामीण भागातील हवा स्वच्छ आहे. सर्वात स्वच्छ हवा जंगले, पर्वत, बर्फाच्छादित जागांवर आहे. हवेच्या वरच्या थरांमध्ये कमी जंतू असतात. हवेच्या मायक्रोफ्लोरामध्ये अनेक रंगद्रव्ये असलेले आणि बीजाणूजन्य जीवाणू असतात जे अतिनील किरणांना इतरांपेक्षा जास्त प्रतिरोधक असतात.

मानवी शरीराचा मायक्रोफ्लोरा

एखाद्या व्यक्तीचे शरीर, अगदी पूर्णपणे निरोगी, नेहमी मायक्रोफ्लोराचे वाहक असते. जेव्हा मानवी शरीर हवा आणि मातीच्या संपर्कात येते तेव्हा विविध प्रकारचे सूक्ष्मजीव, ज्यात रोगजनक (टिटॅनस बॅसिली, गॅस गॅंग्रीन इ.) असतात, कपडे आणि त्वचेवर स्थिर होतात. मानवी शरीराचे उघडलेले भाग वारंवार दूषित असतात. E. coli, staphylococci हातावर आढळतात. मौखिक पोकळीमध्ये 100 पेक्षा जास्त प्रकारचे सूक्ष्मजंतू असतात. तोंड, त्याचे तापमान, आर्द्रता, पोषक अवशेषांसह, सूक्ष्मजीवांच्या विकासासाठी एक उत्कृष्ट वातावरण आहे.

पोटात अम्लीय प्रतिक्रिया असते, म्हणून त्यातील बहुतेक सूक्ष्मजीव मरतात. लहान आतड्यापासून सुरू होणारी, प्रतिक्रिया अल्कधर्मी बनते, म्हणजे. सूक्ष्मजंतूंसाठी अनुकूल. मोठ्या आतड्यातील मायक्रोफ्लोरा खूप वैविध्यपूर्ण आहे. प्रत्येक प्रौढ दररोज सुमारे 18 अब्ज जीवाणू मलमूत्राने उत्सर्जित करतो, म्हणजे. जगातील लोकांपेक्षा जास्त व्यक्ती.

बाह्य वातावरणाशी (मेंदू, हृदय, यकृत, मूत्राशय इ.) जोडलेले नसलेले अंतर्गत अवयव सहसा सूक्ष्मजंतूंपासून मुक्त असतात. या अवयवांमध्ये सूक्ष्मजंतू केवळ आजारपणातच प्रवेश करतात.

सायकलिंग मध्ये जीवाणू

सर्वसाधारणपणे सूक्ष्मजीव आणि विशेषतः जीवाणू पृथ्वीवरील पदार्थांच्या जैविक दृष्ट्या महत्त्वाच्या चक्रात महत्त्वाची भूमिका बजावतात, रासायनिक परिवर्तने पार पाडतात जी वनस्पती किंवा प्राण्यांसाठी पूर्णपणे अगम्य असतात. घटकांच्या चक्राचे विविध टप्पे वेगवेगळ्या प्रकारच्या जीवांद्वारे पार पाडले जातात. जीवांच्या प्रत्येक स्वतंत्र गटाचे अस्तित्व इतर गटांद्वारे केलेल्या घटकांच्या रासायनिक परिवर्तनावर अवलंबून असते.

नायट्रोजन चक्र

नायट्रोजनयुक्त संयुगांचे चक्रीय परिवर्तन पौष्टिक गरजांच्या दृष्टीने विविध बायोस्फियर जीवांना नायट्रोजनचे आवश्यक स्वरूप पुरवण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावते. एकूण नायट्रोजन फिक्सेशनपैकी 90% पेक्षा जास्त काही जीवाणूंच्या चयापचय क्रियांमुळे होते.

कार्बन सायकल

सेंद्रिय कार्बनचे कार्बन डायऑक्साइडमध्ये जैविक रूपांतरण, आण्विक ऑक्सिजनच्या घटासह, विविध सूक्ष्मजीवांच्या संयुक्त चयापचय क्रियाकलापांची आवश्यकता असते. अनेक एरोबिक बॅक्टेरिया सेंद्रिय पदार्थांचे संपूर्ण ऑक्सीकरण करतात. एरोबिक परिस्थितीत, सेंद्रिय संयुगे सुरुवातीला किण्वनाने मोडली जातात आणि सेंद्रिय किण्वन अंतिम उत्पादने अजैविक हायड्रोजन स्वीकारणारे (नायट्रेट, सल्फेट किंवा CO2) असल्यास अॅनारोबिक श्वसनाद्वारे ऑक्सिडाइझ केले जातात.

सल्फर सायकल

सजीवांसाठी, सल्फर प्रामुख्याने विरघळणारे सल्फेट किंवा कमी झालेल्या सेंद्रिय सल्फर संयुगांच्या स्वरूपात उपलब्ध आहे.

लोखंडी चक्र

काही गोड्या पाण्याच्या जलाशयांमध्ये कमी झालेल्या लोह क्षारांचे प्रमाण जास्त असते. अशा ठिकाणी, एक विशिष्ट जीवाणूजन्य मायक्रोफ्लोरा विकसित होतो - लोह बॅक्टेरिया, जे कमी झालेल्या लोहाचे ऑक्सिडाइझ करतात. ते लोह क्षारांनी समृद्ध असलेले दलदलीचे लोह धातू आणि जलस्रोतांच्या निर्मितीमध्ये भाग घेतात.

बॅक्टेरिया हे सर्वात प्राचीन जीव आहेत, जे सुमारे 3.5 अब्ज वर्षांपूर्वी आर्कियनमध्ये दिसतात. सुमारे 2.5 अब्ज वर्षे, त्यांनी पृथ्वीवर वर्चस्व गाजवले, बायोस्फियर तयार केले आणि ऑक्सिजन वातावरणाच्या निर्मितीमध्ये भाग घेतला.

बॅक्टेरिया हा सर्वात सोप्या पद्धतीने मांडलेल्या सजीवांपैकी एक आहे (व्हायरस वगळता). असे मानले जाते की ते पृथ्वीवर दिसणारे पहिले जीव आहेत.

जीवाणू कसे पुनरुत्पादित करतात? आणि सर्वोत्तम उत्तर मिळाले

एलेना काझाकोवा [गुरू] कडून उत्तर
बायनरी विखंडन
बॅक्टेरियाचे पुनरुत्पादन



स्रोत: विकिपीडिया

पासून उत्तर 2 उत्तरे[गुरू]

नमस्कार! येथे तुमच्या प्रश्नाच्या उत्तरांसह विषयांची निवड आहे: जीवाणू कसे गुणाकार करतात?

पासून उत्तर युरी पॅनोव[गुरू]
जलद - विभागणी

पासून उत्तर Enat मॅसेडोनियन[गुरू]
जीवाणू एका विशिष्ट तापमानात पुनरुत्पादन करतात.

पासून उत्तर दुष्ट ड्रॅगन[नवीन]
अगदी साधे

पासून उत्तर निकोल बेफस[नवीन]
बायनरी विखंडन
बॅक्टेरियाचे पुनरुत्पादन
पेट्री डिशमध्ये घन आगर माध्यमावर बॅक्टेरियाच्या वसाहती. काही जीवाणूंमध्ये लैंगिक प्रक्रिया नसते आणि ते फक्त समान आकाराच्या बायनरी ट्रान्सव्हर्स फिशन किंवा बडिंगद्वारे गुणाकार करतात. युनिकेल्युलर सायनोबॅक्टेरियाच्या एका गटासाठी, अनेक विभाजनांचे वर्णन केले गेले आहे (जलद क्रमिक बायनरी विभागांची मालिका, ज्यामुळे 4 ते 1024 नवीन पेशी तयार होतात). उत्क्रांती आणि बदलत्या वातावरणाशी जुळवून घेण्यासाठी आवश्यक असलेल्या जीनोटाइपची प्लॅस्टिकिटी सुनिश्चित करण्यासाठी, त्यांच्याकडे इतर यंत्रणा आहेत.
विभाजन करताना, बहुतेक ग्राम-पॉझिटिव्ह बॅक्टेरिया आणि फिलामेंटस सायनोबॅक्टेरिया मेसोसोम्सच्या सहभागाने परिघापासून मध्यभागी ट्रान्सव्हर्स सेप्टमचे संश्लेषण करतात. ग्राम-नकारात्मक जीवाणू आकुंचनानुसार विभागतात: विभाजनाच्या ठिकाणी, सीपीएमची हळूहळू वाढणारी वक्रता आणि सेल भिंत आतील बाजूस आढळते. नवोदित असताना, एक मूत्रपिंड तयार होते आणि मातृ पेशीच्या एका ध्रुवावर वाढते, मातृ पेशी वृद्धत्वाची चिन्हे दर्शवते आणि सहसा 4 पेक्षा जास्त कन्या पेशी तयार करू शकत नाही. बडिंग बॅक्टेरियाच्या वेगवेगळ्या गटांमध्ये उद्भवते आणि बहुधा, उत्क्रांतीच्या काळात अनेक वेळा उद्भवते.
जीवाणूंमध्ये, लैंगिक पुनरुत्पादन देखील पाळले जाते, परंतु सर्वात आदिम स्वरूपात. बॅक्टेरियाचे लैंगिक पुनरुत्पादन युकेरियोट्सच्या लैंगिक पुनरुत्पादनापेक्षा वेगळे असते ज्यामध्ये जीवाणू गेमेट तयार करत नाहीत आणि पेशींचे संलयन होत नाही. तथापि, लैंगिक पुनरुत्पादनाची मुख्य घटना, म्हणजे अनुवांशिक सामग्रीची देवाणघेवाण, या प्रकरणात देखील घडते. या प्रक्रियेला अनुवांशिक पुनर्संयोजन म्हणतात. दात्याच्या पेशीच्या डीएनएचा (अत्यंत क्वचितच सर्व डीएनए) भाग प्राप्तकर्त्याच्या सेलमध्ये हस्तांतरित केला जातो, ज्याचा डीएनए दात्यापेक्षा अनुवांशिकदृष्ट्या वेगळा असतो. या प्रकरणात, हस्तांतरित डीएनए प्राप्तकर्त्याच्या डीएनएचा भाग बदलतो. डीएनए रिप्लेसमेंटमध्ये एंझाइम्सचा समावेश होतो जे डीएनए स्ट्रँड्सचे तुकडे करतात आणि पुन्हा जोडतात. हे डीएनए तयार करते ज्यामध्ये दोन्ही पॅरेंटल पेशींचे जीन्स असतात. अशा डीएनएला रिकॉम्बिनंट म्हणतात. संतती किंवा रीकॉम्बिनंट्समध्ये, जनुक पूर्वाग्रहामुळे उद्भवलेल्या वैशिष्ट्यांमध्ये लक्षणीय विविधता आहे. वर्णांची ही विविधता उत्क्रांतीसाठी खूप महत्त्वाची आहे आणि लैंगिक पुनरुत्पादनाचा मुख्य फायदा आहे. रीकॉम्बिनंट्स मिळविण्याचे 3 मार्ग आहेत. हे त्यांच्या शोध, परिवर्तन, संयुग्मन आणि ट्रान्सडक्शन या क्रमाने आहेत.

जीवाणू - प्रोकेरियोट्स (नॉन-न्यूक्लियर) हे सजीवांच्या संघटनेचे सर्वात सोपे प्रकार आहेत. आमच्या लेखातून हे जीव काय आहेत हे आपण शोधू शकता.

बॅक्टेरियाचे पुनरुत्पादन कसे होते: मार्ग

बॅक्टेरियाचे पुनरुत्पादन करण्याचे बरेच मार्ग नाहीत: साधे विभाजन, नवोदित, संयुग्मन (काही शास्त्रज्ञ जीवाणूंमध्ये लैंगिक प्रक्रिया मानतात). चला त्या प्रत्येकावर तपशीलवार राहू या.

नैसर्गिक वातावरणात जीवाणूंमध्ये पुनरुत्पादनाची सर्वात सामान्य पद्धत समान आकाराची ट्रान्सव्हर्स फिशन आहे. याचा अर्थ असा की मदर सेल, डीएनए स्ट्रँड आणि सर्व ऑर्गेनेल्स दुप्पट केल्यानंतर, दोन भागात विभागून दोन कन्या पेशी तयार करतात, ज्यामध्ये अनुवांशिक सामग्री आईसारखीच असेल. अशा प्रकारे, जीवाणू अक्षरशः स्वतःला क्लोन करतो. विभाजनाची प्रक्रिया पेशीच्या विषुववृत्त भागात आकुंचन किंवा ट्रान्सव्हर्स सेप्टमच्या निर्मितीद्वारे होते.

पुनरुत्पादनाची दुसरी पद्धत जी जीवाणू निसर्गात आणि मानवी शरीरात वापरतात ती नवोदित आहे, जी विभाजनापेक्षा थोडी वेगळी आहे. तर, मदर सेल "अर्ध्यात" विभाजित होत नाही, परंतु तिच्या एका ध्रुवावर मुलगी पेशी (मूत्रपिंड) "वाढते". मदर सेल बहुतेकदा 4 कन्या पेशींपर्यंत वाढू शकते, त्यानंतर ती वृद्ध होते आणि मरते. बडिंग, विभाजनाप्रमाणे, मातृ पेशीचे अनुवांशिक क्लोन तयार करते.

बॅक्टेरियामध्ये लैंगिक प्रक्रिया

जीवाणूंच्या पुनरुत्पादनाचा आणखी एक मार्ग, ज्यामध्ये सर्वात सोपी लैंगिक प्रक्रिया असते, ती म्हणजे संयुग्मन. बहुतेकदा, मानवी किंवा प्राण्यांच्या शरीरात राहणारे जीवाणू त्याचा अवलंब करतात. ते, युकेरियोट्स (आण्विक जीव) विपरीत, गेमेट्स तयार करत नाहीत आणि जंतू पेशी (गेमेट्स) विलीन होत नाहीत.

अशा पुनरुत्पादनादरम्यान, दोन जिवाणू पेशी संपर्कात येतात, एक संयुग्मन पूल तयार करतात आणि जीन्सची देवाणघेवाण करतात, परिणामी अनुवांशिकदृष्ट्या नवीन पेशी तयार होतात. या प्रक्रियेला अनुवांशिक पुनर्संयोजन देखील म्हणतात. जीवाणू जसे की E. coli (Escherichia coli) आणि इतर काही ग्राम-नकारात्मक आणि ग्राम-पॉझिटिव्ह बॅक्टेरिया लैंगिकरित्या पुनरुत्पादित करतात.