К числу микробов, весьма широко распространенных в природе, относится и эта бактерия. Палочка сенная была описана в 1835-м. Данное название микроорганизм получил от того, что его первоначально выделили из перепрелого сена. В лаборатории в запечатанной емкости сено отваривали в жидкости, затем настаивали суток двое или трое. После этого образовывалась колония Bacillus Subtilis. Так началось подробное исследование этой распространенной бактерии.
Изучение
В науке есть такой термин — «модельный организм». Когда представители природы отбираются для интенсивного изучения процессов, свойств, для проведения научных экспериментов. Яркий пример – инфузория-туфелька, которая хорошо знакома нам по урокам биологии.
Палочка сенная – также модельный организм. Благодаря ей досконально изучено образование спор у бацилл. Она является моделью понимания механизма жгутиков у бактерий, сыграла свою роль в исследованиях молекулярной генетики.
Ученые проводили эксперименты по культивированию Bacillus Subtilis в близких к невесомости условиях, изучая изменение популяционных геномов. А еще данные микроорганизмы используются в исследованиях влияния ультрафиолетового излучения космоса, адаптивных способностей к нему организмов живой природы. На примере сенной палочки изучают возможность жизни бактерий в условиях иных планет Солнечной системы (сегодня все большее внимание уделяют Марсу).
Краткие характеристики
Бактерии сенной палочки имеют прямую и вытянутую форму, тупые закругленные окончания, обычно бесцветные. Диаметр в среднем – 0,6 мкм, а длина колеблется — 3-8 мкм. При данных параметрах сенную палочку под микроскопом отлично можно рассмотреть и даже сфотографировать, используя современные технологии. Бацилла подвижна благодаря своим жгутикам. Они вырастают по поверхности клетки, и это можно разглядеть на снимках.
Среда обитания
Сенную палочку традиционно относят к почвенным микробам. Она попадает затем и на листы растений, на фрукты, овощи. При этом она встречается в пыли воздуха, в водной среде. И даже является сегментом микрофлоры кишечника и у животных, и у человека. Развивается при температурах от +5 до +45 градусов Цельсия (оптимально – в районе 30).
Сенная палочка. Размножение
Как и другие бактерии, размножается простым делением клетки (продольным). Новые организмы, образовавшиеся в результате такого деления пополам, частенько остаются соединенными меж собою нитью. Такие соединения легко различимы на фотоснимках.
Bacillus subtilis относят к спорообразующим микроорганизмам. Это позволяет выжить в случае наступления неблагоприятных условий для жизнедеятельности. Спорообразование бацилл начинается так: содержимое клетки приобретает структуру зернистости. Какое-то из зерен, чаще в центральной части, начинает расти, покрываться твердой оболочкой. Вместе с тем происходит разрушение оболочки исходной клетки. Процесс в финале завершается вытягиванием во внешнюю среду характерной споры. Любая из клеток после деления сохраняет свою способность в образовании спор, большинство из которых имеют округлые или же овальные формы. Они довольно устойчивы к внешним факторам и повышению температуры – к примеру, выдерживают нагрев свыше 100 градусов по Цельсию. Характерно, что бактерия, развившаяся из споры, неподвижна, а способности к перемещению появляются только у последующих поколений микроорганизма.
Как питается сенная палочка
Данную бактерию относят к сапрофитам, она питается погибшей органикой. Являясь гетеротрофом, сенная палочка не может синтезировать из неорганики вещества, необходимые для своего питания. Потому использует органику, которая была произведена другими организмами. Из нее она добывает необходимый для энергообмена углерод.
В питании основным источником служат полисахариды происхождения растительного (крахмал) и животного (гликоген). В процессе производятся аминокислоты, витамины, различные ферменты и антибиотики при помощи синтеза.
Взаимодействие с другими микроорганизмами
Данная бацилла способна подавлять развитие условно-болезнетворных и патогенных микробов: сальмонеллы и стрептококка, стафилококка и прочих «вредителей». Например, многими поколениями хищников выработан рефлекс употребления определенных видов растений. И этот способ не только дает организму витамины, но способствует тому, что туда попадают споры Bacillus Subtilis, которая может уничтожать патогенные разновидности микрофлоры, повышая вместе с тем и иммунитет.
А еще эта бацилла может служить питанием для простейших. К примеру, начало пищевой цепочки может выглядеть так: сенная палочка – инфузория-туфелька – определенный вид моллюска – рыба – человек.
Патогенность
По различным классификациям эта бацилла не является патогенной и для людей, и для животных. Она участвует в процессе переваривания пищи, расщепляет белки с углеводами, борется с патогенами кишечника, кожных покровов млекопитающих. Исследователи установили, что в числе бактерий, которые оказываются, к примеру, в ранах людей, всегда присутствует сенная палочка. Она вырабатывает ферменты, которые разрушают отмершие ткани, а также антибиотики, которые угнетают патогенную микрофлору, оказывают легкое воздействие как антиаллергическое лекарство. Доказано наукой: эта бактерия подавляет и развитие возбудителей инфекций при хирургических вмешательствах.
Но, впрочем, отмечают и негативное действие данной бациллы: может вызвать аллергию, выражающуюся в сыпи по телу; иногда вызывает пищевое отравление после употребления продуктов питания, испорченных жизнедеятельностью этого микроорганизма; может стать причиной тяжелой глазной инфекции человека.
| Сенная палочка | |
|---|---|
 Клетки Bacillus subtilis (споры окрашены в синий цвет) |
|
| Научная классификация | |
| Домен: | Бактерии |
| Класс: | Бациллы |
| Порядок: | Bacillales |
| Семейство: | Bacillaceae |
| Вид: | Сенная палочка |
Bacillus subtilis
(Ehrenberg 1835) Cohn 1872
Сенна́я па́лочка (лат. Bacillus subtilis ) — вид грамположительных спорообразующих аэробных почвенных бактерий. Первоначально были описаны в 1835 Эренбергом как Vibrio subtilis, в 1872 были переименованы Коном в Bacillus subtilis. Название «сенная палочка» вид получил из-за того, что накопительные культуры этого микроорганизма получают из сенного экстракта. Является продуцентом некоторых полипептидных антибиотиков, а также ферментов (амилазы, протеазы), получаемых промышленно.
Содержание
Биологические свойства [ править | править код ]
Палочковидная бактерия, размер 2—5 × 0,4-0,6 мкм. Споры овальные, не превышающие размер клетки, расположены центрально. Перитрихиальное расположение жгутиков, подвижная. Колонии сухие, мелкоморщинистые, бархатистые, бесцветные или розовые. Край колонии волнистый. Растёт на МПА, МПБ, а также на средах, содержащих растительные остатки, простых синтетических питательных средах для гетеротрофов. Хемоорганогетеротроф, аммонифицирует белки, расщепляет крахмал, гликоген. Развивается при температуре +5…+45 °С.
Встречается повсеместно в почве, в воздушной пыли. Выделяют кипячением настоя сена, при котором споры сенной палочки выживают. Приводит к порче некоторых пищевых продуктов [1] .
Согласно санитарно-эпидемиологическому правилу СП 1.3.2322-08 «Безопасность работы с микроорганизмами III — IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней» (приложение № 1) не относится к патогенным для человека микроорганизмам [2] . Может быть санитарно-гигиеническим показателем загрязнения микроорганизмами пищевых продуктов, а также к порче некоторых пищевых продуктов и отравлениям при их употреблении.
Отсутствие патогенности у штаммов Bacillus subtilis дало основание для присвоения им Управлением по контролю качества продовольственных и лекарственных средств США статуса GRAS (generally regarded as safe) — безопасных организмов (К. Харвуд, 1992) [3] [ нет в источнике ]
Геном [ править | править код ]
Геном Bacillus subtilis штамма 168 представлен кольцевой двуцепочечной молекулой ДНК размером 4214814 п.н. и содержит 5279 генов, из которых 5163 кодируют белки, процент Г+Ц пар составляет 43,51 % [4] , геном содержит по крайней мере два ori сайта (сайта начала репликации) [5] . Изучено биологическое разнообразие штаммов Bacillus subtilis на уровне генома, гены, отвечающие за синтез антибиотиков, синтез клеточной стенки, споруляцию и прорастание спор являются высоковариабельными [6] .
Использование в промышленности [ править | править код ]
B. subtilis является важным продуцентом протеаз, амилаз, аминокислот и некоторых полисахаридов. В частности, протеаза используется как компонент моющих средств и для удаления жира и белков при выделке шкур. Также является продуцентом полипептидных антибиотиков. Ввиду наличия антагонистических свойств против фитопатогенов используется в биозащите растений.
Установите соответствие между организмами и их трофическим уровнем: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
А) бактерия сенная палочка
Б) трутовый гриб
Е) клевер луговой
3) редуцент
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| А | Б | В | Г | Д | Е |
1) продуцент: Г) цианобактерии; Е) клевер луговой
2) консумент: Б) трутовый гриб; В) заяц-беляк;
3) редуцент: А) бактерия сенная палочка; Д) гриб мукор
Продуценты — организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических.
Консументы (от лат. consumo — потребляю) — организмы, питающиеся готовым органических веществом (животные, большинство микроорганизмов, в том числе паразитические; частично насекомоядные растения), т. е. поддерживающие свое существование с помощью преобразования вещества, произведенного продуцентами.
Редуценты (от лат. reducens — возвращающий, восстанавливающий) — организмы, главным образом грибы и бактерии, разлагающие мертвое органическое вещество и превращающие их в неорганические вещества, которые в состоянии усваивать другие организмы — продуценты.