Институт Медицинской Климатологии
Микроорганизмы со сложными жизненными циклами и «коллективным» поведением.

Клеточным циклом называется промежуток времени от одного деления до другого. Большинство прокариот имеет простой клеточный цикл, при котором молодая клетка растет и увеличивается в размерах, а по достижении пороговой величины делится надвое. Более сложный цикл проходят микроорганизмы, обладающие плейоморфизмом, — их форма меняется в зависимости от возраста клетки. Клеточный цикл микроорганизмов, способных к дифференциации, также состоит из нескольких стадий (например, молодые подвижные клетки в дальнейшем могут переходить к «оседлому», прикрепленному существованию, а при ухудшении условий образовывать покоящиеся формы).

Известны бактерии, образующие плодовые тела, часто причудливых конфигураций и расцветок. Наиболее яркие представители таких организмов — миксобактерии, хищники, питающиеся другими микроорганизмами, бактериями и дрожжами, которых они убивают выделяемыми антибиотиками. Они также способны использовать для питания множество веществ, в том числе нерастворимых в воде. Миксобактерии образуют целый ряд экзоферментов, с помощью которых лизируют клетки жертв или гидролизуют субстрат. Продукты гидролиза, в основном, короткие пептиды, всасываются в клетки миксобактерий и служат им питательным веществом. Большинство миксобактерий использует аминокислоты как источник углерода, азота и энергии. При наличии пищевого субстрата миксобактерии координированно передвигаются («роятся») по его поверхности, одновременно питаясь и оставляя слизистый след. Движущиеся ритмично клеточные слои образуют на поверхности субстрата волны или рябь. При исчерпании питания миксобактерии агрегируют и образуют плодовое тело.

Этот сложный процесс запускается голоданием клеток и координируется по крайней мере пятью различными химическими сигналами, ряд из которых идентифицирован. При образовании плодовых тел экспрессируется не менее 15 новых белков.

Плодовые тела варьируют в размерах от 50 до 500 мкм, содержат от 104 до 106 миксоспор и обычно ярко окрашены пигментами каротиноидной природы в красный, желтый и коричневый цвета. Каждый вид миксобактерий образует характерные для него плодовые тела, различающиеся по сложности строения (от простых глобул, окруженных стенками, образуемых видами рода Myxococcus, до сложных разветвленных древовидных структур, несущих несколько спорангиев на стеблях или стволах, формируемых представителями рода Stigmatella и Chondromyces). Миксоспоры, произошедшие из вегетативных клеток и находящиеся в спорангиях плодовых тел, устойчивы к высушиванию, высоким температурам и УФ-радиации.

Они могут оставаться жизнеспособными в условиях лаборатории до 10 лет. Образование плодовых тел с миксоспорами, заключенными в спорангии, способствует еще большему выживанию популяции миксобактерий, так как миксоспоры находятся компактно, группами, в плодовых телах и, высвобождаясь из спорангия и прорастая, дают сразу новую колонию миксобактерий. Такая «социальная» организация может иметь преимущества, так как значительная биомасса миксобактерий обеспечивает существенную концентрацию ферментов и эффективнее, чем одиночная клетка, растворяет клетки жертвы или субстрат.

Добавить комментарий