Форма и размери - размери Flashcards
Общо правило за морфологията на прокариотните клетки
имат различна форма и малки размери
Определянето на формата и размерите на микробните клетки има значение за:
- таксономичното разграничаване
- екологията
- рядко съдържа филогенетична информация
Размери на прокариоти
от 0.2 до 700 µm
Средни размери на бактерии
1-5 µm
Размерът като относително постоянен признак
- запазване в изогенни популации при стационарни условия без екологичен или вътреклетъчен натиск
- отклонения могат да се наблюдават в експоненциалната фаза на развитие при активно делене
Сравнение на размер на бактерии с други МО
Висши протисти - с размери около 100 µm
Зелени водорасли като Chlorellа – 2-10 µm
Дрожди от род Saccharomyces 6-10 µm
Вируси под 0.1 µm
Групиране на бактерии по размери
- дребниДребни бактерии - дължина под 1 µm
- Средни по размери - от 1 до 10 µm
- Големи (гигантски) бактерии – от 10 - 15 µm до стотици микрометри
Дребни бактерии: характеристики
- относително малко видове бактерии
- най-често задължителни вътреклетъчни паразити
Представителина дребни бактерии
- микрококи
- вътреклетъчни паразити: микоплазми, рикетции хламидии
Мicrococcus –
Mycoplasma –
Rickettsia –
Bdellovibrio – 0.2 µm - ПАРАЗИТ по бакктерии, който впоследствие става хищник
С какъв размер са повечето бактерии?
бактерии със средни размери
Примери за бактерии със средни размери
Bacillus subtilis
Escherichia coli
Thiobacillus
Bacillus cereus
Staphylococcus aureus
Salmonella typhi
Бактерии с големи размери: характеристики
Размери - задължително над 10-15 µm .
Повечето са типични сапрофити
Местообитание – води и почви с голяма утайка
Типични представители на бактерии с големи размери
Achromobacter
Beggiatoa
Spirochaeta plicatilis
Epulopiscium fishelsoni
Thiomargarita namibiensis
Thiomargarita namibiensis
- гигантите при бактериите до 400 до 750 µm
- натрупва сяра и я включва в метаболизма си
- Съдържат централно разположена голяма вакуола, пълна с течност (~ 98% от обема) и представляма своеобразен резервоар за нитрати, използвани при окисляване на сулфида до сяра.
Фактори, определящи границите в размера на прокариотните клетки
- от вида и количеството на изграждащите ги биополимери
- Най-малките размери на бактериите са близки до молекулната граница на биополимерите, изпълняващи клетъчни функции
Най-малките клетки се нуждаят от достатъчно обем за
- настаняване на генетичните ресурси за възпроизводство
- основния организационен апарат осъществяващ метаболизма и клетъчната репродукция
Граници на размерите, определящи съществуването на бактериите като самостоятелен организъм
1) Горна граница в размерите на микроорганизмите:
- определя се от съотношението повърхност/обем,
- обезпечава протичане на метаболитните процеси с максимална скорост
2) Долна граница в размерите на свободно живеещите микроорганизми:
- определя се от пространството, необходимо за формиране на метаболитен апарат,
- обезпечава независимото съществуване на организма
Предимството на малките размери
- Малките клетки имат
по-голямо съотношение повърхност/обем от големите клетки - При увеличаване на размерите се увеличава повърхността и съотношението повърхност/обем (S/V) намалява.
Как съотношението S/V определя биологичната активност на бактериите и дава предимството на малките размери?
1) общо биологично правило - интензивността на обмяната на веществата е обратно пропорционална на големината на клетките
2) скорост на нарастване на клетка - определена от интензивността на метаболизма
при малки размери има по-интензимен метаболизъм
3) условия за растеж - бързо размножаване и постигане на висока численост на популацията в екологичната ниша
времето за удвояване определя размера на клетките
4) Биологично предимство
в междувидовата борба за хранителни вещества
Ефекти, свързани с големите размери на прокариоти
Големите размери на бактериите водят до:
- дифузионно-зависими ограничения при постъпване на хранителните вещества
- по-трудно приспособяване към малките изменения в условията на околната среда
- затруднена регулация и координация на метаболитната активност
Решения на проблеми на гигантски бактерии
- високо съотношение повърхност/обем чрез формата на клетките - дълги и тънки пръчки
- централно разположена вакуола с течност
- силно нагъната цитоплазмена мембрана
- силно подвижни флагели и разпространение в богата хранителна среда
Как малките размери определят биологията на бактериалните клетки?
- имат по-висока метаболитна активност на единица биомаса
- по-интензивен обмен с околната среда
- усвояват повече хранителни ресурси в рамките на жизнения си цикъл сравнение с големите по размер клетки
Как малките размери определят еволюцията на бактериалните клетки?
- прокариотните клетки (хаплоидни) имат капацитет за по-чести мутации и по-бърза еволюция, в сравнение с големите генетично диплоидни клетки.
- адаптират се бързо към променящите се условия
- по-лесно се възползват от нови местообитания от еукариотните клетки
- осъществяват хоризонтален трансфер на гени
