Məlumat

Bakteriyaların miqdarının hesablanması

Bakteriyaların miqdarının hesablanması


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mikrobiologiya sahəsində ilk tədqiqat layihəm üçün əlimizdən bakteriyaları öldürməkdə dezinfeksiyaedici maddələrin və sabunların effektivliyini müəyyən etməyi seçdim, lakin bakteriyaları pambıq çubuqlardan istifadə edərək agar plitələrinə qoyduqdan sonra niyə onları inkubasiya edirik? Onların sayı artıb bizə yanlış nəticələr verməyəcəkmi?


Bu çox standart bir üsuldur. İdeya ondan ibarətdir ki, bir agar boşqabında bakteriya mədəniyyəti var. İnkubasiya zamanı hər bir bakteriya koloniya əmələ gətirir. Bir neçə saat böyüdükdən sonra koloniyalar böyüyür və insan gözünə görünən olur. Beləliklə, onları asanlıqla saya bilərsiniz.

Sonra əllərinizi dezinfeksiyaedici vasitələr və sabunlarla yumadan əvvəl və sonra koloniyaların sayını müqayisə edə və orta hesabla hansı metodun daha az koloniyaya sahib olduğunu və buna görə də hansının ən təsirli olduğunu tapa bilərsiniz.


Nümunənizlə agar boşqabını sildiyiniz zaman, etdiyiniz iş nümunənizdəki bütün bakteriyaları yaymaqdır ki, hər bir hüceyrə digər hüceyrələrdən ayrı böyüyə və bir hüceyrə əmələ gətirə bilsin. təcrid olunmuş koloniya.

Bakteriyalar mikroskopik olduğundan və siz onları birbaşa nümunənizdə görə bilmədiyiniz üçün, onların koloniya əmələ gətirənə qədər bir az böyüməsinə icazə verməlisiniz və siz onları gözlərinizlə görə bilərsiniz. Bakteriyaları "saymaq" üçün bu üsuldan istifadə etdiyimiz zaman irəli sürdüyümüz fərziyyə, tək bir hüceyrənin boşqabda tək bir koloniya əmələ gətirməsidir. Buna görə də biz hüceyrələr deyirik "Koloniya Yaradan Birliklər".

Bu bir az kömək ola bilər: https://en.wikipedia.org/wiki/Colony-forming_unit


Bakteriyaların miqdarının qiymətləndirilməsi - Biologiya

Fosil qalıqlarının yaşını təyin etmək üçün karbonla tanışlıq

Bu bölmədə biz fosil qalıqlarının yaşını təyin etmək üçün karbonla tanışlığın istifadəsini araşdıracağıq.

Karbon bioloji əhəmiyyətli molekulların əsas elementidir. Bir orqanizmin həyatı boyunca karbon hüceyrəyə ya karbon qazı, ya da qlükoza kimi karbon əsaslı qida molekulları şəklində gətirilir, daha sonra şəkərlər, zülallar, yağlar və nuklein turşuları kimi bioloji əhəmiyyətli molekulları yaratmaq üçün istifadə olunur. . Bu molekullar sonradan canlıları meydana gətirən hüceyrə və toxumalara daxil edilir. Buna görə də, təkhüceyrəli bakteriyalardan tutmuş dinozavrların ən böyüyünə qədər orqanizmlər karbon əsaslı qalıqlar buraxırlar.

Karbonla tanışlıq nisbətən uzun yarı ömrü (5700 il) olan karbonun radioaktiv izotopu olan 14 C-nin parçalanmasına əsaslanır. 12 C ən çox yayılmış karbon izotopu olsa da, ətraf mühitdə və deməli, canlı orqanizmlərin molekullarında, hüceyrələrində və toxumalarında 12 C ilə 14 C arasında sabit nisbətə yaxındır. Bu sabit nisbət bir orqanizmin ölümünə qədər, 14 C doldurulması dayandırılana qədər saxlanılır. Bu zaman orqanizmdə ümumi miqdar 14 C eksponensial olaraq çürüməyə başlayır. Buna görə də fosil qalıqlarındakı 14 C miqdarını bilməklə, müşahidə edilən 12 C ilə 14 C nisbətinin canlı orqanizm üçün gözlənilən nisbətdən ayrılmasını araşdıraraq bir orqanizmin nə qədər əvvəl öldüyünü müəyyən edə bilərsiniz.

Radioaktiv izotopların parçalanması

Radioaktiv izotoplar, məsələn, 14 C, eksponent olaraq parçalanır. Bir izotopun yarı ömrü mövcud radioaktiv izotopun ilkin miqdarının yarısı olması üçün lazım olan vaxt kimi müəyyən edilir.

Məsələn, tutaq ki, sizdə var N0 yarımparçalanma müddəti olan radioaktiv izotopun qramı t * illər. Onda bilirik ki, bir yarım ömründən sonra (və ya t * illər sonra) olacaqsınız

həmin izotopun qramı.

t* bundan sonra (yəni ilkin ölçmədən 2t* il sonra) olacaq

qram.

İlkin ölçmədən 3t* il sonra olacaq

qram,

və s.

Tənlikdən istifadə edərək istənilən vaxtda karbonun miqdarını hesablamaq üçün eksponensial çürümə üçün ümumi modelimizdən istifadə edə bilərik,

N (t) = N0e kt .

14 C-nin çürüməsinin modelləşdirilməsi.

Karbon nümunəmizə qayıdaraq, 14 C-nin yarı ömrünün 5700 il olduğunu bilərək, sabiti tapmaq üçün bundan istifadə edə bilərik, k. Yəni t = 5700 olduqda, 14 C-nin ilkin miqdarının yarısı var. Əlbəttə ki, 14 C-nin ilkin miqdarı 14 C-nin miqdarıdır. t = 0 və ya N0 (yəni N(0) = N0e k&sdot0 = N0e 0 = N0). Beləliklə, yaza bilərik:

.

Ləğv etməklə bu ifadənin sadələşdirilməsi N0 tənliyin hər iki tərəfində verir,


.

Bilinməyənləri həll etmək, k , hər iki tərəfin natural loqarifmini alırıq,

.

Beləliklə, 14 C-nin parçalanmasını modelləşdirmək üçün tənliyimiz aşağıdakı kimi verilir:

.

Digər radioaktiv izotoplar da fosillərin tarixini təyin etmək üçün istifadə olunur.

14 C üçün yarı ömrü təxminən 5700 ildir, buna görə də 14 C izotopu yalnız təxminən 50.000 ilə qədər olan fosilləri müəyyən etmək üçün faydalıdır. 50.000 ildən daha köhnə fosillər aşkar edilə bilməyən 14 C miqdarına malik ola bilər. Köhnə fosillər üçün daha uzun yarı ömrü olan bir izotop istifadə edilməlidir. Məsələn, kalium-40 radioaktiv izotopu 1,3 milyard il yarım ömrü ilə arqon-40-a parçalanır. Tanışlıq üçün tez-tez istifadə olunan digər izotoplara uran-238 (yarım ömrü 4,5 milyard il) və torium-232 (yarımparçalanma dövrü 14,1 milyard il) daxildir.

*****


Bakteriyaların Artması (Sxemlə) | Mikrobiologiya

Bu yazıda biz aşağıdakıları müzakirə edəcəyik:- 1. Artımın tərifi 2. Bakterial artımın ölçülməsi 3. Birhüceyrəli bakteriyaların çoxalması 4. Nəsil vaxtının təyini 5. Böyümə əyrisi 6. Davamlı Mədəniyyət 7. Sinxron Mədəniyyət 8. Mədəniyyət Media 9. Zənginləşdirmə Mədəniyyəti 10. Artım üçün makro və mikro elementlərin tələbləri 11. Böyüməyə təsir edən fiziki amillər.

  1. Artımın tərifi
  2. Bakterial artımın ölçülməsi
  3. Birhüceyrəli bakteriyaların çoxalması
  4. Nəsil vaxtının təyini
  5. Artım əyrisi
  6. Davamlı Mədəniyyət
  7. Sinxron Mədəniyyət
  8. Mədəniyyət Media
  9. Zənginləşdirmə Mədəniyyəti
  10. Böyümə üçün makro və mikro elementlərin tələbləri
  11. Böyüməyə Təsir edən Fiziki Faktorlar

1. Artımın tərifi:

Biologiyada böyümə ümumiyyətlə bütün komponentlərin aktiv sintezi nəticəsində hüceyrə kütləsinin geri dönməz artması kimi müəyyən edilir. Böyümə hüceyrə sayının artması ilə nəticələnir (koenositik orqanizmlər istisna olmaqla). Çoxhüceyrəli orqanizmlərdə hüceyrə sayındakı bu artım ölçüsün artmasına səbəb olur, çünki qız hüceyrələr bir yerdə qalır.

Bunun əksinə olaraq, birhüceyrəli orqanizmlərdə hüceyrə çoxalması bir populyasiyada fərdlərin sayının, yəni populyasiyanın ölçüsünün artmasına səbəb olur. Beləliklə, əksəriyyəti birhüceyrəli orqanizmlər olan bakteriyalar üçün böyümə bir populyasiyada hüceyrələrin sayının artması kimi müəyyən edilə bilər. Bununla belə, yadda saxlamaq lazımdır ki, bakteriyalarda və digər birhüceyrəli orqanizmlərdə də gənc qız hüceyrəsi hüceyrə dövrünü tamamlamaq üçün bölünə biləcək bir mərhələyə çatmazdan əvvəl böyüyür.

2. Bakterial artımın ölçülməsi:

Bakteriyaların böyüməsi sayda və buna görə də populyasiyanın ölçüsündə artımla nəticələndiyi üçün onun ölçülməsi üçün bir neçə alternativ mövcuddur. Hüceyrə sıxlığı, yəni mühitin vahid həcminə düşən hüceyrələrin sayı saymaqla, optik sıxlığı ölçməklə, quru çəki və ya proteini təxmin etməklə və s. ilə müəyyən edilə bilər. Bunlardan bəziləri birbaşa, bəziləri isə dolayı üsullardır.

Artan populyasiyanın mədəniyyətdə böyüməsinin ölçülməsinin bariz üsullarından biri (orqanizmlərin böyüyə bildikləri mühitlərdə laboratoriyada becərilməsi) onların mikroskop altında birbaşa hesablanmasıdır. Mədəniyyətin müəyyən bir həcmindəki hüceyrələrin sayı, qan hüceyrələrini saymaq üçün tibb texnikləri tərəfindən istifadə edilənlərə bənzər xüsusi idarə olunan yivli slaydlardan istifadə edərək hesablana bilər.

Slaydın yivli hissəsi bir neçə bərabər kvadrata bölünən məlum dərinliyə və sahəyə malikdir. Bu slaydlar hesablama kameraları adlanır, onların müxtəlif növləri mövcuddur, məsələn, Petroff-Hausser, Neubauer, Thoma və s. (Şəkil 7.1).

Bir damcı bakterial suspenziya slaydın yivinə qoyulur, üzlüklə örtülür, artıq mayenin çıxarılması üçün yüngülcə sıxılır və slayd faza-kontrast mikroskopun yüksək güclü obyektivində yoxlanılır. Kiçik kvadrat başına bakteriyaların sayı kifayət qədər yaxşı kvadrat sayı üçün hesablanır, orta hesablanır və orta hesabla suspenziyanın hər ml-ə düşən bakteriyaların ümumi sayı hesablanır.

Petroff-Hausser hesablama kamerasında 1 mm 2 sahə 25 bərabər kvadrata bölünür və yivin dərinliyi 0,02 mm-dir. Bakteriyaların sayı saymaq üçün çox yüksək olarsa, orijinal kultura uyğun şəkildə seyreltilə bilər və son sayını hesablamaq üçün seyreltmə əmsalı nəzərə alınır. Hərəkətli bakteriyalar sayma kamerasına keçməzdən əvvəl hərəkətsizləşdirilməlidir.

Yuxarıdakı prosedurla əldə edilən bakteriyaların sayı ümumi sayını verir. Aydındır ki, ümumi saya həm canlı, həm də ölü hüceyrələr daxildir. Canlı və ya yaşaya bilən bakteriyalar bölünərək nəsil hüceyrələri istehsal edə bilirlər.

Möhkəmləşmiş qida mühitində canlı bakteriya bölünür və koloniya yaratmaq üçün çoxlu sayda nəsil hüceyrələri meydana gətirmək üçün yenidən bölünür. Beləliklə, koloniya yaratmaq qabiliyyəti canlılıq üçün bir sınaqdır. Ölü və ya həyat qabiliyyəti olmayan bakteriya heç bir böyümə şəraitində koloniya yarada bilməz. Bir mədəniyyətin və ya populyasiyanın vahid həcminə düşən canlı bakteriyaların sayı onun canlı sayı kimi tanınır.

Yaşayış qabiliyyətini təyin etmək üçün izlənilən üsul əvvəlcə Cozef Lister tərəfindən hazırlanmış və sonra Robert Kox tərəfindən təkmilləşdirilmiş ardıcıl seyreltmə prinsipinə əsaslanır. Seyreltmə örtük texnikasının iki variantı var - yayılma lövhəsi və tökmə boşqab üsulları. Birinci üsulda, orijinal mədəniyyətin ardıcıl seyreltilmiş nümunəsinin ölçülmüş miqdarı bərkimiş böyümə mühitinin səthinə bərabər şəkildə yayılır.

Optimal temperaturda inkubasiya zamanı hər bir canlı bakteriya hüceyrəsi mühitin səthində diskret koloniya əmələ gətirir. Hər görünən koloniyanın tək bir bakteriyanın nəsli olduğunu fərz etsək, koloniyaların ümumi sayı mühitə yayılmış seyreltilmiş nümunənin kəmiyyətində mövcud olan canlı hüceyrələrin sayı kimi qəbul edilir. Beləliklə, koloniyaların sayını hesablayaraq, canlı sayı asanlıqla hesablana bilər. Etibarlı nəticələr üçün çox sayda təkrarlama lazımdır.

Metod diaqram şəklində Şəkil 7.2-də göstərilmişdir:

[Tərkibində bir ml bakterial mədəniyyət

10 7 — 10 9 hüceyrə/ml aseptik qaydada sterilizə edilmiş pipetlə 9 ml sterilizə edilmiş suya və ya normal şoran məhləyə köçürülür, vahid suspenziya əldə etmək üçün yaxşıca qarışdırılır. Sonra 1 ml orijinal mədəniyyətin 1:10 nisbətində seyreltilməsi təzə steril pipetlə 1:100 (10 2) seyreltmə əldə etmək üçün 9 ml su və ya normal şoran məhlulu olan başqa bir boruya köçürülür.

Proses 10-7 nisbətində seyreltmə əldə olunana qədər davam etdirilir. Son və ya son iki seyreltmənin növbəti 0,1 ml alikvotu steril əyilmiş şüşə çubuqla uyğun agar mühiti olan petridişlərin səthinə bərabər şəkildə yayılır. İnkubasiya zamanı plitələrdə bakteriya koloniyaları görünür. Təkrar plitələrdəki koloniyaların sayı sayılır, onların orta dəyəri müəyyən edilir və seyreltmə əmsalı nəzərə alınmaqla canlı sayı hesablanır. Şəkildə göstərilən nümunədə canlı sayı 30,7 x 10 8 = 3,07 x 10 9 /ml təşkil edir.]

Koloniyaların sayılmasını asanlaşdırmaq üçün koloniya sayğacı adlı alətdən istifadə etmək olar. Əslində, bu, şaxtalı şüşə ilə örtülmüş 10-12 sm diametrli dairəvi bir çuxur olan, əyilmiş üstü olan bir qutudur. Qutunun içərisində işıqlandırma üçün tənzimləmə var.

Kiçik koloniyaların hesablanmasını asanlaşdırmaq üçün mötərizədə çuxurun diametri ilə təxminən eyni diametrli böyüdücü şüşə bərkidilir. Saymaq üçün petrid şaxtalı şüşənin üzərinə tərs vəziyyətdə qoyulur, aşağıdan işıqlandırılır və böyüdücü şüşə vasitəsilə müşahidə edilir. Koloniyaları sayarkən qeyd etmək üçün marker qələmdən istifadə oluna bilər ki, eyni koloniya bir dəfədən çox sayılmasın.

Serial seyreltmə metodunun ikinci variantı, tökmə plitə texnikası, seyreltilmiş hüceyrə süspansiyonunun boşqablara tökülməzdən dərhal əvvəl ərimiş agar mühiti ilə qarışdırılması istisna olmaqla, mahiyyət etibarı ilə seyreltmə örtük texnikasına bənzəyir. Temperatur bakteriyaları öldürəcək qədər yüksək olmamalıdır və o qədər də aşağı olmamalıdır ki, agar bərkiməyə başlasın.

Yaxşı keyfiyyətli agar təxminən 42°C temperaturda yığılır, ona görə də 45°-50°C tökmək üçün idealdır. İnkubasiya zamanı ilk olaraq səthdə koloniyalar görünür. Tədricən agarın içərisində tutulan bakteriyalar da koloniyalar əmələ gətirir. Bu koloniyalar səthə çıxmazdan əvvəl əvvəlcə linza şəklindədirlər. Koloniyaların sayı yayılmış lövhələrdə olduğu kimi hesablana bilər.

Yuxarıdakı iki üsul yalnız aerob bakteriyaların sayılması üçün tətbiq oluna bilər, lakin havanın normal oksigen konsentrasiyası altında inkişaf edə bilməyən anaerob bakteriyalar üçün deyil. Belə orqanizmlər üçün seyreltmə lövhələri oksigensiz atmosferdə inkubasiya edilməlidir.

Havanın azot kimi inert qazla əvəz olunduğu ümumi vakuum desikatorlarından istifadə edilə bilər. Yüksək oksigenə həssas anaeroblar üçün əlavə olaraq qələvi piroqallol kimi oksigen uducudan istifadə oluna bilər. Həmçinin, bu məqsədlə ticarətdə müxtəlif növ anaerob qablar mövcuddur.

Yaşayış qabiliyyətini təyin etmək üçün fərqli bir üsul membran filtr üsuludur. Daha çox hüceyrə sıxlığının yüksək olmadığı (ümumiyyətlə -10 6 hüceyrə/ml) təbii mikrob populyasiyalarında, məsələn, su nümunələrində koliform bakteriyaların hesablanması üçün istifadə olunur.

Nümunənin ölçülmüş həcmi mənfi təzyiq altında steril membran filtrindən keçirilir. Süzgəcin məsamə ölçüsü orta bakteriya hüceyrələrinin diametrindən (1μm-dən az) az olmalıdır. Filtrdən sonra membran filtr diski aseptik olaraq uyğun sterilizə edilmiş agar mühitinin səthinə köçürülür və filtr səthində görünən koloniyalar görünənə qədər inkubasiya edilir. Daha sonra koloniyalar sayılır və nümunənin vahid həcminə görə canlı sayı adi üsulla hesablanır.

Statistik prinsipə əsaslanan tamamilə fərqli bir prosedur, təbii populyasiyada müəyyən bir mikroorqanizm qrupunun ən çox ehtimal olunan sayını (MPN) təyin etməkdir. Prosedura ümumiyyətlə su nümunələrinin bakterioloji analizində tətbiq edilir, lakin təbii olaraq meydana gələn orqanizmlərin digər qrupları üçün də istifadə edilə bilər.

Su nümunəsində koliform bakteriyaların MPN-ni təyin etmək üçün 10 ml, 1 ml və 0,1 ml su nümunəsinin alikvotu hər birində ters çevrilmiş Durham borusunu ehtiva edən 5 təkrar laktoza bulyonu borusuna aşılanır.

Koliform bakteriyaları Durham borularında toplanan qaz hasil etmək üçün laktoza fermentasiya edir.

32°C-də 48 saat inkubasiya edildikdən sonra borular qazın olub-olmaması yoxlanılır və qazın yığıldığını göstərən boruların sayı hesablanır (Şəkil 7.3):

Daha sonra su nümunəsindəki koliform bakteriyaların ən çox ehtimal olunan sayı standart MPN cədvəlindən müəyyən edilir (Cədvəl 7.1):

Bir populyasiyada bakteriyaların sayılması böyümənin müəyyən edilməsi üçün bir üsul olsa da, başqa bir parametrdir - yəni. bakteriya kütləsinin ölçülməsi - də istifadə edilə bilər. Təzə bakteriya hüceyrələrinin və ya quru hüceyrələrin qravimetrik qiymətləndirilməsi birbaşa metodu təmin edir.

Bakteriya kütləsinin təzə çəkisi hüceyrələrin sentrifuqa yolu ilə toplanması, mədəni mühitin həll olunan inqrediyentlərini çıxarmaq üçün distillə edilmiş su ilə yuyulması və qranulun əvvəlcədən çəkilmiş qaba köçürülməsi yolu ilə əldə edilə bilər. Quru kütləni təyin etmək üçün yuyulmuş hüceyrə kütləsi bir gecədə 110°C temperaturda saxlanılır və çəkilir. Dəqiq nəticə əldə etmək üçün çox diqqətli davranmaq vacibdir, çünki miqdar laboratoriya miqyaslı mədəniyyətlər üçün çox azdır.

Bakterial kütlənin ölçülməsi üçün başqa üsullar da mövcuddur, baxmayaraq ki, onlar bir qədər dolayıdır. Bunlardan biri mikro-kjeldahl üsulu ilə hüceyrə kütləsinin ümumi azotunun qiymətləndirilməsidir. Aktiv böyüyən mədəniyyətin ümumi azot miqdarı hüceyrə kütləsi ilə xətti olaraq artır.

Bənzər bir əlaqə ümumi karbon və hüceyrə çəkisi arasında da mövcuddur. Ümumi karbon miqdarı Van Slyke-Folch metodu ilə qiymətləndirilə bilər. Gündəlik məqsədlər üçün kulturanın bir alikvotunun ümumi zülalının hər hansı bir ümumi üsulla qiymətləndirilməsi qənaətbəxş və etibarlı nəticələr verir.

Ümumi zülal üçün hüceyrələr qələvi ilə müalicə edilərək parçalanır, nəticədə hüceyrə tərkibi sərbəst buraxılır, ardınca hüceyrə qalıqlarını aradan qaldırmaq üçün sentrifuqalama və alikotu biuret, Folin, Coomassie mavisi və s. kimi rəngləmə reagenti ilə müalicə edir.

Yaranan rəng daha sonra kolorimetrdə ölçülür. Kolorimetrin oxunmasından sonra zülalın miqdarı (mq/ml) standart əyridən oxunur. Standart əyri iribuynuzlu serum albumin və eyni rəngləmə reagenti kimi orijinal zülaldan istifadə etməklə hazırlanır. Standart əyri bir oxda zülalın məlum kəmiyyətlərini və digər oxda müvafiq kolorimetrik oxunuşları göstərir.

Hüceyrə kütləsinin qiymətləndirilməsinin dolayı, lakin sürətli və əlverişli üsulu turbimetriyadır. Bu üsulla populyasiyanın sıxlığı ilə düz mütənasib olan hüceyrə kütləsi dəqiq ölçülə bilər. Hüceyrə sayı böyümə ilə artdıqca, bakterioloji mədəniyyət mühiti getdikcə daha çox bulanıqlaşır, daha az və daha az işığın keçməsinə imkan verir və eyni zamanda asılmış hüceyrələr tərəfindən daha çox işıq saçır.

Ən çox yayılmış bakteriyalar üçün hüceyrə sıxlığı 10 6 ilə 10 1 hüceyrə/ml arasında olduqda görünən bulanıqlıq yaranır. Mədəniyyətdə daha az hüceyrə olduqda, böyümənin turbidimetrik ölçülməsi mümkün deyil. Bu üsul üçün istifadə olunan alət, süspansiyonun optik sıxlığını və ya rəngli məhlulun rəng sıxlığını ölçən fotoelektrik kolorimetr adlanır.

Bakteriya suspenziyasının optik sıxlığı maye kulturanın bir hissəsinin adətən aşılanmamış mədəniyyət mühiti olan blanka (nəzarət) qarşı adətən diametri 1 sm (işıq yolu) olan kolorimetrik şüşə boruya köçürülməsi ilə ölçülür. Uyğun bir işıq filtri (adətən yaşıl və ya mavi) istifadə olunur. Optik sıxlıq ya udma (A) və ya ötürülmə (T%) baxımından ölçülə bilər.

Ümumiyyətlə, bir kolorimetrdə hər iki tərəzi var. Absorbsiya düşən işığın intensivlik nisbətinin loqarifmidir (I0) və ötürülən işıq (1), yəni A = log (I0/I). Bu log miqyasında verilir. Ötürmə faizi asqıdan keçən işığın faizidir və arifmetik miqyasda kalibrlənir. İki tərəzi açıq şəkildə antiparalel işləyir, məsələn. blankın udma qabiliyyəti O və T% 100-ə bərabərdir.

Bulanıqlıq artdıqca absorbans artır və ötürülmə faizi azalır. Kolorimetr işıq mənbəyi, istənilən dalğa uzunluğunun işığını seçmək üçün bəzi filtrlər, məlum işıq yolu olan kolorimetr borusu, düşən işığı elektrik cərəyanına çevirən fotoelement, cərəyanı gücləndirmək üçün cihazla təchiz edilmişdir. belə istehsal və nəhayət elektrik cərəyanının ölçülməsi üçün bir galvanometer (Şəkil. 7.4). Bakterial hüceyrə sıxlığı ilə absorbans və ya ötürülmə arasında xətti əlaqə yalnız suspenziya nisbətən nazik olduqda mövcuddur (Şəkil 7.5).

Nefelometr kimi tanınan başqa bir alət kolorimetrlə az-çox eyni komponentlərə malikdir, lakin daha həssasdır.Süspansiyondakı bakteriya hüceyrələri tərəfindən səpilən işığı ölçür. Hüceyrə sıxlığı nə qədər yüksəkdirsə, səpələnmiş işığın miqdarı da o qədər yüksəkdir.

Aparat elə qurulmuşdur ki, asılmış bakteriyaların səpələdiyi işıq şüalarını düşən işığın şüasına düz bucaq altında tuta və sonra adi şəkildə ölçülə bilən elektrikə çevirə bilər.

Həm kolorimetriya, həm də nefemetriya yalnız sabit, vahid süspansiyon təşkil edən birhüceyrəli orqanizmlərin böyüməsini ölçmək üçün istifadə edilə bilər. Kolorimetr oxunması və ya nefelometrin oxunması hüceyrə sayı və ya hüceyrə kütləsi ilə kalibrlənirsə, bu üsullar böyümənin qiymətləndirilməsi üçün etibarlı vasitələr təmin edir.

3. Birhüceyrəli Bakteriyaların Çoxalması:

Bakteriyaların əksəriyyəti birhüceyrəli orqanizmlərdir və onların əksəriyyəti ikili parçalanma ilə çoxalır, yəni hər bir bakteriya bölünərək iki eyni hüceyrə əmələ gətirir. Onların hər biri yetkinlik yaşına çatdıqdan sonra iki qız hüceyrə əmələ gətirmək üçün oxşar ikili parçalanmaya məruz qalır. Beləliklə, ideal şəraitdə növdən və böyümə şəraitindən asılı olaraq verilən vaxt intervallarından sonra hüceyrə sayı və kütləsi ikiqat artır.

Ardıcıl iki bölmə arasındakı vaxt intervalı nəsil vaxtı və ya ikiqat artırma vaxtı adlanır. Hər vahid nəsil müddətindən sonra bakteriyaların sayı iki dəfə artır. Beləliklə, optimal şəraitdə bakteriyaların böyüməsi sabit 2 əmsalı ilə həndəsi irəliləyişlə baş verir. Tək bir bakteriyadan başlayaraq say artımı 2 0 —>2 1 —>2 2 —>2 3 —>2 4 — kimi göstərilə bilər. >2 5 —>….—>2 n n bölmədən sonra.

4. Nəsil vaxtının təyini:

Aktiv böyüyən bakterial kulturanın vahid həcminə düşən hüceyrələrin sayı N kimi qəbul edilirsə0, onda t zamanında n bölmənin baş verdiyi ədəd tənliklə verilir:

Nt = N0.2 n , burada N, t zamanındakı bakteriyaların sayını göstərir.

Loqarifmik olaraq ifadə edildikdə, yuxarıdakı tənlik belə olur:

Son tənlikdən görünür ki, t vaxtında aktiv böyüyən mədəniyyətdə mövcud olan bakteriyaların sayını hesablamaqla0 və t, t arasındakı zaman intervalında baş vermiş bölmələrin sayını müəyyən etmək mümkündür0 və t.

Bunu etdikdən sonra generasiya vaxtı (g) - iki ardıcıl bölmə arasındakı vaxtdır - asanlıqla müəyyən edilə bilər, çünki g = t/n. Yenə də ikiqat sürət (v) kimi tanınan saatda bölmələrin sayı v = n/t və həmçinin v = 1/g olur. Yuxarıdakı riyazi mülahizələrə aydınlıq gətirmək üçün misal verilə bilər.

Əgər aktiv böyüyən kultura müəyyən vaxtda 10 4 /ml hüceyrə sayına malikdirsə və 6 saatdan sonra 10 8 /ml-ə qədər artarsa, orqanizm ikiqat artım sürətinə malikdir (v):

Və nəsil vaxtı (g) -dir

Nəsil müddəti bir növdən digərinə dəyişir və bu da böyümə şəraitindən asılıdır. Optimal şəraitdə Escherichia coli-nin 20 dəqiqəlik nəsil müddəti var, bu o deməkdir ki, bir E. coli hüceyrəsi 200 dəqiqədən sonra 1024 hüceyrə istehsal edə bilər, bu müddət ərzində 10 bölünmə dövrü baş verir.

Eksponensial və ya loqarifmik artım:

Bakteriya mədəniyyətində populyasiya hər nəsildə iki dəfə artdıqda, artım eksponensial və ya loqarifmik deyilir, çünki populyasiya 2 eksponent (güc) kimi artır və log2 hüceyrələrin sayı zamanla düz mütənasib olaraq artır. Zamana qarşı eksponensial artan populyasiyanın vahid həcminə düşən hüceyrə sayının yarı loqarifmik qrafiki düz xətt verir (şək. 7.6).

Hüceyrə sayının loqarifmi ilə vaxt arasındakı xətti əlaqə yalnız böyüyən mədəniyyətdəki bütün hüceyrələr canlı olduqda yaxşıdır. Təcrübədə belə bir ideal davranış çətin ki, gözlənilmir, çünki bəzi hüceyrələr geri qalır və ya həyat qabiliyyətini itirir.

5. Artım əyrisi:

Bir kolbada - və ya sənaye fermentatoru qədər böyük ola bilən hər hansı digər konteynerdə - böyüməni dəstəkləyən mühit saxlayan bakteriya böyüməsi toplu mədəniyyət kimi tanınır. Partiya mədəniyyəti “qapalı” sistemini təmsil edir, çünki ilkin olaraq mövcud olan qida maddələri böyüməyə səbəb olan metabolik son məhsullar zamanı tədricən istehlak olunur və mədəniyyət qabında toplanır və pH dəyərinin dəyişməsinə səbəb olur. Təzə qidaların əlavə edilməsi və ya son məhsulların çıxarılması və ya böyümə zamanı dəyişən pH dəyərinin tənzimlənməsi üçün heç bir şərt yoxdur.

Belə partiya kulturunun vahid həcminə düşən bakteriyaların sayının loqarifmi bəzi canlı orqanizmlərin kultura qabına köçürülməsindən (peyvənddən) başlayaraq vaxta (saat) qarşı qoyulduqda sigmoid böyümə əyrisi alınır (şəkil 7.7).

Tipik bir böyümə əyrisi bir neçə fərqli mərhələni göstərir. Bunlar gecikmə mərhələsi, eksponensial və ya loqarifmik faza, stasionar faza və ölüm mərhələsi kimi tanınır. Bəzən gecikmə fazasının sonrakı hissəsi sürətlənmə mərhələsi, stasionar fazanın erkən hissəsi isə yavaşlama mərhələsi adlanır.

Gecikmə mərhələsi peyvənd və eksponensial böyümənin başlanğıcı arasındakı vaxt intervalını təmsil edir. Gecikmə fazasında hüceyrə sayı artmır, lakin zülal, nuklein turşuları və karbohidrat kimi hüceyrə inqrediyentlərinin aktiv sintezi hesabına fərdi bakteriyalar ölçüdə böyüyür.

Bu fazanın sonrakı hissəsində bakteriyaların bir hissəsi bölünməyə başlayır və nəticədə ümumi sayında yavaş artım (sürətlənmə mərhələsi) baş verir. Bakteriyaların təzə mühitdə aşılamadan dərhal sonra böyüməyə başlamamasının bir neçə səbəbi ola bilər.

Peyvənd köhnə mədəniyyətdən və ya fərqli tərkibə malik mühitdə böyüyən kulturadan götürülürsə, aşılanmış hüceyrələr yeni mühitə uyğunlaşmaq üçün müəyyən vaxt tələb edir. Beləliklə, gecikmə fazası, aşılanmış hüceyrələrin boş qalmadığı, lakin aktiv böyüməyə başlamaq üçün bir hazırlıq olaraq hüceyrə materiallarını sintez etməklə məşğul olduğu bir uyğunlaşma mərhələsi kimi qəbul edilə bilər.

Bakteriyalar gecikmə mərhələsindən aralıq sürətlənmə mərhələsindən eksponensial fazaya (loqarifmik faza) keçir və onlar artıq maksimum sürətlə böyüməyə başlamaq üçün tam təchiz olunublar. Əhalinin əksər hüceyrələri müntəzəm olaraq hər vahid nəsil vaxtının intervalında bölünür və nəticədə hüceyrə sayı və kütləsi eksponent olaraq artır.

Bununla belə, ümumi əhalinin bütün hüceyrələri eyni vaxtda deyil, asinxron bölünür. Nəticədə hüceyrə sayı mərhələli şəkildə artmır. Maksimal artım tempi eksponensial faza boyu saxlanılır və əhalinin sıxlığının o qədər yüksək olduğu nöqtəyə çatana qədər davam edir ki, böyümə mühiti gələcək artımı dəstəkləyə bilməyəcək.

Artım sürəti azalır və nəticədə dayanır. Bu zaman mədəniyyət stasionar fazaya keçir. Eksponensial fazanın müddəti təkcə qida maddələrinin mövcudluğundan deyil, həm də digər amillərdən, məsələn, oksigen təchizatı, pH, temperatur və s. və təbii olaraq, yaranma vaxtından da asılıdır. Loqarifmik (log) faza hüceyrələri ən yüksək aktivlik nümayiş etdirirlər və buna görə də nəsil vaxtının, müxtəlif biokimyəvi xüsusiyyətlərin və hüceyrə ölçüsünün ölçülməsi üçün ən uyğundurlar.

Kultura stasionar fazaya girdiyi üçün hüceyrə sayında xalis artım müşahidə olunmur, baxmayaraq ki, bakteriyaların əksəriyyəti hələ də canlı vəziyyətdə qalır və hüceyrələrdə saxlanılan ehtiyat maddələr hesabına həyat fəaliyyətini davam etdirirlər.

Bu mərhələnin müddəti müxtəlif növlər arasında çox dəyişkəndir və bir neçə saatdan bir neçə günə qədər ola bilər. Praktik nöqteyi-nəzərdən stasionar faza hüceyrələri xüsusi əhəmiyyət kəsb edir, çünki bu fazada bir çox ikincil metabolik məhsullar, məsələn, antibiotiklər istehsal olunur. Həmçinin, biokütlə mənbəyi kimi yetişdirilən orqanizmlər üçün bu mərhələdə məhsul yığımı maksimum məhsul verir.

Stasionar fazadan sonra həyat qabiliyyətli hüceyrələrin sayı eksponent olaraq azalan ölüm mərhələsi gəlir, baxmayaraq ki, ümumi hüceyrə sayı kifayət qədər uzun müddət dəyişməz olaraq davam edə bilər. Bundan sonra, ümumi sayı da azalır, bu da hüceyrələrin lizisə məruz qaldığını və yox olduğunu göstərir. Lizis öz fermentlərinin fəaliyyəti ilə bağlı ola bilər (autoliz). Mümkündür ki, lizislə ayrılan hüceyrə materialları hələ də canlı hüceyrələrin bir müddət qidalanmasını təmin edə bilər. Bununla belə, bakteriyaların ölümünün dəqiq səbəbləri tam aydın deyil.

Artımın mühüm parametri, eksponensial fazanın əvvəlində və sonunda ümumi populyasiyanın quru çəkisini ölçməklə, toplu mədəniyyətin böyümə əyrisindən müəyyən edilə bilən məhsuldur. Beləliklə, əgər Mmaks eksponensial fazanın sonunda bakteriya kütləsini (quru çəki, g) və M0 ilkin kütlə, onda M gəliri, M = Mmaks – M0 (Şəkil 7.8).

Adətən, məhsuldarlıq substratın istehlakına nisbətdə məhsuldarlıq əmsalı (Y) kimi ifadə edilir, bu, məhsuldarlığın (quru kütlənin g) və istifadə olunan substratın miqdarının (g) nisbətidir. Şərti olaraq, istehlak edilən substratın hər moluna düşən məhsuldarlıq əmsalı molyar məhsuldarlıq əmsalı (Y) adlanır.m).

Gəlir əmsalının başqa bir ifadə forması enerji əmsalıdır (YATP) istehlak edilən ATP-nin hər moluna düşən məhsuldur. Bu parametri hesablamaq üçün müəyyən bir orqanizmin karbohidratın (enerji mənbəyinin) parçalanma yolunu və hər bir karbohidratda istehsal olunan ATP miqdarını (mollarını) bilmək vacibdir.

Məsələn, Streptococcus faecalis və ya Saccharomyces cerevisae EMP (Embden-Meyerhof-Parnas yolu) ilə qlükozanı parçalayır və hava olmadıqda böyüdükdə 2 mol ATP/mol qlükoza istehsal edir.

Molar məhsuldarlıq əmsalı (Ym) bu orqanizmlərin hər ikisi üçün 20-dir, yəni hər ikisi hər bir mol qlükoza (180 q) üçün 20 q quru hüceyrə istehsal edir, enerji əmsalı (Y)ATP) hər ikisi üçün 10-dur. Aerob şəraitdə, substratın tam oksidləşməsi ilə daha yüksək enerji istehsalına görə məhsuldarlıq əhəmiyyətli dərəcədə artır.

6. Davamlı Mədəniyyət:

Partiya mədəniyyəti kimi “qapalı” sistemdə böyüyən mikrob populyasiyasının taleyi doğuş, böyümə, yetkinlik və ölüm olan çoxhüceyrəli orqanizmin taleyi ilə müqayisə edilə bilər. Partiya mədəniyyətindəki mühit qida maddələrinin davamlı tükənməsi, pH dəyərinin dəyişməsi, həll olunmuş qazların qismən təzyiqi, zəhərli metabolitlərin yığılması və s.

Belə dəyişikliklərə görə aktiv böyümə fazasının müddəti də məhduddur. Bir çox kritik təcrübə üçün, uzun müddət ərzində aktiv böyümə vəziyyətində bir mədəniyyət saxlamaq lazımdır. Buna orqanizmin daimi mühitdə böyüməsini təmin edən davamlı mədəniyyətlə nail olmaq olar. Davamlı mədəniyyət toplu mədəniyyətdən fərqli olaraq “açıq” sistemini təmsil edir.

Davamlı kulturada mikroorqanizmlərin yetişdirilməsi üçün cihazlardan biri Novick və Szilard (1950) tərəfindən hazırlanmış kimyostatdır. Ən sadə formada, kimyostat təzə kultura mühitinin nizamlı daxil olması üçün giriş ilə təchiz edilmiş kultura qabından, sterilizə edilmiş havada nasos qurğusundan və mədəni qabda mayenin sabit həcmini saxlamaq üçün çıxışdan ibarətdir (Şəkil 7.9). ).

Kemostatdakı tənzimləmələr mədəniyyət qabına təzə mühitin daimi tənzimlənən axınını və eyni vaxtda çıxış cihazı vasitəsilə eyni miqdarda mədəni mayenin qabdan çıxarılmasını təmin edir. Nəticədə, gəmidə həmişə sabit bir həcm saxlanılır.

Sistem həmçinin adekvat aerasiyanı saxlamaq üçün kultura vasitəsilə sterilizə edilmiş havanın vurulması üçün tənzimləmə ilə təchiz edilmişdir. Partiya mədəniyyətindən fərqli olaraq, davamlı mədəniyyət nəzarət üçün daha əlverişlidir. Bir tərəfdən, təzə mühitin davamlı daxil olması - əsas qida maddələrinin tükənməsinin qarşısını alır, digər tərəfdən, davamlı axın tərkibində zəhərli metabolitlər və bakteriya hüceyrələri olan sərf edilmiş mühiti çıxarır. Bu tənzimləmələr kemostatın uzun müddət böyüməsini təmin edir.

Kemostat mədəniyyətinin əhəmiyyəti orqanizmin böyümə sürətinin idarə oluna bilməsindədir. Buna karbon və enerji mənbəyi kimi əsas qida maddələrindən birini daxil olan mühitdə optimal konsentrasiyada təmin etməklə nail olmaq olar.

Nəticədə, mədəniyyətdə mövcud olan orqanizmlər ac qalır və maksimum böyümə sürətində inkişaf edə bilmirlər. Eyni zamanda, daxil olma sürəti o qədər tənzimlənə bilər ki, böyüməni məhdudlaşdıran xüsusi qida ac orqanizmlər tərəfindən dərhal və tam olaraq istehlak edilir. Çıxış sabit hüceyrə sıxlığını qorumaq üçün əhalinin bir hissəsini davamlı olaraq çıxarır.

Beləliklə, sabit artım vəziyyətini qurmaq mümkün olur. Sabit vəziyyətdə böyümə sürəti sabitdir və bu, seyreltmə dərəcəsi kimi tanınan mühitin daxil olma sürətinə bərabərdir. Seyreltmə dərəcəsi o qədər tənzimlənir ki, kimyəvi elementin kritik elementinin konsentrasiyası praktiki olaraq sıfırdır, çünki qida aclıqdan ölən əhali tərəfindən dərhal istehlak olunur.

Nəticədə, kemostatda böyümə sürəti sub-maksimal dəyərdə saxlanılır. Beləliklə, seyreltmə dərəcəsini tənzimləməklə, müxtəlif böyümə fazalarından keçən - nəticədə ölümlə başa çatan toplu mədəniyyətdən kəskin şəkildə fərqli olan sabit vəziyyətli mədəniyyəti demək olar ki, qeyri-müəyyən müddətə saxlamaq praktiki olaraq mümkündür.

Substratın konsentrasiyası ilə böyümə sürəti arasındakı əlaqə, məşhur Michaelis-Menten tənliyi ilə təsvir edildiyi kimi substratın konsentrasiyası və ferment reaksiyasının sürəti arasındakı əlaqə ilə yaxından müqayisə edilə bilər. Artım sürəti (μ) müəyyən bir nöqtəyə qədər substratın (böyüməyi məhdudlaşdıran qida) konsentrasiyası [s] ilə xətti olaraq artır və sonra düz olmaq üçün azalır. Böyümə sürətinin maksimum böyümə sürətinin yarısı olduğu substrat konsentrasiyası K ilə təyin olunurs (Şəkil 7.10).

7. Sinxron Mədəniyyət:

Sinxron mədəniyyət müəyyən bir populyasiyanın bütün hüceyrələrinin eyni inkişaf mərhələsində olduğu və eyni vaxtda bölündüyü bir mədəniyyətdir. Ümumi toplu mədəniyyətdə populyasiyada inkişafın bütün mümkün mərhələlərində olan hüceyrələr var, bəziləri parçalanma nəticəsində yaranıb, digərləri aralıq mərhələdədir, digərləri isə yetkin və bölünməyə hazırdır.

Bütün bu mərhələlər hüceyrə dövrünün hissələridir. Bu səbəbdən, toplu mədəniyyətin hüceyrə populyasiyası asinxron olaraq bölünür və tipik eksponensial artım əyrisi əmələ gəlir ki, bu da hüceyrə sayının, eləcə də hüceyrə kütləsinin loqarifmlərinin zamanla xətti olaraq artdığını göstərir (bax. Şəkil 7.6).

Sinxron mədəniyyətdə isə əksinə, hüceyrə sayında addım-addım artım gözləmək olardı, çünki iki ardıcıl bölünmə arasında hüceyrə sayında artım olmayacaq. Lakin hüceyrə kütləsi hələ də toplu mədəniyyətdə tapılana bənzər zamanla xətti artım göstərəcək. Bu, yeni doğulmuş hüceyrələrin sayı artmasa da, iki ardıcıl bölünmə arasında kütləvi şəkildə artmağa davam etməsi ilə bağlıdır (Şəkil 7.11).

Bakteriya populyasiyasında hüceyrə bölünməsinin sinxronlaşdırılması bir neçə yolla əldə edilə bilər. Onlardan biri inkubasiya temperaturunun təkrar dəyişməsidir. Optimal temperaturda böyüyən bir mədəniyyət daha aşağı temperatura məruz qalır ki, böyümə xeyli yavaşlayır. Bir müddət sonra mədəniyyət yenidən optimal temperatura gətirilir.

Vaxt intervalı orqanizmin böyümə sürətinə (generasiya vaxtı) uyğun olaraq tənzimlənir. Temperaturun aşağı salınması ilə hüceyrə bölünməsi gecikir və temperatur optimal səviyyəyə qaldırıldıqda bütün hüceyrələr eyni vaxtda bölünür. Qənaətbəxş nəticələr əldə etmək üçün müalicə bir neçə dövrə ilə davam etdirilməlidir. Sinxron bölünən hüceyrə populyasiyasını əldə etməyin başqa bir üsulu membran filtrindən filtrasiyadır.

Bakteriyaların asinxron populyasiyası süzülür, bunun sayəsində hüceyrələr membran filtrinin məsamələrində adsorbsiya edilir. Adsorbsiya edilmiş vəziyyətdə hüceyrələr adsorbsiya olunmayan nəsil hüceyrələri istehsal edən bölünməyə davam edir. Membran filtrindən sterilizə edilmiş mühitin əks axını yeni doğulmuş nəsil hüceyrələrini filtrata yuyur. Beləliklə, təxminən eyni inkişaf mərhələsində olan homojen bir hüceyrə populyasiyası əldə edilə bilər. Belə hüceyrələr bir neçə nəsil üçün sinxron bölünür.

Sinxron mədəniyyətin faydası ondan ibarətdir ki, bütün mədəniyyət eyni inkişafa malik fərdlərdən ibarət çoxhüceyrəli kompleks kimi qəbul edilə bilər. Bunun əksinə olaraq, asinxron mədəniyyət fərdi hüceyrələr haqqında yalnız orta şəkil verə bilər.

Bəzən ayrı-ayrı hüceyrələrdə baş verən hadisələrin ardıcıllığını başa düşmək lazım gəlir. Ölçülərin kiçikliyinə görə, tək bakteriya hüceyrələrində belə hadisələrin öyrənilməsi mümkün deyil. Sinxron mədəniyyət bu imkanı verir, çünki bütün hüceyrələr eyni inkişaf mərhələsindədir. Məsələn, hüceyrə dövrü ilə bağlı DNT-nin replikasiyasını öyrənmək istəyə bilər.

Sinxron mədəniyyətin vahid generasiya vaxtı ərzində uyğun intervallarla götürülən nümunələr hüceyrə dövrünün müxtəlif mərhələlərində hüceyrələr verəcək və hər bir nümunə müəyyən mərhələnin hüceyrələrini ehtiva edəcək. Radioaktiv DNT prekursorunun daxil edilməsinin ölçülməsi böyümə dövrünün müxtəlif mərhələlərində DNT sintezi haqqında faydalı məlumat verəcəkdir.

8. Mədəniyyət Media:

Bakteriyaların əksəriyyəti və yosunlar və göbələklər kimi bir çox eukaryotik mikroorqanizmlər uyğun mədəniyyət mühitində süni şəraitdə (təbii yaşayış yerlərindən fərqli olaraq) yetişdirilə bilər. Mədəniyyət mühitində hüceyrə tərkibini - karbohidratlar, zülallar, lipidlər, nuklein turşuları və s. yaratmaq üçün müəyyən bir orqanizm üçün lazım olan bütün xammal olmalıdır.

Su bütün canlı sistemlərin ən mühüm tərkib hissəsi olduğundan, mikroorqanizmlər ən yaxşı şəkildə sulu mühitdə inkişaf edə bilərlər. Beləliklə, mədəniyyət mühitinin əsas tərkib hissəsi digər maddələrin həll olunmuş vəziyyətdə olduğu sudur.

Mikroorqanizmlər, bitki hüceyrələri kimi, bir qayda olaraq, hüceyrə divarına yerləşdirilir və qida maddələrini yalnız həll olunmuş vəziyyətdə qəbul edə bilərlər. Qidaların hüceyrəyə daxil olması üçün əsas maneə hüceyrə divarı deyil, sitoplazmatik membrandır. Həll olunan qida maddələrinin bəziləri membrandan passiv şəkildə yayıla bilər, lakin əksəriyyəti üçün membranda qida maddələrinin mədəni mühitdən alınmasına kömək edən xüsusi nəqliyyat sistemləri var.

Bütün mikroorqanizmlərin inkişafı üçün vacib olan əsas elementlər karbon, azot, hidrogen, oksigen, fosfor, kükürd, maqnezium, kalsium, kalium və dəmirdir. Bir çox mikroorqanizmlər həmçinin manqan, molibden, sink, kobalt, nikel, mis, bor, natrium və silisium kimi bir və ya bir neçə kiçik elementin izlərini tələb edir.

İnkişaf üçün lazım olan bütün elementlər mədəniyyət mühitində təmin edilməlidir. Bakteriyaların və bütün göbələklərin əksəriyyəti heterotrof qidalanma rejiminə malikdir və onlar karbon və enerji mənbəyi kimi bu və ya digər üzvi birləşmədən asılıdır. Ümumiyyətlə, mikroorqanizmlər bütün digər elementləri qeyri-üzvi formada götürə bilər.

Beləliklə, torpaqda və ya suda mövcud olan ümumi bakteriya və göbələklərin yetişdirilməsi üçün tərkibində tək üzvi birləşmə olan qeyri-üzvi duzlar mühiti adekvatdır.Lakin patogen bakteriyalar çox vaxt belə sadə mədəniyyət mühitində böyüməkdən imtina edir və mürəkkəb üzvi birləşmələrin əlavə edilməsini tələb edir, çox güman ki, ev sahibinin bədənində böyüyərkən belə birləşmələrə öyrəşdikləri üçün. Məsələn, Haemophilus böyümə mühitində hemin və nikotinamid adenin dinukleotidi (NAD) tələb edir.

Ümumi mikroorqanizmlər (bakteriyalar və göbələklər) bir karbon mənbəyi (ümumiyyətlə qlükoza) olan qeyri-üzvi duz mühitində inkişaf edə bilsələr də, mühit bəzi mürəkkəb üzvi birləşmələrin əlavə edilməsi ilə zənginləşdirildikdə daha sürətli inkişaf edirlər.

Bu əsasda mədəniyyət mediasını iki növə ayırmaq olar:

Mürəkkəb mühit müəyyən edilməmiş kimyəvi tərkibə malik bir və ya bir neçə maddədən ibarətdir. Bu növdən geniş istifadə olunan maddələr mal əti ekstraktı, pepton, tripton, maya ekstraktı, səməni ekstraktı, qan, zərdab, yumurta albumin, kartof ekstraktı, saman infuziyası və s.

Kazein-hidrolizat başqa bir kompleks əlavədir, baxmayaraq ki, onun tərkibi az və ya çox bilinir. Sürətli və yaxşı böyümə əldə etmək üçün çox tez-tez istifadə olunan mürəkkəb bakterioloji mühit mal əti ekstraktı, pepton və natrium xlorid olan qidalı bulyondur.

Eynilə, saprofit göbələklərin yetişdirilməsi üçün ümumi mürəkkəb mühit səməni ekstraktı agardır. Tərkibində qaynadılmış kartof ekstraktı, qlükoza və bəzi duzlar olan kartof-dekstroza agar göbələklərin yetişdirilməsi üçün başqa bir vasitədir. Saman dəmləmə bulyonu torpaq aktinomisetlərinin inkişafı üçün yaxşı mürəkkəb mühitdir. Patogen bakteriyaların böyüməsi üçün qanlı agar, serum-albumin agar tez-tez istifadə olunur. Mürəkkəb mühitlər arasında süd, kartof, yerkökü və s. kimi təbii maddələri də qeyd etmək lazımdır.

Kimyəvi cəhətdən müəyyən edilmiş mühit, həmçinin sintetik mühit adlanır, məlum kimyəvi tərkibə malik maddələrdən ibarətdir və onların hər biri məlum konsentrasiyada mövcuddur. Escherichia coli də daxil olmaqla ümumi bakteriyaların böyüməsini dəstəkləyən sadə sintetik mühit aşağıdakı maddələrdən hazırlana bilər: K2HPO4 7.0, KH2PO4 3.0, Na3-sitrat. 3H2O 0.5, MgSO4. 7H20 0.1, (NH4)2BELƏ Kİ4 1,0, qlükoza 2,0, FeSO4 . 7H20 0.01, CaCl2 .2H20 0,01 (q/1). Eynilə, göbələklər üçün sintetik mühit Czapek-Doxdur.

Kultura mühiti maye formada (bulyon) və ya yumşaq və ya nisbətən sərt bir gel (bərk mühit) şəklində istifadə edilə bilər. Mikrobiologiyanın ilk dövrlərində jelləşdirici vasitə kimi istifadə edilən jelatin, xüsusi məqsədlər istisna olmaqla, artıq istifadə edilmir. Tamamilə daha üstün agent olan agar-aqar ilə əvəz edilmişdir.

Agar-aqar bəzi dəniz qırmızı yosunlarından çıxarılan mürəkkəb, yüksək dərəcədə çarpaz bağlı polisaxariddir. 1,5-2% (v/v) konsentrasiyada bərk gel, yuxarıdakı konsentrasiyanın yarısında isə yumşaq gel əmələ gətirir. 42°-45°C temperaturda gel halına gəlir və gel 100°C-də əridilə bilər. Mühitin pH-ı turşu olmadıqda, jelləşmə və ərimə prosesi bir neçə dəfə təkrarlana bilər.

Jelatindən fərqli olaraq, agar əksər bakteriyalar tərəfindən hidroliz edilmir. Agar mühitinin səthi az-çox quru qalır, beləliklə səthdə görünən koloniyalar yayılmır və diskret koloniyalar asanlıqla götürülə bilər. Bütün bu keyfiyyətlər agar-aqarı mikrobioloji kultura mühitinin bərkiməsi üçün ideal agent edir.

Nitrosomonas kimi, agar mühitində böyüməkdən imtina edən, çox az olsa da, bəzi orqanizmlər var. Bu cür yüksək cəld orqanizmlər üçün silisium gel kimi qeyri-üzvi geldən istifadə zəruri olur. Natrium silikat məhlulunu xlorid turşusu ilə turşulaşdırmaqla hazırlana bilər. Quruduqdan sonra gel natrium xloriddən və artıq turşudan təmizlənir. Quruduqdan sonra peyvənddən əvvəl gel sterilizasiya edilmiş mədəniyyət mühitini udmağa icazə verilir.

Seçici Media:

Müxtəlif növ mikroorqanizmlərin qarışıq populyasiyası tək bir növün və ya müəyyən bir qrupun seçmə böyüməsinə imkan verən mədəniyyət mühitində peyvənd edildikdə, mühit seçici hesab olunur. Seçici mühitlər müəyyən bir orqanizmin sayını süni şəkildə artırmaq və ya daha çox, əvvəlcə qarışıq populyasiyada mövcud olan müəyyən bir orqanizm qrupu üçün (zənginləşdirmə) və ya müəyyən bir növün qarışıqdan birbaşa təcrid edilməsi zərurətinə uyğun olaraq tərtib edilməlidir. əhali.

Seçici mediaya bir neçə misal çəkmək olar. Müəyyən bir torpaqda mövcud olan azot fiksasiya edən bakteriyaların növlərini öyrənmək niyyətindəsinizsə, selektiv mühitdə hər hansı azotlu birləşmədən başqa digər maddələr olacaq. Belə bir mühitdə yalnız atmosfer azotundan istifadə edə bilən orqanizmlər böyüyəcəkdir.

Yenə də, əgər böyük bir populyasiyada antibiotikə davamlı suşların sayını öyrənmək və seçmək istəsəniz, bu məqsədlə istifadə olunan mühit həssas suşlar üçün inhibitor olan konsentrasiyada xüsusi antibiotiki ehtiva etməlidir. Birinci halda azotsuz mühit və antibiotik tərkibli mühit selektiv mühitə misaldır.

Diferensial Media:

Selektiv mühit selektiv orqanizmin və ya selektiv orqanizmlər qrupunun böyüməsinə imkan verdiyi halda, diferensial mühit qarışıq populyasiyada mövcud olan müxtəlif növ orqanizmlərin böyüməsinə imkan verir, lakin eyni zamanda müəyyən bir orqanizmi və ya orqanizmlər qrupunu fərqləndirməyə kömək edir. qalanlardan.

Beləliklə, qarışıq populyasiyada müəyyən bir növün mövcudluğu aşkar edilə bilər. Məsələn, nəcislə çirklənmiş su nümunəsində koliform bakteriyaların olması laktozadan qaz hasilatı ilə müəyyən edilə bilər. Müəyyən bir şəkərdən istifadə etmək qabiliyyəti eyni şəkildə xüsusi şəkər və indikator boyalarının - eozin və metilen mavisinin qarışığı olan bərk mühitdə sınaqdan keçirilə bilər.

Turşu istehsal etmək üçün şəkəri fermentləşdirə bilən orqanizmlər boyaları udan və metal parıltı yaradan koloniyalar əmələ gətirir. Beləliklə, bu diferensial mühitdə (eozin-emtilin mavi agar, EMB) orqanizmləri digərlərindən vizual olaraq fərqləndirmək olar. Tərkibində laktoza olan agar mühitinə rəngsizləşdirilmiş əsas fuksin əlavə etməklə hazırlanmış endo-aqar mühiti koliform bakteriyaların identifikasiyası üçün başqa bir diferensial mühitdir.

9. Zənginləşdirmə Mədəniyyəti:

Winogradsky və Beijerinck tərəfindən hazırlanmış zənginləşdirmə mədəniyyəti texnikası Darvinin ən güclülərin sağ qalması prinsipinə əsaslanır. Zənginləşdirmə mədəniyyətində ətraf mühit elə bir şəkildə qurulur ki, bir orqanizm və ya qrup seçici şəkildə böyüməyə və çoxalmağa təşviq edilir, beləliklə, qarışıq populyasiyada onlar üstünlük təşkil edir.

Bu cür seçmə artım və ya zənginləşmə üçün istifadə edilə bilən ətraf mühit amillərinə karbon, azot və enerji mənbələri, oksigen gərginliyi, pH, temperatur, işıq və s. daxildir. zənginləşmək istəyən orqanizm.

Zənginləşmə məsələsi o zaman yaranır ki, arzu olunan orqanizm azlıq təşkil edən və digər orqanizmlərdən xeyli çox olan qarışıq populyasiyadan təcrid olunsun. Adi seyreltmə üsulundan istifadə etmək olmaz, çünki seyreltmə zamanı istənilən orqanizmlər xaric olur.

Buna görə də, seyreltmə plitələri hazırlamazdan əvvəl arzuolunan orqanizmlərin sayı arzuolunmaz orqanizmlərə nisbətən artırılmalıdır. Zənginləşdirmə mədəniyyətində arzuolunan və arzuolunmaz orqanizmlər arasında rəqabət aradan qaldırılır və ya minimuma endirilir ki, zənginləşdirmə mədəniyyətindən bir neçə keçiddən sonra arzu olunan orqanizmlər çoxluq təşkil edir və sonra onları adi seyreltmə proseduru ilə təcrid etmək olar.

Bu cür zənginləşdirmə prosedurunda uğur təbii olaraq seçmə şərtlərinin nə dərəcədə effektiv olmasından asılıdır. Belə selektiv şərait yaratmaq üçün arzu olunan orqanizm haqqında bilik vacib şərtdir. Zənginləşdirmə mədəniyyəti texnikası, zənginləşdirilməsi üçün selektiv şərait məlum olduqda, hər hansı bir xüsusi orqanizmi təbii yaşayış mühitindən təcrid etmək üçün tətbiq oluna bilən güclü mikrobioloji vasitədir.

Müxtəlif növ mikroorqanizmlərin təcrid edilməsi texnikasının tətbiqinə dair bir neçə nümunə göstərilə bilər:

Di-azot fiksasiya edən bakteriyaların və endospor əmələ gətirən bakteriyaların zənginləşdirilməsi:

Əgər azotlu birləşmə olmayan və tərkibində karbon və enerji mənbəyi kimi üzvi birləşmə olan qeyri-üzvi duzlar mühiti torpaq və ya su nümunəsi ilə aşılanırsa və aerob şəraitdə inkubasiya edilirsə, beləliklə yaradılmış selektiv şərait atmosferdən istifadə edə bilən belə orqanizmlərin böyüməsini stimullaşdıracaqdır. azotun yeganə mənbəyi kimi azot qazı.

Çünki atmosfer azotu molekulyar formadadır (N2), zənginləşdirilmiş orqanizmlərə di-azot fiksatorları və ya diazotroflar deyilir. Torpaqda və ya inokulum kimi istifadə edilən su nümunəsində olan az miqdarda birləşmiş azot ilkin mərhələdə qeyri-fiksatorların böyüməsinə imkan verə bilər, lakin selektiv mühitdən bir neçə keçid ümumiyyətlə onları aradan qaldırır.

Bu şəkildə təcrid oluna bilən orqanizmlərə Azotobacter, Beijerinckia, Derxia, Azomonas və s.-nin müxtəlif növləri daxildir. Bənzər bir mühitdən istifadə edilərsə və anaerob şəraitdə inkubasiya edilirsə, bu, Clostridium pastorianum və əlaqəli azot fiksasiya edən anaerobların zənginləşməsinə səbəb olur. növlər. Clostridia-nın zənginləşdirilməsi inokulum 80°C-də 5 dəqiqə əvvəlcədən müalicə edildikdə daha da asanlaşdırıla bilər.

Bu müalicə bütün bakterial vegetativ hüceyrələri öldürür, lakin endosporlar qorunur. Digər tərəfdən, aerob spora əmələ gətirən bakteriyaların, əsasən Bacillus-un müxtəlif növlərinin zənginləşdirilməsi üçün istiliklə işlənmiş inkubasiya edilmiş aerobik inkubasiya edilmiş birləşmiş azotlu mineral duzlar-şəkər mühiti uyğundur. İnkubasiya üçün daha yüksək temperatur seçməklə bu cinsin termofilik növlərini təcrid etmək mümkündür.

Azot fiksatorlarının və spor əmələ gətirənlərin zənginləşdirilməsi şərtləri Cədvəl 7.2-də ümumiləşdirilmişdir:

Avtotrof bakteriyaların zənginləşdirilməsi:

Avtotrof bakteriyalara fototrof və kimolitotrof orqanizmlər daxildir. Fototrof prokaryotlara anaerob fotosintetik bakteriyalar və aerob siyanobakteriyalar daxildir. Xemolitotrof bakteriyalara eyni şəkildə enerji əldə etmək üçün müxtəlif qeyri-üzvi substratları oksidləşdirə bilən müxtəlif orqanizmlər daxildir.

Yaşıl bitkilər də daxil olmaqla bütün avtotrof orqanizmlər CO-dan üzvi birləşmələr sintez edə bilirlər2. İstənilən növ avtotrof bakteriyaların zənginləşdirilməsi üçün mühitdə heç bir üzvi birləşmə olmamalıdır, bunun əvəzinə CO2 mənbəyi olmalıdır.2, bikarbonat kimi.

Bütün fototrof orqanizmlərin zənginləşməsi üçün zənginləşdirici mədəniyyətlər işığa məruz qalmalıdır. Siyanobakteriyalar aerobdur və onların çoxu atmosferdəki molekulyar azotu düzəldə bilir. Onların zənginləşdirilməsi üçün aerob şəraitdə su və ya torpaq nümunəsi ilə aşılanmış birləşmiş azotu olmayan mineral duzlar mühiti işığa məruz qalmalıdır.

Siyanobakteriyalar yaşıl bitkilər kimi oksigen fotosintezi həyata keçirirlər. Fototrof prokaryotların digər qrupuna iki əsas növə bölünə bilən anaerob orqanizmlər daxildir - fotolitotroflar və foto-orqanotroflar. Hər ikisi üçün işıq CO üçün enerji mənbəyidir2-fiksasiya, lakin fotolitotroflar H kimi azaldılmış kükürd birləşmələrindən istifadə edə bilər2Elektron donor kimi fotoorqanotroflar bu məqsədlə asetat, malat və s. kimi sadə üzvi birləşmələrdən istifadə edirlər.

Müxtəlif fototrof prokaryotların zənginləşdirilməsi şərtləri Cədvəl 7.3-də təsvir edilmişdir:

Nitrifikasiya edən, kükürd oksidləşdirən və hidrogen oksidləşdirən bakteriyalar kimi kemolitotrof bakteriyalar qeyri-fotosintetikdir və ciddi şəkildə aerobdur. Siyanobakteriyaların böyüməsinin qarşısını almaq üçün onları qaranlıq şəraitdə zənginləşdirmək lazımdır. Zənginləşdirmə mühiti azotlu duz daxil olmaqla qeyri-üzvi duzlardan və enerji mənbəyi kimi fəaliyyət göstərən qeyri-üzvi oksidləşə bilən birləşmədən ibarət olmalıdır.

Bu birləşmə zənginləşdiriləcək orqanizmin növündən asılı olacaq. Məsələn, nitrifikasiya edən bakteriyalar üçün ammonium duzu həm azot, həm də enerji mənbəyi kimi istifadə edilə bilər. Nitrifikasiya edən bakteriyaların başqa bir qrupu enerji mənbəyi kimi nitriti istifadə edir.

Hər iki növ üçün zənginləşdirici mühit qələvi pH (8.5) və əlavə olaraq CaCO kimi həll olunmayan turşu neytrallaşdırıcı ilə tənzimlənir.3 və ya MgCO3 bakteriyaların yaratdığı azot və azot turşusunun qarşısını almaq üçün əlavə edilməlidir. Turşu və karbonatın qarşılıqlı təsiri nəticəsində sərbəst buraxılan karbon qazı böyümə üçün faydalıdır. Adekvat zənginləşmə üçün belə media vasitəsilə bir sıra keçidlər tələb olunur.

Avtotrof bakteriyaların digər mühüm qrupu kükürd oksidləşdiriciləridir. Onlar tiosulfat, sulfid və ya elementar kükürd kimi azaldılmış kükürd birləşmələrindən istifadə edərək avtotrof şəraitdə böyüyə və sulfat turşusu istehsal edə bilərlər. Onların zənginləşdirilməsi üçün qeyri-üzvi azotlu birləşmə və oksidləşə bilən kükürd birləşməsindən ibarət mineral duzlar mühitindən istifadə olunur. Orqanizmlər aerobdur və neytral pH-da optimal şəkildə inkişaf etmələrinə baxmayaraq, həddindən artıq turşu pH-a dözə bilirlər. Bəzi növlər məcburi avtotrof, bəziləri isə heterotrofik (fakultativ) inkişaf edə bilər.

Avtotrof bakteriyaların üçüncü qrupu H oksidləşməsindən istifadə edən hidrogen oksidləşdirici orqanizmlərdən ibarətdir.2 enerji verən reaksiya kimi suya. Onlar ümumiyyətlə hidrogen bakteriyaları kimi tanınırlar və hamısı yalnız fakultativ olaraq avtotrofdur. Onların zənginləşdirilməsi üçün ümumiyyətlə birləşdirilmiş azotlu və qapalı qabda olan hər hansı üzvi karbon mənbəyi olmayan mineral duzlar mühiti istifadə olunur. Gəminin qaz fazası havanı H qarışığı ilə əvəz etməklə süni şəkildə istehsal olunur2 (70%), O2 (20%) və CO2 (10%) (h/v).

Nitrifikasiya edən, kükürd oksidləşdirən və hidrogen bakteriyalarının zənginləşdirilməsi şərtləri Cədvəl 7.4-də göstərilmişdir:

10. Böyümə üçün makro və mikro elementlərin tələbləri:

Bu elementlər mikroorqanizmlərin böyüməsi üçün təmin edilməlidir. Su bütün aktiv inkişaf edən canlı sistemlərin əsas hissəsini təşkil edir və mikroorqanizmlər də istisna deyil. Lakin mikroorqanizmlər, xüsusən də onların bəziləri tərəfindən istehsal olunan endosporlar, canlılığını itirmədən uzun müddət qurumağa davam edə bilər. Baxmayaraq ki, belə bir vəziyyətdə onların metabolik fəaliyyəti və böyüməsi praktiki olaraq yoxdur.

Sudan başqa, karbon bakteriya hüceyrələrinin quru kütləsinin təxminən 50%-ni təşkil edən ən vacib elementdir. Bu elementin əhəmiyyəti ondan ibarətdir ki, karbon bütün bioloji əhəmiyyətli molekullarda olan bütün üzvi birləşmələrin skeletini təşkil edir, məsələn, zülallar, karbohidratlar, lipidlər, nuklein turşuları və s.

Mikroorqanizmlərin əksəriyyəti heterotrof qidalanma rejiminə malikdir və onlar karbon tədarükünü şəkərlər, üzvi turşular, spirtlər, mürəkkəb karbohidratlar kimi bu və ya digər üzvi birləşmələrdən alırlar.2 bir neçə metabolik ara məhsula (heterotrofik CO2-fiksasiya).

Bunun əksinə olaraq, fototrof və kemolitotrof mikroblar karbon tələbatını tam və ya çox hissəsini CO-dan alırlar.2. Bəzi fakultativ avtotroflar həm litotrof (sırf qeyri-üzvi substratlar), həm də heterotrof şəraitdə inkişaf edə bilər. Bəzilərinin qarışıq qidalanma növü var, miksotroflar eyni vaxtda CO-dan istifadə edə bilirlər.2 və karbon mənbəyi kimi bəzi üzvi birləşmələr.

Karbonun yanında mikrob hüceyrələrinin quru kütləsinin təxminən 10-15%-ni təşkil edən azot var. Əksər bakteriyalar yalnız mühitdə verilən birləşmiş azotun iştirakı ilə inkişaf edə bilər. Bəziləri, o cümlədən bəzi siyanobakteriyalar molekulyar azotu ammonyaka qədər azalda və amin turşuları istehsal etmək üçün onu üzvi turşulara birləşdirə bilər.

Di-azot fiksasiyası kimi tanınan bu xüsusiyyət nitrogenaza kimi tanınan xüsusi bir ferment kompleksi tərəfindən verilir. Azot zülallarda, nuklein turşularında, hüceyrə divarı polimerlərində, koenzimlərdə, vitaminlərdə və s. tərkibində mövcuddur. Bunların arasında zülallar kəmiyyətcə ən mühüm hesab olunur və bakteriya hüceyrələrinin quru çəkisinin təxminən 50%-ni təşkil edir.

Fosfor bakteriya hüceyrələrinin quru çəkisinin 2-6%-ni təşkil edən növbəti əsas elementdir. Mikroorqanizmlər bu elementi böyümə mühitində təmin edilən qeyri-üzvi fosfatlardan alırlar. Fosfatlar həmçinin tamponlama hərəkəti ilə mühitin pH-nı əlverişli diapazonda saxlamağa kömək edir.

Tərkibində fosfor olan ən vacib hüceyrə komponentləri arasında nuklein turşuları var. DNT bakteriya hüceyrələrinin quru çəkisinin 3-4%-ni, RNT isə 10-20%-ni təşkil edir. Adenozin trifosfat (ATP), guanozin trifosfat (GTP) və s. kimi enerji ilə zəngin birləşmələr və fosforlanmış şəkərlər də vacib fosfor tərkibli birləşmələr sırasındadır. Bundan əlavə, fosfo-lipidlər membran sistemini təşkil edir.

Kükürd də bütün canlı orqanizmlər üçün vacib elementdir. O, bütün zülallarda amin turşularının, sistein və metioninin tərkib hissəsi kimi olur. İki sistein molekulu oksidləşmə yolu ilə birləşərək sistin adlanan dimer əmələ gətirə bilər (S-5 bağı, disulfid körpüsü).

Bu reaksiya polipeptid zəncirinin xarakterik qatlanmasının verilməsində xüsusi əhəmiyyət kəsb edir, həmçinin zülal molekullarının dördüncü strukturunu yaratmaq üçün ayrı-ayrı polipeptid zəncirlərinə qoşulmada mühüm rol oynayır. Mikroorqanizmlər kükürd ehtiyatını mühitdə mövcud olan qeyri-üzvi sulfatlardan alırlar.

Sulfat HS – (sulfhidril) üçün assimilyasiya reduksiya yolu ilə hüceyrədaxili olaraq azaldılır və üzvi birləşmələrə daxil edilir. Kükürd elementi, Thiobacillus kimi kükürd oksidləşdirən kimolitotroflar və xromatium və xlorobium kimi bənövşəyi və yaşıl fotosintetik kükürd bakteriyaları üçün xüsusi əhəmiyyətə malikdir.

Thiobacillus-un bəzi növləri elementar kükürdü sulfata oksidləşdirə və oksidləşmə enerjisini kemolitotrofik böyümə üçün istifadə edə bilər. Bənövşəyi və yaşıl kükürd bakteriyaları fotosintezdə ekzogen elektron donor kimi sulfiddən istifadə edir və bu prosesdə hüceyrələrinin daxilində və ya xaricində çökən elementar kükürd əmələ gətirir.

İndiyə qədər biz mikrob hüceyrələrinin konstitusiyasında qeyri-metal elementlərin rolunu nəzərdən keçirdik. Kəmiyyətcə daha az olsa da, metal elementlər də mikroorqanizmlərin əsas hissələrini təşkil edir. Onların arasında maqnezium (Mg ++ ) və kalium (K + ) əhəmiyyətli miqdarda tələb olunur. Mg ++ ribosomların bütövlüyünü qorumaq üçün vacibdir və bir çox ferment reaksiyalarında, xüsusən də ATP ilə əlaqəli reaksiyalarda köməkçi faktor kimi çıxış edir.

Üstəlik, o, bütün fotosintetik orqanizmlərdə, o cümlədən siyanobakteriyalarda və bakterioklorofilləri olan bənövşəyi, yaşıl və qeyri-kükürdlü fotosintetik bakteriyalarda xlorofilin bir hissəsi kimi mövcuddur. Kalium (K+) ion balansını saxlamaq üçün vacib hüceyrədaxili elementlərdən biridir. O, həmçinin bir çox ferment reaksiyalarında ko-faktor kimi xidmət edir və ribosom funksiyasında mühüm rol oynayır.

Dəmir (Fe ++) sitoxromlar kimi bütün hem zülalların tərkib hissəsini təşkil edir. Ferredoksin və nitrogenazda da mövcuddur. Dəmir bakteriyaları, Thiobacillus ferrooxidans kimi, Fe ++ —>Fe +++ oksidləşmə enerjisi hesabına kemolitotrofik şəkildə inkişaf edə bilir. Mikroorqanizmlər üçün tələb olunan digər metal elementlər arasında sink (Zn ++), molibden (Mo ++), manqan (Mn ++), kalsium (Ca ++), kobalt (Co ++) və nikel (Ni ++) var.

Sink və manqan bir neçə ferment üçün kofaktor rolunu oynayır. Molibden dəmirlə birlikdə nitrogenaz fermentinin tərkib hissələridir.Başqa bir molibden fermenti sulfoksidi dimetilsulfidə çevirən dimetil sulfoksid reduktazadır. Ferment təbiətin kükürd dövriyyəsində mühüm rol oynayır. Nitrat reduktaza hələ də başqa bir molibdoenzimdir.

Bəzi azot fiksasiya edən bakteriyalarda vanadium (Va ++) molibdeni əvəz edən nitrogenaza malikdir. Nikel (Ni ++) hidrogenaz fəaliyyəti üçün hidrogen oksidləşdirici bakteriyalar tərəfindən tələb olunur. Bəzi bakteriyalar siyanobalamin (Vitamin B) sintez edə bilir12) və vitamində olan kobalt (Co ++ ) tələb edir. Kalsium (Ca ++) qram-müsbət bakteriyalarda endosporların istehsalı üçün vacibdir. Endosporların tərkibində kalsium dipikolinat var, bu birləşmə əsasən termomüqavimətdən məsuldur.

Sink və manqan ionları bir sıra ferment reaksiyalarında ko-faktor kimi çıxış edir. Natrium ionu (Na +) əksər bakteriyalar üçün ümumiyyətlə tələb olunmur, baxmayaraq ki, bəzən mədəniyyət mühitinə əsasən mühitin əlverişli osmotik təzyiqini saxlamaq üçün əlavə olunur.

Ümumi bakteriyaların əksəriyyəti NaCl-nin orta konsentrasiyasına (3-4%) dözə bilir, lakin dəniz mikroorqanizmləri böyümə üçün daha yüksək konsentrasiya tələb edir. Hüceyrə bütövlüyünü qorumaq üçün daha yüksək NaCl konsentrasiyasına (20%-ə qədər) ehtiyacı olan halobium kimi bəzi həddindən artıq duza davamlı bakteriyalar (halofillər) var.

Quru bakteriya hüceyrələrinin orta elementar tərkibi Şəkil 7.12-də diaqram şəklində göstərilmişdir:

11. Böyüməyə təsir edən fiziki amillər:

(i) Oksigen:

Oksigen əlaqəsinə görə mikroorqanizmlər üç əsas növə bölünür - aerob, anaerob və mikroaerofil. Aerob orqanizmlər böyümək üçün havanın oksigeninə ehtiyac duysa da, anaerob orqanizmlər - əsasən bakteriyalar - oksigendən istifadə edə bilmirlər. Bəzi məcburi anaeroblar üçün oksigen hətta zəhərlidir. Həm havada, həm də hava olmadan inkişaf edə bilən bəzi orqanizmlərə fakultativ anaeroblar deyilir. Mikroaerofil orqanizmlər də aerobdur, lakin onlar yalnız azalmış oksigen gərginliyi ilə inkişaf edirlər.

Aerob orqanizmlər substratları tamamilə CO-ya oksidləşdirə bilirlər2 və H2O terminal hidrogen qəbuledicisi kimi oksigendən istifadə. Bu tənəffüs prosesində onlar ADP və qeyri-üzvi fosfatdan oksidləşdirici fosforlaşma yolu ilə elektron nəql sistemində ATP istehsal edirlər.

Digər tərəfdən, məcburi anaeroblar, trikarboksilik turşu dövrü (TCA dövrü) ilə əlaqəli elektron daşıma yolunun olmaması səbəbindən substratları yalnız qismən fermentasiya yolu ilə oksidləşdirə bilər və yalnız substrat səviyyəsində fosforlaşma yolu ilə ATP istehsal edirlər.

Fakultativ anaeroblar əsasən iki növdür. Bəziləri ətraf mühit şəraitindən, məsələn, oksigenin olmamasından və ya mövcudluğundan asılı olaraq maddələr mübadiləsini ya fermentasiyaya, ya da aerob tənəffüsə dəyişdirə bilirlər.

Fakultativ anaerobların digər qrupu havadan (hava olduqda) və ya nitrat və ya sulfat kimi oksidləşmiş qeyri-üzvi birləşmələrdən (hava olmadıqda, yəni anaerob şəraitdə) oksigeni istifadə edə bilən tənəffüs orqanizmləridir.

Anaerob şəraitdə onlar nitrat və ya sulfat adlanan tənəffüsü həyata keçirirlər, burada bu birləşmələr oksigenin yerinə terminal elektron qəbuledicisi kimi xidmət edir. Aerob orqanizmlər kimi oksidləşdirici fosforlaşma yolu ilə ATP istehsal edirlər.

Mikroaerofillər də oksigenə ehtiyacı olan tənəffüs orqanizmləridir, lakin onlar yalnız oksigen konsentrasiyası normadan xeyli aşağı olduqda inkişaf edə bilirlər. Bu, yəqin ki, onların bəzi həyati fermentlərinin oksigenə həssaslığı ilə bağlıdır. Tərkibsiz maye mədəniyyətdə bu bakteriyalar səthin altında oksigen konsentrasiyasının onların böyüməsi üçün uyğun olduğu bir təbəqə əmələ gətirir. Bunun əksinə olaraq, aerob orqanizmlər səthdə böyüyür və fakultativ anaeroblar, ümumiyyətlə böyüdükləri halda, dibində toplanır.

Bakteriyalar böyümə mühitində həll olunan oksigeni istifadə edə bilər. Oksigenin suda həllolma qabiliyyəti aşağıdır və əksər bakteriyalar agar səthində və ya hava-maye interfeysində böyüdükdə normal inkişaf üçün belə konsentrasiyaya yaxşı uyğunlaşır.

Ən aerob orqanizmlərin normal inkişafı üçün geniş səthə malik gəmilərdə nazik mədəniyyət mühitinin istifadə edilməsi kifayətdir. Bununla belə, daha böyük həcmdə mühitin istifadəsi vacib olduqda, aerasiya üçün əlavə təşkilə ehtiyac yaranır.

Laboratoriya kolba kulturaları üçün, maye kulturaları qarışdırmaq üçün adətən ya irəli-geri (qarşılıqlı) və ya elliptik hərəkətə malik mexaniki çalkalayıcıdan istifadə olunur. Daha böyük həcmlər istifadə edilməli olduqda, məcburi havalandırma üçün tədbirlər tələb olunur.

Ümumiyyətlə, bu məqsədlə sterilizə edilmiş hava kultura mayesinin alt qatında hava qabarcıqları əmələ gətirən sparger vasitəsilə məcbur edilir. Daha böyük fermentatorlar aerasiya üçün daha mürəkkəb qurğularla təmin edilmişdir. Artan anaerob orqanizmlər üçün oksigen mədəni mühitdən və mədəni qabda mövcud olan atmosferdən xaric edilməlidir. Bəzi anaeroblar bir qədər aero-tolerantdır və onlar tioqlikolat, askorbin turşusu və ya sistein kimi reduksiyaedici maddələr olan bərk mühitlərdə böyüyə bilirlər ki, bu da ehtimal ki, oksigenlə qarşılıqlı təsir göstərərək toksik təsirini minimuma endirir.

Maye kulturada böyüyən anaerob orqanizmlər üçün ümumiyyətlə təzə hazırlanmış mühitlə tamamilə doldurulmuş qapalı qablar istifadə olunur. Süni atmosfer (qaz fazası) lazımdırsa, oksigensiz olmalıdır. Anaerobların yetişdirilməsi üçün xüsusi hazırlanmış qablar (anaerob qablar) mövcuddur.

(ii) Hidrogen-ion konsentrasiyası:

Hidrogen-ion konsentrasiyası [H + ] mədəniyyət mühitinin turşuluğunu və qələviliyini təyin edir və ümumiyyətlə hidrogen ionunun konsentrasiyasının (litrdə qram molekullarının) loqarifmi olan pH dəyəri kimi ifadə edilir. Təmiz suyun hidrogen ionunun konsentrasiyası 7.0 (neytral) pH dəyərinə uyğun gələn litr üçün 1/10 7 mol təşkil edir. [H + ] artdıqca pH dəyəri düşür və turşuluq artır. Neytral nöqtədən [H + ] azalması qələviliyin artması ilə nəticələnir.

Əlaqələr Şəkil 7.13-də göstərilmişdir:

Əksər bakteriyalar neytraldan bir qədər qələvi mühitə üstünlük verirlər, göbələklər və yosunlar isə bir qədər asidik şəraitdə daha yaxşı inkişaf edir. Hər bir orqanizm üçün böyüməyə imkan verən minimum, optimal və maksimum pH var. Ümumi diapazon hidrogen-ion konsentrasiyasında 100-1000 qat fərqə uyğun gələn 2-3 pH vahidi üzərində uzanan olduqca geniş ola bilər. Bu geniş dəyişkənliyə baxmayaraq, orqanizmlər inkişaf edə bilirlər, çünki hüceyrə membranı H+ və ya (OH) – . Nəticədə hüceyrənin daxili hissəsi az və ya çox neytral qalır.

Böyümə zamanı mikroorqanizmlər, mühitin pH-nı inhibe edən dərəcədə dəyişdirmək üçün əhəmiyyətli miqdarda turşu və ya qələvi maddələr istehsal edə bilər. Məsələn, nitrifikasiya edən bakteriyalar oksidləşmə məhsulları kimi azot və azot turşuları istehsal edir və onlar mühiti yüksək dərəcədə turşuya çevirir və böyümə üçün yararsız hala gətirir. Üreolitik və ya proteolitik bakteriyalarda isə əks vəziyyət hökm sürür. Onlar son məhsul kimi ammiak istehsal edirlər ki, bu da mühiti güclü qələvi hala gətirir.

Mədəniyyət mühitinin pH-da bu həddindən artıq və əlverişsiz dəyişiklikləri yoxlamaq üçün onlar adekvat olaraq tamponlanmalıdırlar. Ümumiyyətlə, KH kimi asidik və qələvi fosfatlar2P04 və K2HP04, bakterioloji mühitlərdə istifadə olunur. Bu iki duzun ekvimolyar məhlulu bir çox bakteriyaların böyüməsi üçün uyğun olan 6,8 pH yaradır.

Bir orqanizm mühitdə bir turşu istehsal edərsə, qələvi fosfatla reaksiyaya girərək onu turşu formasına çevirir. Bunun əksi bir orqanizmin əsas maddə istehsal edərək qələvi mühiti dəyişməyə meylli olmasıdır. Beləliklə, əksər bakteriyalar tərəfindən yaxşı tolere edilən fosfatlar tamponlama üçün geniş istifadə olunur. Eyni zamanda fosfor mənbəyi kimi xidmət edirlər.

Mühitin tamponlanmasının ümumiyyətlə pH dəyişmələrini yoxlamaq üçün adekvat olduğu aşkar edilsə də, bəzən, çox miqdarda turşu istehsal edən nitrifikasiya edən bakteriyalarda olduğu kimi, kalsium və ya maqnezium karbonatları kimi həll olunmayan neytrallaşdırıcıların əlavə edilməsi zəruri olur.

Bakteriyalar, ümumiyyətlə, neytral və ya bir qədər qələvi böyümə mühitinə üstünlük verirlər. Amma istisnalar da var. Turşu pH-da optimal şəkildə böyüyən bakteriyalara asidofillər, qələvi pH-da üstünlük təşkil edənlərə isə alkalofillər deyilir.

Belə xüsusiyyətlərə təkcə bakteriyalar deyil (həm eubakteriyalar, həm də arxebakteriyalar), həm də bir sıra yosunlar, göbələklər və hətta flagellatlar da malikdir. Asidofil orqanizmlərin çoxu eyni vaxtda termofilikdir. Asidofil bakteriyaların bəzi nümunələri Acetobacter acidophilum (optimal pH 3), Thiobacillus thiooxidans (böyümə üçün pH diapazonu 0,9-4,5), Bacillus acidocaldarius (böyümə üçün pH diapazonu 2-6, opt. 3), Thennoplasma acidophilum (pH 1-2) ola bilər. , Sulfolobus acidocaldarius (pH diapazonu 1,5-3,5), Turşu pH-da inkişaf edə bilən qeyri-bakterial orqanizmlərə Cyanidium caldarium (eukaryotik yosun, pH 2-3), Chlorella ellipsoidea (pH 2), Chlamydomonas acidophila (pH2), Polytomella daxildir. caeca (pH 1.4 - flagellat). Cephalosporium, Trichosporon, Aspergillus, Penicillium və Fusarium növləri kimi bəzi göbələklər də xeyli asidik mühitdə inkişaf edə bilər.

Əsl alkalofilik orqanizmlərin böyüməsi üçün pH diapazonu 8-11 və ya daha çox arasında dəyişir. Onlara bəzi mavi-yaşıl yosunlar daxildir, məsələn. Spirullina və Synechococcus, Bacillus alkalophilus kimi həqiqi bakteriyalar və bir neçə başqa basil və bəzi arxebakteriyalar, Natronobakterium sp., Methanobacterium thermoalcalophilum və s.

(iii) Temperatur:

Temperatur böyümə üçün ən vacib dəyişənlərdən biridir. Hər bir orqanizm üçün böyüməsi üçün əlverişli olan bir temperatur diapazonu mövcuddur. Bu diapazonun bir ucunda böyümənin başlaya biləcəyi minimum temperatur, digər ucunda isə böyümənin qəfil dayandığı maksimumdur. İki ifrat nöqtə arasında böyümə sürətinin maksimum olduğu optimal temperatur var.

Temperatur əlaqələri əsasında mikroorqanizmlər klassik olaraq üç böyük qrupa bölünür - psixofillər, mezofillər və termofillər. Psixrofillər dəniz və ya alp dağlarında böyüyən soyuq sevən orqanizmlərdir. Onların bir çoxu 0 ° C və ya hətta sıfırdan aşağı temperaturda çoxalda bilər və 16 ° C ilə 20 ° C arasında maksimum böyümə sürətinə malikdir.

Psikrofil bakteriyaların məşhur nümunələri dəniz Foto-bacterium sp. və dəmiri oksidləşdirən Gallionella ferruginosa (opt. temperatur 6°C). Bundan əlavə, Pseudomonas-ın bir neçə dəniz növləri və buzlaqlardan təcrid olunmuş bəzi Bacillus növləri bu qrupa aiddir.


Yer üzündə neçə növ var? Yeni hesablamaya görə, təxminən 8,7 milyon

Səkkiz milyon, yeddi yüz min növ (1,3 milyon verir və ya götürür).

Bu, Yerdəki növlərin yeni, təxmini ümumi sayıdır - indiyə qədər təklif edilən ən dəqiq hesablamadır - quruda 6,5 ​​milyon növ və okeanın dərinliklərində 2,2 milyon (ümumi sayının təxminən 25 faizi) yaşayır.

Bu gün Dəniz Həyatının Siyahıyaalınması alimləri tərəfindən elan edilən rəqəm, əvvəlki təxminlərin diapazonunu kəskin şəkildə daraldan yenilikçi, təsdiqlənmiş analitik texnikaya əsaslanır. İndiyə qədər Yer kürəsində növlərin sayının 3 milyondan 100 milyona qədər azaldığı deyilirdi.

Bundan əlavə, araşdırma, nəşr PLoS Biologiyası, qurudakı bütün növlərin heyrətləndirici 86%-nin və dənizlərdə olanların 91%-nin hələ kəşf edilmədiyini, təsvir edilmədiyini və kataloqlaşdırılmadığını söyləyir.

Havay Universitetindən və Kanadanın Halifax şəhərindəki Dalhousie Universitetindən aparıcı müəllif Camilo Mora deyir: “Neçə növün mövcud olması sualı əsrlər boyu elm adamlarını maraqlandırır və cavab, növlərin yayılması və bolluğu ilə bağlı başqalarının araşdırmaları ilə birlikdə xüsusilə vacibdir. İndi ona görə ki, bir sıra insan fəaliyyəti və təsirləri nəsli kəsilmə sürətini sürətləndirir. Bir çox növlər, onların mövcudluğu, ekosistemlərdəki unikal yuvası və funksiyası və insanların rifahının yaxşılaşdırılmasına potensial töhfələri haqqında bilmədən yoxa çıxa bilər."

Dalhousie Universitetinin həmmüəllifi Boris Worm deyir: "Bu iş canlı biosferimizi təsvir etmək üçün lazım olan ən əsas rəqəmi çıxarır". "Əgər biz (1 milyon? 10 milyon? 100 milyon?) böyüklükdə olsa belə - bir millətdəki insanların sayını bilməsəydik, gələcəyi necə planlaşdırardıq?"

"Biomüxtəliflikdə də belədir. Bəşəriyyət növlərin nəsli kəsilməkdən xilas olmaq öhdəliyi götürüb, lakin indiyədək onların nə qədər çox olduğuna dair real təsəvvürümüz yox idi."

Doktor Vorm qeyd edir ki, Beynəlxalq Təbiəti Mühafizə İttifaqı tərəfindən yenilənmiş Qırmızı Siyahıda 59 508 növ qiymətləndirilib ki, onlardan 19 625-i nəsli kəsilməkdə olan növlərə aid edilir. Bu o deməkdir ki, IUCN Qırmızı Siyahısı dünya növlərinin 1%-dən azına nəzarət edir.

Tədqiqat Böyük Britaniya Kral Cəmiyyətinin keçmiş prezidenti Oksforddan olan Lord Robert Meyin tədqiqatçıların "təxəyyülü yeni yanaşmasını" tərifləyən şərhi ilə yanaşı dərc olunub.

“1 fevral 2011-ci ildə ABŞ Konqres Kitabxanasındakı kitabların sayının 22,194,656 olduğunu bilməyimiz bəşəriyyətin narsisizminin əlamətdar sübutudur, lakin sizə -- böyüklükdə - neçə fərqli növ olduğunu deyə bilmərik. dünyamızı paylaşdığımız bitkilər və heyvanlar”, Lord Mey yazır.

"(W) getdikcə daha çox dərk edirik ki, bu cür biliklər vari olduğumuz müxtəlif bioloji sərvətləri yaradan və onları qoruyub saxlamaq üçün mübarizə aparan ekoloji və təkamül proseslərini tam başa düşmək üçün vacibdir. Bu, həm də ənənəvi ÜDM-də nəzərə alınmasa da, bəşəriyyətin asılı olduğu ekosistem xidmətlərinin əsasını təşkil edir."

Linneydən bəri 253 illik taksonomiyadan nəticələr çıxarmaq

İsveçli alim Carl Linnaeus 1758-ci ildə yaratdı və nəşr etdi, bu sistemi hələ də növlərin adlarını və təsvirlərini rəsmi olaraq adlandırmaq üçün istifadə olunur. O vaxtdan bəri 253 il ərzində təxminən 1,25 milyon növ - təqribən 1 milyonu quruda və 250.000-i okeanlarda - təsvir edilmiş və mərkəzi məlumat bazalarına daxil edilmişdir (təxminən 700.000-ə yaxın növ təsvir edilmişdir, lakin hələ də mərkəzi məlumat bazalarına çatmamışdır. ).

İndiyə qədər Yer kürəsinin növlərinin ümumi sayının ən yaxşı təxminləri mütəxəssislərin savadlı təxminlərinə və rəylərinə əsaslanırdı, onlar bu rəqəmi 3 ilə 100 milyon aralığında müxtəlif şəkildə təxmin edirdilər - vəhşicəsinə fərqli rəqəmlər sorğulanır, çünki onları təsdiqləmək üçün heç bir yol yoxdur.

Dr. Mora və Worm, Dalhousie həmkarları Derek P. Tittensor, Sina Adl və Alastair G.B ilə birlikdə. Simpson, taksonomik təsnifat sistemi daxilində ədədi nümunələri müəyyən edərək təxmin edilən növlərin cəmini 8,7 milyona qədər dəqiqləşdirdi (bu, piramidaya bənzər bir iyerarxiyada həyat formalarını qruplaşdırır, növdən cinsə, ailəyə, nizama, sinifə, filuma, krallığa və sahəyə doğru sıralanır). ).

Bu gün Həyat Kataloqunda və Dəniz Növlərinin Ümumdünya Reyestrində 1,2 milyon növün taksonomik qruplaşmasını təhlil edən tədqiqatçılar daha tam yüksək taksonomik səviyyələr və növlər səviyyəsi arasında etibarlı ədədi əlaqələri aşkar etdilər.

Dr. Adl deyir: "Biz aşkar etdik ki, daha yüksək taksonomik qruplardan olan rəqəmlərdən istifadə edərək növlərin sayını təxmin edə bilərik. Bu yanaşma məməlilər, balıqlar və quşlar kimi yaxşı öyrənilmiş bir neçə qrupda növlərin sayını dəqiq proqnozlaşdıraraq inamı təmin etdi. üsulda”.

Yer üzündə mövcud olan bütün beş eukariot* həyat krallığına tətbiq edildikdə, yanaşma proqnozlaşdırılırdı:

Cəmi: Yer üzündə 8,74 milyon eukaryot növü.

(* Qeydlər: Eukariot domenində olan orqanizmlər, membranların içərisində kompleks strukturları ehtiva edən hüceyrələrə malikdir. Tədqiqat yalnız alimlər tərəfindən "növlər" statusuna verilən və ya potensial olaraq uyğunlaşdırılmış həyat formalarına baxıldı. Daxil deyil: müəyyən mikroorqanizmlər və viruslar "növlər", məsələn, çox sayda ola bilər.)

Ümumilikdə 8,74 milyon növdə təqribən 2,2 milyon (artı və ya mənfi 180,000) hər növ dəniz növü var, onlardan təxminən 250,000-i (11%) təsvir edilmiş və kataloqlaşdırılmışdır. 2010-cu ilin oktyabrında rəsmi olaraq yekunlaşdıqda, Dəniz Həyatının Siyahıyaalınması dənizlərdə 1 milyondan çox növün mühafizəkar təxminini təklif etdi.

"Astronomlar kimi, dəniz alimləri də əvvəllər heç vaxt görülməmiş yerlərə nəzər salmaq üçün mürəkkəb yeni alətlər və üsullardan istifadə edirlər", - siyahıyaalınmanın Elmi Rəhbər Komitəsinin sədri avstraliyalı İan Poiner deyir. "10 illik siyahıyaalma zamanı yüzlərlə dəniz tədqiqatçısı elm üçün yeni heyvanlarla qarşılaşmaq və onlara ad vermək kimi unikal insan təcrübəsinə və imtiyazına sahib olub. Biz hələ uzun illər Kəşflər dövründən həzz ala bilərik."

Microsoft Research və BMT-nin Ətraf Mühit Proqramının Dünya Mühafizəsi ilə işləyən həmmüəllif Derek Tittensor deyir: "Həyat Kataloqu və Dəniz Növlərinin Ümumdünya Reyestri kimi taksonomik məlumat bazalarına bütün məlum növlərin daxil edilməsi üçün böyük səy təhlilimizi mümkün edir" Monitorinq Mərkəzi. "Bu verilənlər bazaları böyüdükcə və təkmilləşdikcə, metodumuz daha da dəqiq qiymətləndirmə təmin etmək üçün təkmilləşdirilə və yenilənə bilər."

Həmmüəllif Alastair Simpson deyir: "Biz yalnız ətrafımızdakı nəhəng həyatın müxtəlifliyini kəşf etməyə başlamışıq". "Yeni növlərin axtarışı üçün ən zəngin mühitlərin mərcan rifləri, dəniz dibi palçığı və nəmli tropik torpaqlar olduğu düşünülür. Lakin daha kiçik həyat formaları heç bir yerdə yaxşı tanınmır. Bəzi naməlum növlər öz həyətimizdə yaşayır - sözün əsl mənasında."

Alfred P. Sloan Fondunun vitse-prezidenti və Dəniz Həyatının Censusunun həmtəsisçisi Cessi Ausubel deyir: "Bizim kəşfimizi qohumları bəşəriyyətə çörək və pendir verən yarım milyon göbələk və kif gözləyir". "Növlərin kəşfi üçün 21-ci əsr göbələk əsri ola bilər!"

Cənab Ausubel bu qədər müxtəlifliyin nə üçün mövcud olduğu ilə bağlı müəmmalı qeyd edir və cavabın təbiətin hər yeri doldurması və nadir növlərin şərtlərin dəyişməsindən faydalanmağa hazır olması anlayışlarında ola biləcəyini deyir.

Təhlillərində Lord Mey 1970-ci illərdə ənənəvi növlər ilə vəhşi təbiətdə kəşf edilmiş düyü arasında çarpazlaşmaya əsaslanan yeni düyü növünün inkişaf etdirilməsinə istinad edərək, taksonomik kəşfin praktik faydalarının çox olduğunu deyir. Nəticə: 30% daha çox taxıl məhsuldarlığı və o vaxtdan bəri bütün yabanı düyü sortlarını qorumaq üçün səylər davam edir, "bunu açıq-aydın yalnız müvafiq taksonomik biliyə malik olduğumuz halda etmək olar".

"Hələ də artan dünya əhalisini qidalandırmaqda qarşıda duran problemləri nəzərə alsaq, bu cür kəşfiyyatı genişləndirməyin potensial faydaları aydındır."

Mövcud xərclərə və tələblərə əsaslanaraq, tədqiqat göstərir ki, ənənəvi yanaşmalardan istifadə edərək qalan bütün növlərin təsviri təqribən 364 milyard ABŞ dolları dəyərində 300.000-dən çox taksonomist tərəfindən 1200 ilə qədər iş tələb edə bilər. Xoşbəxtlikdən, DNT-nin barkodlanması kimi yeni texnikalar yeni növlərin identifikasiyası ilə bağlı xərcləri və vaxtı kökündən azaldır.

Dr. Mora belə qənaətə gəlir: "Bir çox növlər üçün nəsli kəsilmə saatının getdikcə sürətlə getdiyi bir vaxtda mən inanıram ki, Yerdəki növlərin inventarlaşdırılmasının sürətləndirilməsi yüksək elmi və ictimai prioritetə ​​layiqdir. Sonrakı kəşfiyyat və taksonomiyaya yenidən maraq bu ən əsas suala tam cavab verməyə imkan verə bilər. : Yer üzündə nə yaşayır?


Mikrobların işləməsi mikrob fəaliyyətinə aiddir, çünki biogeokimyəvi prosesləri yalnız aktiv mikroorqanizmlər aparır. əhəmiyyətinə baxmayaraq aktiv mikroorqanizmlərin, əksər üsulların təxmininə fokuslanır ümumi mikrob biokütləsi və onun aktiv hissəsini qiymətləndirə bilmir. Əvvəlcə, biz onların arasındakı fərqləri təsvir etdik aktiv, potensial aktiv, və yatmış torpaqda mikrob halları və onların müəyyən edilməsi üçün parametrlərin təklif olunan həddi dəyərləri. İkincisi, biz torpaqdakı aktiv və potensial aktiv mikroorqanizmləri qiymətləndirmək və xarakterizə etmək üçün geniş yanaşmaların imkanlarını tənqidi şəkildə nəzərdən keçirdik. Aşağıdakı yanaşmalar qiymətləndirilmişdir: boşqabların sayı və mikrob kulturlarının birbaşa mikroskopiyası, hüceyrə boyanması ilə birlikdə ATP, PLFA, DNT və RNT məzmunu mikroarray analizləri PCR-əsaslı yanaşmalar, sabit izotopun proteomikası, fermentlərin aktivliyi və tənəffüs və substratdan istifadəyə əsaslanan müxtəlif yanaşmalar. Əsasən hüceyrə komponentlərinin (ATP, DNT, RNT və molekulyar biomarkerlər) bir mərhələli təyin edilməsinə əsaslanan “statik” yanaşmalar mikroorqanizmlərin və ümumi biokütlənin mövcudluğunu yaxşı aşkar edir, lakin onlar aktiv hissəni və nəticə etibarilə funksiyaları. Bunun əksinə olaraq, dinamik yanaşmalar, mikrobların böyüməsi zamanı bu parametrlərin dəyişməsini təxmin edən və proses sürətlərinə əsaslanaraq: substratın istifadəsi və məhsulun formalaşması, məsələn, tənəffüs, aktiv mikrob biokütləsini qiymətləndirməyə və onu xüsusi proses dərəcələri ilə əlaqələndirməyə kömək edir. Onların universallığı (aktiv, potensial aktiv və hərəkətsiz mikroorqanizmləri təhlil etmək imkanı) üçün bütün yanaşmaların müqayisəsinə əsaslanaraq, belə nəticəyə gəldik ki, 1) tamamlayıcı ləkələrlə birbaşa mikroskopiya, 2) ümumi mikrob biokütləsinin boyanması ilə RNT əsaslı FISH birləşməsi, və 3) mikrob artımına əsaslanan yanaşmalar ən sərfəli və eyni vaxtda icazə verilən kəmiyyət qiymətləndirməsi idi. aktiv, potensial aktiv,yatmış torpaqda mikroorqanizmlər.

The aktiv mikroorqanizmlər yalnız 0,1-2% təşkil edir ümumi mikrob biokütləsi və çox nadir hallarda asanlıqla əldə edilə bilən substratlar daxil edilməmiş torpaqlarda 5%-dən çox olur. Buna baxmayaraq, fraksiya potensial aktiv mikroorqanizmlər (bir neçə saat ərzində mövcud substratlardan istifadə etməyə hazırdır) daha yüksəkdir və ümumi mikrob biokütləsinin 10-40%-ni (60%-ə qədər) təşkil edir. Buna görə də rolunu vurğulayırıq potensial aktiv torpaq mikrohabitatlarında və qaynar nöqtələrdə dalğalanan substrat girişinə tez reaksiya verən mikroorqanizmlər.

Potensial olaraq aktiv vəziyyətdən aktiv vəziyyətə keçid bir neçə dəqiqədən bir neçə saata qədər baş verir, lakin hərəkətsiz vəziyyətdən aktiv vəziyyətə keçid saatlardan günlərə qədər davam edir. Çox sürətli aktivləşməyə baxmayaraq, əks proses - potensial olaraq aktiv və hərəkətsiz mərhələyə keçmək - daha uzun müddət tələb edir və fərdi meyarlar üçün çox fərqlidir: ATP, DNT, RNT, ferment istehsalı, tənəffüs nisbətləri. Bu, bu parametrlərə əsaslanan üsullarla mikrob icmasının aktiv hissəsinin qiymətləndirilməsində əlavə çətinliklərə səbəb olur. Nəticə etibarilə, torpaqda aktiv mikroorqanizmlərin payına və onların funksiyalarına yönəlmiş yanaşmaların standartlaşdırılması, daha da təkmilləşdirilməsi və geniş tətbiqi təcili olaraq tələb olunur. Belə nəticəyə gəlirik ki, aktiv mikroorqanizmlər əsas biogeokimyəvi proseslərin yeganə mikrob hərəkətvericiləri olduğundan, torpaq funksiyalarına yönəlmiş tədqiqatlarda aktiv və potensial aktiv fraksiyaların təhlili zəruridir.


CFU tapmaq üçün seyreltmələrdən istifadə

Verilmiş nümunənin CFU-nu tapmaq proseduru əvvəlcə həmin nümunənin seyreltilməsini nəzərdə tutur. Daha sonra seyreltmələr düzgün böyümə mühiti olan boşqablara qoyulur. Birdən çox seyreltmə tez-tez yaxşı bir fikirdir, çünki orijinal nümunə çox konsentrə ola bilər.

Bakteriyaların boşqablarda müəyyən müddət ərzində böyüməsinə icazə verdikdən sonra, fərdi koloniyalar boşqabda sayılırlar. Nümunə çox konsentrasiya edilmişsə, ayrı-ayrı koloniyalar əvəzinə bakteriya böyüməsi ilə örtülmüş geniş bir sahəni görəcəksiniz. qazon. Bu o deməkdir ki, nümunənizi daha da seyreltməli və ayrı-ayrı koloniyaları görə biləsiniz deyə yenidən böyüməyə çalışmalısınız.

Fərdi koloniyalar özünü dəfələrlə təkrarlayan tək bir bakteriyadan gəldiyi üçün yalnız bunlar CFU-ya aiddir.


Bədəndəki İnsan və Bakteriya Hüceyrələrinin Sayı üçün Yenidən İşlənmiş Hesablamalar

Bədəndəki hüceyrələrin sayına dair ədəbiyyatda bildirilmiş dəyərlər böyüklük sırasına görə fərqlənir və çox nadir hallarda hər hansı ölçmə və ya hesablama ilə təsdiqlənir. Burada insan və bədəndəki bakteriya hüceyrələrinin sayı haqqında ən müasir məlumatları birləşdiririk. Biz 70 kq ağırlığında olan "istinad adamı"ndakı bakteriyaların ümumi sayının 3,8·1013 olduğunu təxmin edirik. İnsan hüceyrələri üçün biz ümumi sayda (≈90%) hematopoietik xəttin dominant rolunu müəyyənləşdiririk və keçmiş təxminləri 3,0·1013 insan hüceyrəsinə düzəldirik. Təhlilimiz geniş istinad edilən 10:1 nisbətini də yeniləyir və göstərir ki, bədəndəki bakteriyaların sayı əslində insan hüceyrələrinin sayı ilə eynidir və onların ümumi kütləsi təxminən 0,2 kq-dır.

Maraqların toqquşması bəyanatı

Müəlliflər heç bir rəqabət aparan maraqların olmadığını bəyan ediblər.

Rəqəmlər

Şək 1. Zərfin təxmini arxası…

Şəkil 1. Zərfin arxası, yetkin bir insanda hüceyrələrin sayının təxmini…

Şəkil 2. Sayın paylanması…

Şəkil 2. İnsan hüceyrələrinin sayının hüceyrə tipinə görə paylanması.

Şəkil 3. Hüceyrə nömrəsinin paylanması və…

Şəkil 3. İnsanda müxtəlif hüceyrə növləri üçün hüceyrə sayı və kütləsinin paylanması…


Bədəninizdə 37,2 Trilyon Hüceyrə var

Bədəninizi neçə hüceyrə təşkil edir? Bu sadə suala cavab vermək əslində o qədər də asan deyil. Ancaq bu yaxınlarda elm adamları olduqca yaxşı səy göstərdilər. Və onların yekun sayı 󈻽,2 trilyondur.

İnsan bədənindəki hüceyrələrin sayını hesablamaq çətindir. Problemin bir hissəsi ondan ibarətdir ki, fərqli ölçülərdən istifadə edərək çox fərqli nəticələr əldə edirsiniz. Həcmə əsaslanan təxminlər sizə çəkiyə görə təxmin edilən 15 trilyon hüceyrə təxmini əldə edir və nəticədə 70 trilyon hüceyrə əldə edirsiniz. Carl Zimmer National Geographic izah edir:

Beləliklə, həcm və ya çəki seçsəniz, kəskin şəkildə fərqli rəqəmlər alırsınız. Vəziyyəti daha da pisləşdirən odur ki, vücudumuz jele fasulyesi ilə dolu bir banka kimi hüceyrələrlə vahid şəkildə dolu deyil. Hüceyrələr müxtəlif ölçülərdə olur və müxtəlif sıxlıqlarda böyüyürlər. Məsələn, bir stəkan qana baxın və qırmızı qan hüceyrələrinin sıx şəkildə yığıldığını görəcəksiniz. İnsan bədənindəki hüceyrələri təxmin etmək üçün onların sıxlığından istifadə etsəniz, heyrətamiz 724 trilyon hüceyrəyə çatacaqsınız. Dəri hüceyrələri isə o qədər seyrəkdir ki, onlar sizə 35 milyard hüceyrədən ibarət cüzi bir təxmin verirlər.

Bu tədqiqatçılar 37,2 trilyon pulu necə tapdılar? Bağırsaqlardan dizlərə qədər hər şeydə həcm və sıxlıqların təfərrüatlı siyahısını hazırlamaq üçün mövcud ədəbiyyatı nəzərdən keçirərək, əslində hüceyrələrin sayını orqanlara və hüceyrə növlərinə görə böldülər. Beləliklə, məsələn, orta bədəndə 50 milyard yağ hüceyrəsi və 2 milyard ürək əzələsi hüceyrəsi var. Bütün bunları toplasaq, 37,2 milyon qazandılar. (Yeri gəlmişkən, bura üzərinizdə yaşayan milyonlarla mikrobun heç biri daxil deyil.)

Müəlliflər qeyd edirlər ki, bu, sadəcə olaraq yaxşı bir meyxana sualı deyil. Hüceyrə sayından istifadə etmək və onları orta hesabla müqayisə etmək həkimlərə problemləri müəyyən etməyə kömək edə bilər. “İnsan bədəninin, eləcə də ayrı-ayrı orqanların ümumi hüceyrə sayını bilmək mədəni, bioloji, tibbi və müqayisəli modelləşdirmə nöqteyi-nəzərindən vacibdir”, yazırlar.

Rose Eveleth haqqında

Rose Eveleth Smart News üçün yazıçı və Bruklin şəhərində yerləşən prodüser/dizayner/elm yazıçısı/animatordur. Əsərləri nümayiş olundu New York Times, Elmi amerikalı, Hekayə Kollayderi, TED-RedYer üzündə.


Mikrob Qalaktikasının Mühafizəçiləri

1986-cı ildə Kanada Kənd Təsərrüfatından Yiu-Kwok Chan yeni bir bakteriya növü müəyyən etdi. Standart protokola uyğun olaraq, o, onu elm adamlarının yeni mikrob ştammlarını saxladığı bir anbar olan American Type Culture Collection (ATCC) kolleksiyasında saxladı. Kornell Universitetində doktorluqdan sonrakı tədqiqatçı Roland Vilhelm tərəfindən fərqli bir bakteriya qrupuna heyrətamiz bənzərlik göstərdiyi üçün 2020-ci ilə qədər onilliklər ərzində orada qaldı. Wilhelm ATCC-dən bir flakon Chan rsquos ştammı əldə etdi və 1986-cı ildəki ştammın əslində bir növ olduğunu təsdiqləmək üçün daha yeni DNT sıralama texnologiyasından istifadə etdi. Paraburkholderiya hazırda öyrəndiyi bakteriyalar. Bu kəşf yalnız elmin müxtəlif dövrlərində bu iki tədqiqatçı arasında əsas əlaqə rolunu oynayan bakterial arxiv sayəsində mümkün olmuşdur.

Qlobal mikrob təkamülünü izləmək çətin bir işdir. Mikroblar insanlardan və cinsi yolla çoxalan bir çox digər heyvanlardan daha sürətli yeni növlər əmələ gətirir və elm adamlarının kəşf etdiyi mikrob növlərinin sayı illər ərzində durmadan artır. Bununla belə, bəzi təxminlər göstərir ki, bakteriyaların məhv olma nisbətləri yeni növlərin əmələ gəlmə sürətinə o qədər yaxındır ki, indiyə qədər mövcud olan əksər bakteriya soyları indi yox olub. Mikrobların qida dövriyyəsi, kənd təsərrüfatı məhsuldarlığı və torpaq sağlamlığı, antibiotiklər və xərçəng əleyhinə birləşmələr istehsal etmək və bağırsaq sağlamlığımızı və immunitet sistemimizi qorumaq üçün vacib olduğu bilinir. Bununla belə, biz hələ də mikrob dünyasını araşdırır və öyrənirik ki, bu da mikrobların qorunması haqqında düşünməyi daha da vacib edir.

Toxum bankı bitki genetik müxtəlifliyini qoruduğu kimi, mədəniyyət kolleksiyaları da mikrob müxtəlifliyini qoruyur. Mikroorqanizmlər üçün Ümumdünya Məlumat Mərkəzi dünyanın demək olar ki, hər yerində mikrob mədəniyyəti kolleksiyası haqqında məlumat verir və onlar birlikdə iki milyondan çox bakterial, göbələk və viral mədəniyyətdən ibarətdir. Bu rəqəm Yer kürəsinin məhsuldar mikrob müxtəlifliyinin ancaq kiçik bir hissəsidir.

Mikrob mədəniyyəti kolleksiyaları dünyanın istənilən yerindən nümunələr qəbul edə bilər, lakin bəzi yerlərdə digərlərindən daha çox mikrob əldə edilir. JMRC-nin əməkdaşı Maykl Rammın sözlərinə görə, Jena Mikrobial Resurs Kolleksiyası bütün dünyadan, lakin xüsusilə Asiya ölkələrindən mədəniyyətləri qəbul edir. Bəzi ölkələr və ya qurumlar hazırda mikrob kəşfinin qaynar nöqtələridir və geniş miqyaslı izolyasiya səylərinə ev sahibliyi edirlər. Biz tez-tez biomüxtəlifliyin qaynar nöqtələri və dodo quşunun nəsli kəsilməsi haqqında xəbərdarlıq hekayələri haqqında eşidirik, lakin mikrobların qorunması nadir hallarda ictimai söhbətin bir hissəsidir.

Mikrobların mühafizəsi haqqında düşünməməyimizin bir səbəbi odur ki, əksər mikroblar çılpaq gözlə görünməzdir və onların təbii yaşayış yerlərindən kənarda böyümək çətindir, ətraf mühitdəki bakteriyaların 2 faizindən az hissəsi laboratoriyada yetişdirilə bilər. Bu, mikrobların saxlanması və becərilməsi qida maddələrinin, duzların və atmosfer şəraitinin çətin birləşməsini tapmağı tələb edən çətin bir prosesə çevirir. Alimlərin mikrobun yaşayış yerindən çıxarılması üçün aylar və hətta illər lazım ola bilər.

Tədqiqatçılar becərilə bilən qiymətli mədəniyyətlərin uzunmüddətli qorunmasını təmin etmək üçün qlobal mədəniyyət kolleksiyaları kimi anbarlara ehtiyac duyurlar. Peoria ştatındakı NRRL Mədəniyyət Kolleksiyasının kuratoru Kirk Broders bu cür kolleksiyaların potensialından həyəcanlanır. &ldquoDünyanın hər yerindən gözəl tədqiqatlar aparan tədqiqatçılarla əlaqə yaratmaq və onlar üçün resurslar təmin etmək. işimin ən maraqlı hissəsidir. Gözəl göbələk və bakteriyaların becərilməsi, böyüməsi və rəngarəng heyvandarlıqlarına heyran olmağın sadə sevinci də var.&rdquo

Zahirən görünə bilər ki, bu kolleksiyalar mikrob muzeyi kimi mədəniyyətləri kataloqlaşdırır. Bununla belə, bu anbarların əsl dəyəri onların elm üçün potensialındadır, növbəti yeni antibiotik, xərçəngi müalicə edən birləşmə və ya istixana qazı emissiyalarını azaldan mikrob bu flakonlarda gizlənə bilər. &ldquoElmdə hansı bioloji ştammların klinik cəhətdən əhəmiyyətli ola biləcəyini proqnozlaşdırmaq çətin ola bilər,&rdquo Milli Tip Mədəniyyətləri Kolleksiyasının (NCTC) kuratoru Sarah Alexander deyir. &ldquoAlim ştammları yatırdıqda, bu material gələcək nəsil alimlər üçün əlçatandır və həmişə geri götürülə bilər.&rdquo

Kolleksiyalar elm adamlarına bu gün işlədikləri gərginliyin Wilhelm-in hekayəsində olduğu kimi 30 il əvvəl bir araşdırmada istifadə edilən gərginliyin eyni olduğuna əmin olmağa imkan verir. Məhz buna görə də bir çox mədəniyyət kolleksiyaları təqdim olunan ştamın kolleksiyanın rəsmi üzvü kimi tanınması üçün məhdudiyyətləri sərtləşdirməyə başlayır. Keçmişdə bir mədəniyyətin mikroskopik müayinəsi kifayət edə bilərdi, lakin NRRL kimi anbarlar indi çirklənmənin qarşısını alan əlavə təhlükəsizlik tədbiri tələb etməyə başlayır: təqdim olunan ştamın gen ardıcıllığı alimin laboratoriyada tapdıqları ilə uyğun olmalıdır. Bir çox mikroblar da çox sürətlə təkamül edə bilər və hətta laboratoriyada bir neçə ay yaşamaq bir ştamın ilk müəyyən edildiyi vaxtdan fərqli görünməsinə səbəb ola bilər. Mikrobioloq gen ardıcıllığının uyğun olduğunu təsdiqlədikdən sonra ştamlar kriokonservasiya, ultrasoyuq temperaturdan istifadə edərək uzunmüddətli saxlama prosesi və ya maye azotla dondurma yolu ilə saxlanılır.

Mədəniyyət kolleksiyaları elmi daha açıq, əməkdaşlıq və təkrar istehsal etməyə kömək edən kritik obyektlərdir. Onlar Yerin mövcud mikrob müxtəlifliyini qoruyur və bir çox aktual qlobal problemləri həll etmək üçün mikroskopik açarları saxlaya bilər. Onlar həm də mikrob dünyasının kitabxanalarıdır və hər bir ştamın unikal hekayəsi var, NCTC-dəki ilk bakterial izolat Birinci Dünya Müharibəsi əsgərindən təcrid olunub və dizenteriya ilə mübarizə üçün istifadə olunur. İskəndər ştammların tarixini və vədlərini bilir. &ldquo900-dən çox müxtəlif bakteriya növünün 6000-dən çox ştamını ehtiva edən kolleksiyanı saxlamaq, qorumaq və böyütmək bir imtiyazdır. Mədəniyyət kolleksiyası bioloji anbardır. biz bu canlı eksponatların tədqiqat üçün əlçatan olmasını təmin etmək üçün onları qoruya bilərik.&rdquo


Rəqəmlərə görə mikrobiologiya

Mikrob dünyasında həyatın miqyası elədir ki, heyrətamiz rəqəmlər adi hala çevrilir. Bu rəqəmlər bu sahədə çalışanlar üçün ilham mənbəyi ola bilər və növbəti nəsil mikrobioloqlarda heyranlıq yaratmaq üçün istifadə olunur.

"Əgər yer üzündəki bütün 1 × 10 31 viruslar uç-uca düzülsəydi, 100 milyon işıq ili uzanardı."

Elmdə rəqəmlər o qədər mürəkkəbləşə bilər ki, mənasını itirir. Bu ağlasığmaz kəmiyyətlərə uyğunluğu təmin etmək üçün çox vaxt digər böyük (lakin daha idarə olunan) rəqəmlərlə müqayisə aparmaq faydalıdır və bunu mikrobiologiya sahəsində etməkdən daha məqsədəuyğun deyil. hara baxsa tapmaq olar. Burada mikrobiologiyada tapılan, Twitter-dəki izləyicilərimizdən (@NatureRevMicro) əldə edilən bəzi heyranedici rəqəmləri bir araya gətiririk. Aşağıdakı nümunələr əsasən "zərfin arxası" hesablamalarına əsaslanır və buna görə də onlara nəzərdə tutulduğu kimi baxmaq lazımdır: ilhamlandırmaq məqsədi daşıyan top meydançası fiqurları. Ola bilsin ki, bu səhifəyə uyğun gələn sözlərin sayı istinadların daxil edilməsinə mane olub, lakin verilmiş olanları Əlavə məlumat S1 (qutu) bölməsində tapmaq olar.

Astronomiya böyük rəqəmlərlə məşğul olmaq üçün istifadə olunan bir sahədir, lakin mikrob miqyasında həyatla müqayisədə bunları cırtdan etmək olar. Məsələn, yer üzündəki bütün 1 × 10 31 viruslar uç-uca düzülsəydi, 100 milyon işıq ili uzanardı. Bundan əlavə, okeanlarda məlum kainatdakı ulduzların sayından 100 milyon dəfə çox bakteriya var (13 × 10 28). Okeanlarda viral infeksiyanın sürəti saniyədə 1 × 10 23 infeksiya təşkil edir və bu infeksiyalar hər gün bütün bakterial hüceyrələrin 20-40%-ni çıxarır. Quru yerə hərəkət edərkən, bir çay qaşığı torpaqdakı mikroorqanizmlərin sayı (1 × 10 9 ) hazırda Afrikada yaşayan insanların sayı ilə eynidir. Daha da qəribəsi odur ki, diş lövhəsi o qədər sıx doludur ki, bir qramda təxminən 1 × 10 11 bakteriya, təxminən indiyə qədər yaşamış insanlarla eyni sayda bakteriya olur. O qədər də sıx yığılmamış, lakin eyni zamanda təsir edici, orta hesabla insan bağırsaqlarında mövcud olan bakteriyaların çəkisi təxminən 1 kiloqramdır və yetkin bir insan hər il öz çəkisini nəcis bakteriyaları ilə ifraz edəcək. Bu bağırsaq florasında olan genlərin sayı bizim öz genomumuzda olanlardan 150 dəfə çoxdur və hətta genomumuzda DNT-nin 8%-i viral genomların qalıqlarından əmələ gəlir.

Mikrobioloji nömrələr də məkan və zaman baxımından böyük ölçüləri əhatə edə bilər. Məsələn, ABŞ-ın Oreqon ştatının şərqindəki bir ərazidə ən böyük məlum bitişik göbələk miseliyası 2400 akr (9,7 kvadrat kilometr) ərazini əhatə etdi. Şkalanın digər ucunda bir Simian virusu 40 (SV40) virionunda 958,980 atom var. Müvəqqəti miqyasda mikroorqanizmlər hərəkətsiz vəziyyətə düşə və ya sporlar əmələ gətirə və uzun müddət yaşaya bilər. Məsələn, kəhrəbadan çıxarılan bəzi canlı bakteriyaların 34.000-170.000 il yaşı olduğu təxmin edilirdi.

Mikrobiologiyada bəlkə də ən qorxulu rəqəmlər patogen mikroorqanizmlərə aiddir. Dünyada hər il 16 milyon insan yoluxucu xəstəliklərdən ölür və bu ölümlərin çoxunun qarşısı alına bilər. Dünyada təqribən hər 12 fərddən biri və ya 500 milyon insan xroniki viral hepatitlə yaşayır və hər il yeni xlamidiya infeksiyalarının təxmin edilən sayı Cənubi Koreya əhalisindən təxminən 50 milyon çoxdur. Bakteriya Clostridium botulinum o qədər güclü toksin istehsal edir ki, 3 qram Böyük Britaniya əhalisini öldürmək üçün kifayət edər və 400 qram planetdəki hər kəsi öldürər.

Ümumilikdə, insan patogenlərinin ~1400 məlum növü (viruslar, bakteriyalar, göbələklər, protozoa və helmintlər daxil olmaqla) mövcuddur və bu, çoxlu sayda görünsə də, insan patogenləri mikrobların ümumi sayının 1%-dən çoxunu təşkil edir. planetdəki növlər. Bu baxımdan, əslində bir növün nədən ibarət olduğuna dair suallara məhəl qoymayaraq, mikrob növlərinin ümumi sayına dair təxminlər 120.000-dən on milyonlarla və daha yuxarıya qədər vəhşicəsinə dəyişir. Bu geniş diapazonun səbəbinin bir hissəsi biz Yerdəki ümumi DNT-nin yalnız 1 × 10 −22%-ni ardıcıllaşdırmış olmamızdır (baxmayaraq ki, Yer Mikrobiomu Layihəsi bunu növbəti 3 ildə dramatik şəkildə 1 × 10 -20%-ə qədər yaxşılaşdırmalıdır). Bu o deməkdir ki, bu günə qədər seçdiyimiz mikrob müxtəlifliyinin fraksiyaları effektiv olaraq sıfırdır, bitmək üçün gözəl bir mücərrəd varlıqdır.

Bu nümunələr mikrobiologiyanın ecazkar dünyasının səthini çətinliklə cızır və biz oxucuları bu sahəyə marağı artıran rəqəmlərin siyahısını tərtib etməkdə bizə kömək etməyə davam etməyə çağırırıq. Nümunələrinizi Twitter-də @NatureRevMicro-da yerləşdirin və #microbiologybynumbers hashtagını əlavə edin.


Videoya baxın: Bakteriya 3D animasiyada + bakteriya bölünməsinə aid məsələ həlləri (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Bleecker

    once you can lick

  2. Dogrel

    Aydındır, səhv etmədiniz

  3. Devlyn

    Düşüncəniz yalnız əladır



Mesaj yazmaq