Adaptación biológica (del latín adaptatio - adaptación) - la adaptación de un microorganismo a las condiciones externas en el proceso de evolución, incluidos los componentes morfofisiológicos y de comportamiento. La adaptación puede asegurar la supervivencia en un hábitat particular, la resistencia a factores abióticos y biológicos, así como el éxito en la competencia con otras especies, poblaciones e individuos. Cada especie tiene su propia capacidad de adaptación, limitada por la fisiología (adaptación individual).
Desadaptación: cualquier violación de la adaptación, adaptación del cuerpo a las condiciones en constante cambio del entorno externo o interno. El estado de discrepancia dinámica entre un organismo vivo y el medio ambiente, que conduce a una violación del funcionamiento fisiológico, un cambio en el comportamiento, el desarrollo de procesos patológicos. Una discrepancia completa entre el organismo y las condiciones externas de su existencia es incompatible con la vida. El grado de desadaptación se caracteriza por el nivel de desorganización de los sistemas funcionales del cuerpo. Dependiendo de la naturaleza del funcionamiento, existen dos formas de mala adaptación: - no patológica: es posible mantener la homeostasis con un régimen de funcionamiento fisiológico mejorado, pero "normal"; – patológico: el mantenimiento de la homeostasis solo es posible en la transición al funcionamiento patológico.
Las adaptaciones de especies dentro de la misma biocenosis a menudo están estrechamente relacionadas entre sí. Si el proceso de adaptación en cualquier especie no está en un estado de equilibrio, entonces toda la biocenosis puede evolucionar (a veces con consecuencias negativas) incluso en condiciones ambientales estables.
El contenido principal de la adaptación, según T. Pilato, son los procesos internos en el sistema que aseguran la preservación de sus funciones externas en relación con el medio ambiente. Si la estructura del sistema garantiza su funcionamiento normal en las condiciones ambientales dadas, entonces dicho sistema debe considerarse adaptado a estas condiciones. En esta etapa se establece el equilibrio dinámico.
Ejemplos de adaptación: en los protozoos de agua dulce, la concentración osmótica de protoplasma es mayor que la concentración del agua circundante. Cuando se absorbe agua en él, se produce una desalinización constante. El equilibrio osmótico alterado está regulado por la actividad de la vacuola contráctil, que elimina el exceso de agua del cuerpo. Sin embargo, algunos protozoos son capaces de adaptarse a la existencia en aguas más saladas e incluso marinas. Al mismo tiempo, la actividad de la vacuola contráctil en ellos se ralentiza e incluso puede detenerse por completo, ya que en estas condiciones la eliminación de agua del cuerpo conduciría a un aumento en la concentración relativa de iones en el protoplasma y, en relación con esto, a una violación del equilibrio osmótico en él. Así, en este caso, el mecanismo de adaptación se reduce a una reacción física y química directa del protoplasma. En otros casos, el mecanismo de adaptación parece ser más complejo y no siempre puede descomponerse inmediatamente en factores elementales. Tales son, por ejemplo, la adaptación de los animales a las condiciones de temperatura (alargamiento del pelaje de los mamíferos bajo la influencia del frío), a los fenómenos de energía radiante (fototropismo vegetal); decoloración de la piel de los animales de sangre fría, debido a la reacción de las células pigmentarias; dimorfismo estacional en la coloración de aves y mamíferos; un cambio en su color dependiendo de las condiciones climáticas y geográficas, etc. Sin embargo, también aquí, el mecanismo de adaptación puede reducirse en última instancia a las reacciones fisicoquímicas del protoplasma. Los fenómenos de adaptación están íntimamente relacionados con la evolución de los microorganismos y representan uno de los factores más significativos de la aclimatación, la lucha por la existencia y el mimetismo.
Adaptación de microorganismos, acomodación de microorganismos, su adaptación al medio ambiente. Su estructura, propiedades fisiológicas y composición química dependen tanto de las propiedades hereditarias de una especie determinada como de las influencias ambientales. Estos últimos hacen que el microorganismo cambie. Hasta hace poco, estos cambios se consideraban aleatorios y, según las enseñanzas de Conn, de poca importancia para las principales características del microorganismo, que se reconocían como inquebrantables. Sin embargo, con el tiempo, al principio tímidamente, y luego cada vez con más decisión, se planteó la doctrina de la variabilidad de los microorganismos como factor biológico, y en la actualidad, los cambios en los microorganismos ya no se consideran solo aleatorios, sino que se reconocen como más profundos. . La naturaleza de la variabilidad de un microorganismo depende de dos factores: de la resistencia de la especie individual de un microorganismo dado y de la profundidad, alcance y fuerza del impacto ambiental. Algunos tipos de microorganismos, como el grupo resistente a los ácidos, la difteria y las formas fúngicas, cambian menos y se adaptan peor, mientras que los grupos entérico-tifoidea, capsular, coccal, anaerobios están más fácilmente sujetos a cambios. La adaptabilidad de los microorganismos afecta principalmente su relación con el oxígeno y la temperatura ambiente. Se sabe que los anaerobios pueden acostumbrarse tanto al oxígeno libre como viceversa. Lo mismo debe decirse de la actitud ante la temperatura ambiente, así como ante la reacción del medio ambiente, ante la acción de la luz y la composición química del material nutritivo. Debe cumplirse una condición para que se produzca esta adaptación: la exposición gradual a nuevos factores. Cuanto más lenta y gradualmente actúan las nuevas condiciones, más fácil y perfectamente se adapta el microorganismo. Este accesorio va en diferentes direcciones. Las condiciones ambientales hacen que el microorganismo se vuelva menos exigente en sus funciones fisiológicas, las limite al mínimo y pase a la etapa de anabiosis (“microbismo oculto”), por lo que forma esporas y se rodea de cápsulas impenetrables de mucosa, calcárea y tejido conjuntivo. (cocos, tubos, etc.), palos, etc.); o los microorganismos sufren cambios morfológicos, pierden órganos enteros y partes particularmente sensibles a las condiciones normales (por ejemplo, tripanosomas, se acostumbran al arsénico, pierden blefaroblastos (Verbitsky)), y así se obtienen nuevas razas de microorganismos. La formación de nuevas razas con nuevas propiedades es especialmente fácil cuando un microorganismo encuentra nuevas sustancias químicas en un organismo en el que está acostumbrado a reproducirse libremente. Cuando aparecen sustancias dañinas en tal ambiente, algunos de los microorganismos mueren, y los individuos más resistentes sobreviven y dan lugar a las denominadas razas "resistentes" o "obstinadas" (Enrlich). Dicha resistencia ha sido probada en relación a diversos compuestos químicos y alcaloides (arsénico, alcohol, quinina) La adaptabilidad de los microorganismos también puede ir en la dirección opuesta, hacia la mejora de su viabilidad y la adquisición de una mayor actividad. Así, bajo la influencia de un organismo debilitado, un microorganismo ligeramente virulento comienza a multiplicarse rápidamente ya producir toxinas que antes no tenía o tenía poco. Un ejemplo aquí son los numerosos casos de las llamadas infecciones endógenas, cuando el neumococo, bajo la influencia de un resfriado, causa neumonía o Bact. coli, bajo la influencia de un error en la dieta, provoca una enfermedad parecida a la disentería. Esta "activación" del microorganismo no es más que su adaptación a las nuevas condiciones. Los fenómenos de adaptación están especialmente bien estudiados y son numerosos cuando el microorganismo se encuentra con un organismo inmune o ambientes inmunes. Además de las cápsulas mencionadas anteriormente, que sirven como una capa protectora para el microbio del ambiente externo, el microorganismo comienza a producir agresiones, lo que lo hace menos accesible a los fagocitos. La adaptabilidad de los microorganismos llega tan lejos que pueden volverse resistentes incluso a los sueros inmunes. Bordet mostró ya en 1895 cómo Vibrio cholerae puede acostumbrarse al suero bacteriolítico. Varios autores han probado la posibilidad de acostumbrar a los microorganismos aglutinantes al hecho de que dejen de aglutinar. Por el contrario, los microorganismos no aglutinables pueden convertirse en aglutinantes, por ejemplo, al pasar por el cuerpo de los animales e incluso por simples transferencias de medio a medio. Reconstruyendo sus características morfológicas y fisiológicas, los microorganismos, dependiendo del suelo en el que viven, y dependiendo de otros microorganismos que se multiplican junto a él, pueden adquirir las características inherentes a un vecino y convertirse en el llamado "paramicrobio". Tal microorganismo, como demostró Rosenow, puede adquirir nuevas propiedades adquiridas por la cohabitación con un microorganismo patógeno y conservarlas durante bastante tiempo por herencia. Entonces, por ejemplo, el estreptococo aislado de la meningitis causada por diplococcus Weichselbaum'a adquiere la capacidad de dar meningitis. Resulta, por así decirlo, una imitación de otro patógeno. Esta imitación se expresa en la capacidad de provocar la misma enfermedad o en la adquisición de nuevas propiedades antigénicas. Así, un proteo que vive en el cuerpo de un enfermo de tifus empieza a aglutinarse con el suero del enfermo, aunque no es el agente causal de la enfermedad. De todos los hechos citados, queda claro cuán importantes son los fenómenos de adaptación de los microorganismos para la patología y la epidemiología.
La evolución de las bacterias y su significado médico. Los microorganismos en la Tierra surgieron unos tres mil millones de años antes de la aparición del hombre. En 1822, E. Darwin propuso la teoría de la evolución y 100 años después, el bioquímico ruso A. Oparin (1920) propuso la teoría del surgimiento de la vida biológica. Las bacterias juegan un papel importante en este sistema. Las primeras formas de vida biológica autorreplicantes rodeadas por una membrana (protobiontes) eran incapaces de realizar la fotosíntesis y obtenían energía realizando reacciones oxidativas abiogénicas simples de un solo paso. Esto continuó durante aproximadamente 1.000 millones de años. La energía (electroquímica, térmica, fotoquímica) generada en estas reacciones se almacenaba en determinadas moléculas y se utilizaba para llevar a cabo procesos primitivos. La formación de moléculas y reacciones primarias marcó el comienzo de los procesos metabólicos: anabolismo y catabolismo. La transición de protocélula a célula procariota se produjo hace entre 2500 y 3000 millones de años. No había oxígeno en la atmósfera del planeta y los procariotas primarios eran anaerobios. La vía autotrófica de fijación de CO 2 fue la base de la productividad primaria del planeta. El cambio de una atmósfera reductora a una atmósfera de oxígeno ocurrió entre el Precámbrico medio y tardío (hace 2.800 millones de años). A modo de comparación, el contenido de oxígeno en la atmósfera del planeta hace 800 millones de años era de alrededor del 1 %, hace 400 millones de años ya era del 10 % y ahora es del 21 %. A medida que la composición de la atmósfera cambió, comenzaron a formarse anaerobios fototróficos y heterótrofos facultativos, y más tarde surgieron bacterias aeróbicas.
Las bacterias no solo fueron los principales acumuladores de genes, sino también el objeto de su mejora evolutiva. La tasa de evolución es el número de mutaciones por 100 aminoácidos de una determinada molécula de proteína en 100 millones de años. Varía ampliamente. Esta es la base del concepto de reloj molecular, que declara que las mutaciones se acumulan gradualmente en el genoma y forman una nueva secuencia para la mayor divergencia de las especies en un período de tiempo lineal de evolución. El diagrama presentado en la Fig.3. le permite visualizar la evolución de ciertos grupos de bacterias y establecer aproximadamente el tiempo evolutivo cuando una especie particular (género) se separó de un ancestro común.
La tasa de evolución es constante y depende de muchos factores: la tasa de procesos metabólicos, el tiempo de generación, el flujo de información y la presión selectiva. Por ejemplo, la divergencia del género Salmonella y el género Escherichia coli de un ancestro común ocurrió hace aproximadamente 100-140 millones de años. Los genomas bacterianos han evolucionado a lo largo de 50 mil millones de generaciones, acumulando mutaciones y adquiriendo nueva información genética a través de la transferencia horizontal de genes sin una reorganización significativa de los genes ancestrales. Durante el año, el genoma de Salmonella adquirió aproximadamente 16 kb/millón de información genética ajena. años, y E. coli - 22 kb / millón de años. Actualmente, sus genomas difieren en un 25%. Una parte significativa del genoma se adquirió por transferencia horizontal. En general, el genoma bacteriano varía en tamaño de 0,6 a 9,4 Mb de información (3 a 5 Mb en promedio). Algunas bacterias tienen dos cromosomas (Leptospira interrogans serovar icterohemorrahgiae, Brucellae melitensis). La evolución progresiva de las bacterias tuvo lugar en varias direcciones interrelacionadas: metabólica, morfológica (estructural-molecular) y ecológica. En la naturaleza existe una gran variedad de microorganismos, de los cuales actualmente no se conocen más del 5-7%, y las bacterias cultivadas en condiciones artificiales representan alrededor del 1%. Esto significa que apenas estamos comenzando a conocer el mundo de los microbios.
Estrategias de secuenciación del genoma. Cada par de bases del genoma es un bit de información. Por ejemplo, el genoma de Haemophilus influenzae contiene 1 830 137 y el genoma de Escherichia coli contiene 4 639 221 bits de información. Los aspectos comparativos de la secuenciación del genoma bacteriano permiten determinar la presencia de genes y mecanismos reguladores comunes, establecer relaciones evolutivas intraespecies e interespecies, y son la base de la genómica estructural y evolutiva. Una nueva ciencia, la bioinformática, se dedica al análisis matemático de los genomas de los microorganismos. El tema de investigación es la secuenciación de fragmentos o genomas completos de bacterias con la ayuda de programas informáticos desarrollados y bases de datos de información sobre ácidos nucleicos y proteínas.
Con base en el análisis de la estructura de los genomas (secuenciación), se formaron 36-40 grandes taxones (divisiones). Los miembros de cada uno de ellos tienen un ancestro común, que en un determinado momento se separó de otro taxón predecesor. Algunas de las divisiones incluyen más especies de bacterias conocidas que otras. Esto generalmente se refiere a aquellos que están bien cultivados en el laboratorio. El mayor número de especies bacterianas (del 40 al 80%) se describió entre los taxones de Proteobacteria, Actinobacteria, Gram-positivas con bajo contenido de G+C. Al mismo tiempo, en algunos departamentos se desconocen los representantes cultivados de bacterias. Cabe señalar que de las 36-40 divisiones del reino Bacteria, solo los representantes de 7 grandes taxones son capaces de causar enfermedades en los humanos. La especialización y adaptación de estas bacterias al organismo animal llevó a la formación de bloques de genes que controlan los factores de patogenicidad (islas de patogenicidad). Pueden localizarse en el cromosoma, plásmidos y, posiblemente, en fagos bacterianos. Establecer la dirección y el orden de la evolución de los microorganismos con base en la variabilidad de sus genomas es una dirección prometedora en epidemiología molecular.
Las bacterias son el grupo de organismos más antiguo que existe actualmente en la Tierra. Las primeras bacterias probablemente aparecieron hace más de 3.500 millones de años y durante casi mil millones de años fueron los únicos seres vivos de nuestro planeta. Dado que estos fueron los primeros representantes de la vida silvestre, su cuerpo tenía una estructura primitiva.
Con el tiempo, su estructura se volvió más compleja, pero incluso hoy en día las bacterias se consideran los organismos unicelulares más primitivos. Curiosamente, algunas bacterias aún conservan las características primitivas de sus antiguos ancestros. Esto se observa en bacterias que viven en manantiales calientes de azufre y limos anóxicos en el fondo de los embalses.
La mayoría de las bacterias son incoloras. Sólo unos pocos son de color púrpura o verde. Pero las colonias de muchas bacterias tienen un color brillante, que se debe a la liberación de una sustancia coloreada al medio ambiente oa la pigmentación de las células.
El descubridor del mundo de las bacterias fue Anthony Leeuwenhoek, un naturalista holandés del siglo XVII, quien creó por primera vez un microscopio de lupa perfecto que aumenta los objetos entre 160 y 270 veces.
Las bacterias se clasifican como procariotas y se separan en un reino separado: las bacterias.
forma del cuerpo
Las bacterias son organismos numerosos y diversos. Se diferencian en la forma.
| nombre de la bacteria | Forma de bacterias | Imagen de bacterias |
| cocos | esférico | |
| Bacilo |  | en forma de varilla |
| Vibrión | coma curva | |
| espirilum |  | Espiral |
| estreptococos |  | Cadena de cocos |
| estafilococos |  | Racimos de cocos |
| diplococos | Dos bacterias redondas encerradas en una cápsula viscosa. |
formas de transporte
Entre las bacterias hay formas móviles e inmóviles. Los móviles se mueven mediante contracciones ondulatorias o con la ayuda de flagelos (hilos helicoidales retorcidos), que consisten en una proteína flagelina especial. Puede haber uno o más flagelos. Están ubicados en algunas bacterias en un extremo de la célula, en otras, en dos o en toda la superficie.
Pero el movimiento también es inherente a muchas otras bacterias que no tienen flagelos. Entonces, las bacterias cubiertas con moco en el exterior son capaces de moverse por deslizamiento.
Algunas bacterias del agua y del suelo sin flagelos tienen vacuolas de gas en el citoplasma. Puede haber 40-60 vacuolas en una celda. Cada uno de ellos está lleno de gas (presumiblemente nitrógeno). Al regular la cantidad de gas en las vacuolas, las bacterias acuáticas pueden hundirse en la columna de agua o subir a su superficie, mientras que las bacterias del suelo pueden moverse en los capilares del suelo.
Habitat
Debido a la simplicidad de organización y sin pretensiones, las bacterias están ampliamente distribuidas en la naturaleza. Las bacterias se encuentran en todas partes: incluso en una gota del agua de manantial más pura, en los granos de tierra, en el aire, en las rocas, en las nieves polares, en las arenas del desierto, en el fondo del océano, en el aceite extraído de grandes profundidades e incluso en agua caliente. agua de manantial con una temperatura de unos 80ºС. Viven en plantas, frutas, en varios animales y en humanos en los intestinos, la boca, las extremidades y en la superficie del cuerpo.
Las bacterias son los seres vivos más pequeños y numerosos. Debido a su pequeño tamaño, penetran fácilmente en cualquier grieta, hendidura y poro. Muy resistente y adaptado a diversas condiciones de existencia. Toleran el secado, el frío extremo, el calentamiento hasta 90ºС, sin perder viabilidad.
Prácticamente no hay lugar en la Tierra donde no se encuentren bacterias, pero en diferentes cantidades. Las condiciones de vida de las bacterias son variadas. Algunos de ellos necesitan oxígeno del aire, otros no lo necesitan y pueden vivir en un ambiente libre de oxígeno.
En el aire: las bacterias ascienden a la atmósfera superior hasta 30 km. y más.
Especialmente muchos de ellos en el suelo. Un gramo de suelo puede contener cientos de millones de bacterias.
En agua: en las capas superficiales de agua de embalses abiertos. Las bacterias acuáticas beneficiosas mineralizan los residuos orgánicos.
En los organismos vivos: las bacterias patógenas ingresan al cuerpo desde el ambiente externo, pero solo en condiciones favorables causan enfermedades. Simbiótico vive en los órganos digestivos, ayudando a descomponer y asimilar los alimentos, sintetizar vitaminas.
Estructura externa
La célula bacteriana está vestida con una capa densa especial: la pared celular, que realiza funciones protectoras y de apoyo, y también le da a la bacteria una forma característica permanente. La pared celular de una bacteria se asemeja a la cáscara de una célula vegetal. Es permeable: a través de él, los nutrientes pasan libremente a la célula y los productos metabólicos salen al medio ambiente. Las bacterias a menudo desarrollan una capa protectora adicional de moco, una cápsula, sobre la pared celular. El grosor de la cápsula puede ser muchas veces mayor que el diámetro de la propia célula, pero puede ser muy pequeño. La cápsula no es una parte obligatoria de la célula, se forma según las condiciones en las que ingresan las bacterias. Evita que las bacterias se sequen.
En la superficie de algunas bacterias hay flagelos largos (uno, dos o muchos) o vellosidades cortas y delgadas. La longitud de los flagelos puede ser muchas veces mayor que el tamaño del cuerpo de la bacteria. Las bacterias se mueven con la ayuda de flagelos y vellosidades.
Estructura interna
Dentro de la célula bacteriana hay un citoplasma inmóvil denso. Tiene una estructura en capas, no hay vacuolas, por lo que varias proteínas (enzimas) y nutrientes de reserva se encuentran en la sustancia misma del citoplasma. Las células bacterianas no tienen núcleo. En la parte central de sus células se concentra una sustancia portadora de información hereditaria. Bacterias, - ácido nucleico - ADN. Pero esta sustancia no está encuadrada en el núcleo.
La organización interna de una célula bacteriana es compleja y tiene sus propias características específicas. El citoplasma está separado de la pared celular por la membrana citoplasmática. En el citoplasma, se distinguen la sustancia principal, o matriz, los ribosomas y un pequeño número de estructuras de membrana que realizan una variedad de funciones (análogos de las mitocondrias, el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi). El citoplasma de las células bacterianas a menudo contiene gránulos de varias formas y tamaños. Los gránulos pueden estar compuestos por compuestos que sirven como fuente de energía y carbono. Las gotas de grasa también se encuentran en la célula bacteriana.
En la parte central de la célula se localiza la sustancia nuclear, el ADN, que no está separada del citoplasma por una membrana. Este es un análogo del núcleo: el nucleoide. El nucleoide no tiene membrana, nucléolo y un conjunto de cromosomas.
metodos de nutricion
Las bacterias tienen diferentes formas de alimentarse. Entre ellos se encuentran los autótrofos y los heterótrofos. Los autótrofos son organismos que pueden formar sustancias orgánicas de forma independiente para su nutrición.
Las plantas necesitan nitrógeno, pero ellas mismas no pueden absorber el nitrógeno del aire. Algunas bacterias combinan moléculas de nitrógeno en el aire con otras moléculas, dando como resultado sustancias disponibles para las plantas.
Estas bacterias se asientan en las células de las raíces jóvenes, lo que conduce a la formación de engrosamientos en las raíces, llamados nódulos. Dichos nódulos se forman en las raíces de las plantas de la familia de las leguminosas y algunas otras plantas.
Las raíces proporcionan carbohidratos a las bacterias, y las bacterias les dan a las raíces sustancias que contienen nitrógeno que pueden ser absorbidas por la planta. Su relación es mutuamente beneficiosa.
Las raíces de las plantas secretan muchas sustancias orgánicas (azúcares, aminoácidos y otras) de las que se alimentan las bacterias. Por lo tanto, especialmente muchas bacterias se asientan en la capa del suelo que rodea las raíces. Estas bacterias convierten los residuos de plantas muertas en sustancias disponibles para la planta. Esta capa de suelo se llama rizosfera.
Hay varias hipótesis sobre la penetración de las bacterias del nódulo en los tejidos de la raíz:
- a través del daño al tejido epidérmico y cortical;
- a través de los pelos de la raíz;
- sólo a través de la membrana celular joven;
- debido a bacterias compañeras que producen enzimas pectinolíticas;
- debido a la estimulación de la síntesis de ácido B-indolacético a partir del triptófano, que siempre está presente en las secreciones de las raíces de las plantas.
El proceso de introducción de bacterias del nódulo en el tejido radicular consta de dos fases:
- infección de los pelos de la raíz;
- proceso de formación de nódulos.
En la mayoría de los casos, la célula invasora se multiplica activamente, forma los llamados hilos de infección y ya en forma de tales hilos se mueve hacia los tejidos de la planta. Las bacterias del nódulo que han surgido del hilo de infección continúan multiplicándose en el tejido huésped.
Llenas de células de bacterias de nódulos que se multiplican rápidamente, las células vegetales comienzan a dividirse intensamente. La conexión de un nódulo joven con la raíz de una planta leguminosa se lleva a cabo gracias a haces vasculares y fibrosos. Durante el período de funcionamiento, los nódulos suelen ser densos. En el momento de la manifestación de la actividad óptima, los nódulos adquieren un color rosado (debido al pigmento de legoglobina). Solo aquellas bacterias que contienen legoglobina son capaces de fijar nitrógeno.
Las bacterias del nódulo crean decenas y cientos de kilogramos de fertilizantes nitrogenados por hectárea de suelo.
Metabolismo
Las bacterias difieren entre sí en el metabolismo. Para algunos, va con la participación de oxígeno, para otros, sin su participación.
La mayoría de las bacterias se alimentan de sustancias orgánicas preparadas. Solo algunos de ellos (azul-verde o cianobacterias) son capaces de crear sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas. Desempeñaron un papel importante en la acumulación de oxígeno en la atmósfera terrestre.
Las bacterias absorben sustancias del exterior, desgarran sus moléculas, ensamblan su caparazón a partir de estas partes y reponen su contenido (así es como crecen) y desechan las moléculas innecesarias. El caparazón y la membrana de la bacteria le permiten absorber solo las sustancias adecuadas.
Si la cubierta y la membrana de la bacteria fueran completamente impermeables, ninguna sustancia entraría en la célula. Si fueran permeables a todas las sustancias, el contenido de la célula se mezclaría con el medio, la solución en la que vive la bacteria. Para la supervivencia de las bacterias se necesita un caparazón que permita el paso de las sustancias necesarias, pero no de las que no se necesitan.
La bacteria absorbe los nutrientes que se encuentran cerca de ella. ¿Qué pasa después? Si puede moverse de forma independiente (moviendo el flagelo o empujando el moco hacia atrás), entonces se mueve hasta que encuentra las sustancias necesarias.
Si no puede moverse, espera hasta que la difusión (la capacidad de las moléculas de una sustancia para penetrar en el espesor de las moléculas de otra sustancia) le traiga las moléculas necesarias.
Las bacterias, junto con otros grupos de microorganismos, realizan un enorme trabajo químico. Mediante la transformación de diversos compuestos, reciben la energía y los nutrientes necesarios para su actividad vital. Los procesos metabólicos, las formas de obtención de energía y la necesidad de materiales para construir las sustancias de su organismo en las bacterias son diversos.
Otras bacterias satisfacen todas las necesidades de carbono necesarias para la síntesis de sustancias orgánicas del cuerpo a expensas de compuestos inorgánicos. Se llaman autótrofos. Las bacterias autótrofas son capaces de sintetizar sustancias orgánicas a partir de inorgánicas. Entre ellos se distinguen:
quimiosíntesis
El uso de energía radiante es la forma más importante, pero no la única, de crear materia orgánica a partir de dióxido de carbono y agua. Se sabe que las bacterias no utilizan la luz solar como fuente de energía para dicha síntesis, sino la energía de los enlaces químicos que se producen en las células de los organismos durante la oxidación de ciertos compuestos inorgánicos: sulfuro de hidrógeno, azufre, amoníaco, hidrógeno, ácido nítrico, compuestos ferrosos de hierro y manganeso. Usan la materia orgánica formada usando esta energía química para construir las células de su cuerpo. Por lo tanto, este proceso se llama quimiosíntesis.
El grupo más importante de microorganismos quimiosintéticos son las bacterias nitrificantes. Estas bacterias viven en el suelo y llevan a cabo la oxidación del amoníaco, formado durante la descomposición de los residuos orgánicos, a ácido nítrico. Este último, reacciona con los compuestos minerales del suelo, se convierte en sales de ácido nítrico. Este proceso se desarrolla en dos fases.
Las bacterias del hierro convierten el hierro ferroso en óxido. El hidróxido de hierro formado se asienta y forma el llamado mineral de hierro de pantano.
Algunos microorganismos existen debido a la oxidación del hidrógeno molecular, proporcionando así una forma autótrofa de nutrición.
Un rasgo característico de las bacterias del hidrógeno es la capacidad de cambiar a un estilo de vida heterótrofo cuando se les proporcionan compuestos orgánicos y en ausencia de hidrógeno.
Por lo tanto, los quimioautótrofos son autótrofos típicos, ya que sintetizan de forma independiente los compuestos orgánicos necesarios a partir de sustancias inorgánicas y no los toman preparados de otros organismos, como los heterótrofos. Las bacterias quimioautotróficas difieren de las plantas fototróficas en su total independencia de la luz como fuente de energía.
fotosíntesis bacteriana
Algunas bacterias de azufre que contienen pigmentos (púrpura, verde), que contienen pigmentos específicos, las bacterioclorofilas, pueden absorber la energía solar, con la ayuda de la cual el sulfuro de hidrógeno se divide en sus organismos y proporciona átomos de hidrógeno para restaurar los compuestos correspondientes. Este proceso tiene mucho en común con la fotosíntesis y difiere solo en que en las bacterias moradas y verdes, el sulfuro de hidrógeno (ocasionalmente ácidos carboxílicos) es un donante de hidrógeno, y en las plantas verdes es agua. En esos y otros, el desdoblamiento y transferencia de hidrógeno se realiza debido a la energía de los rayos solares absorbidos.
Tal fotosíntesis bacteriana, que ocurre sin la liberación de oxígeno, se llama fotorreducción. La fotorreducción de dióxido de carbono está asociada con la transferencia de hidrógeno no del agua, sino del sulfuro de hidrógeno:
6CO 2 + 12H 2 S + hv → C6H 12 O 6 + 12S \u003d 6H 2 O
La importancia biológica de la quimiosíntesis y la fotosíntesis bacteriana a escala planetaria es relativamente pequeña. Solo las bacterias quimiosintéticas juegan un papel importante en el ciclo del azufre en la naturaleza. Absorbido por las plantas verdes en forma de sales de ácido sulfúrico, el azufre se restaura y pasa a formar parte de las moléculas de proteínas. Además, durante la destrucción de residuos vegetales y animales muertos por bacterias putrefactas, el azufre se libera en forma de sulfuro de hidrógeno, que es oxidado por las bacterias del azufre a azufre libre (o ácido sulfúrico), que forma sulfitos disponibles para las plantas en el suelo. Las bacterias quimio y fotoautótrofas son esenciales en el ciclo del nitrógeno y el azufre.
esporulación
Las esporas se forman dentro de la célula bacteriana. En el proceso de formación de esporas, una célula bacteriana pasa por una serie de procesos bioquímicos. La cantidad de agua libre en él disminuye, la actividad enzimática disminuye. Esto asegura la resistencia de las esporas a condiciones ambientales adversas (alta temperatura, alta concentración de sal, secado, etc.). La formación de esporas es característica de sólo un pequeño grupo de bacterias.
Las esporas no son una etapa esencial en el ciclo de vida de las bacterias. La esporulación comienza solo con la falta de nutrientes o la acumulación de productos metabólicos. Las bacterias en forma de esporas pueden permanecer latentes durante mucho tiempo. Las esporas bacterianas resisten la ebullición prolongada y la congelación muy prolongada. Cuando se dan las condiciones favorables, la disputa germina y se hace viable. Las esporas bacterianas son adaptaciones para sobrevivir en condiciones adversas.
reproducción
Las bacterias se reproducen dividiendo una célula en dos. Habiendo alcanzado cierto tamaño, la bacteria se divide en dos bacterias idénticas. Luego, cada uno de ellos comienza a alimentarse, crece, se divide, etc.
Después de la elongación de la célula, se forma gradualmente un tabique transversal y luego las células hijas divergen; en muchas bacterias, bajo ciertas condiciones, las células después de la división permanecen conectadas en grupos característicos. En este caso, dependiendo de la dirección del plano de división y del número de divisiones, surgen diferentes formas. La reproducción por gemación ocurre en las bacterias como una excepción.
Bajo condiciones favorables, la división celular en muchas bacterias ocurre cada 20-30 minutos. Con una reproducción tan rápida, la descendencia de una bacteria en 5 días puede formar una masa que puede llenar todos los mares y océanos. Un simple cálculo muestra que se pueden formar 72 generaciones (720.000.000.000.000.000.000 células) por día. Si se traduce en peso - 4720 toneladas. Sin embargo, esto no sucede en la naturaleza, ya que la mayoría de las bacterias mueren rápidamente bajo la influencia de la luz solar, el secado, la falta de alimentos, el calentamiento hasta 65-100ºС, como resultado de la lucha entre especies, etc.
La bacteria (1), habiendo absorbido suficiente alimento, aumenta de tamaño (2) y comienza a prepararse para la reproducción (división celular). Su ADN (en una bacteria, la molécula de ADN está cerrada en un anillo) se duplica (la bacteria produce una copia de esta molécula). Ambas moléculas de ADN (3.4) parecen estar adheridas a la pared bacteriana y, cuando se alargan, las bacterias divergen hacia los lados (5.6). Primero se divide el nucleótido, luego el citoplasma.
Después de la divergencia de dos moléculas de ADN en las bacterias, aparece una constricción que divide gradualmente el cuerpo de la bacteria en dos partes, cada una de las cuales contiene una molécula de ADN (7).
Ocurre (en el bacilo del heno), dos bacterias se unen y se forma un puente entre ellas (1,2).
El ADN se transporta de una bacteria a otra a través del puente (3). Una vez en una bacteria, las moléculas de ADN se entrelazan, se unen en algunos lugares (4), después de lo cual intercambian secciones (5).
El papel de las bacterias en la naturaleza.
Circulación
Las bacterias son el eslabón más importante en la circulación general de sustancias en la naturaleza. Las plantas crean sustancias orgánicas complejas a partir de dióxido de carbono, agua y sales minerales del suelo. Estas sustancias regresan al suelo con hongos muertos, plantas y cadáveres de animales. Las bacterias descomponen sustancias complejas en simples, que son reutilizadas por las plantas.
Las bacterias destruyen la materia orgánica compleja de plantas muertas y cadáveres de animales, excreciones de organismos vivos y diversos desechos. Al alimentarse de estas sustancias orgánicas, las bacterias saprofitas de la descomposición las convierten en humus. Estos son el tipo de camilleros de nuestro planeta. Así, las bacterias participan activamente en el ciclo de las sustancias en la naturaleza.
formación del suelo
Dado que las bacterias se distribuyen en casi todas partes y se encuentran en grandes cantidades, determinan en gran medida los diversos procesos que ocurren en la naturaleza. En otoño, las hojas de los árboles y arbustos caen, los brotes de hierba que se encuentran sobre el suelo mueren, las ramas viejas se caen y, de vez en cuando, caen los troncos de los árboles viejos. Todo esto se convierte gradualmente en humus. En 1 cm 3. La capa superficial del suelo forestal contiene cientos de millones de bacterias saprofitas del suelo de varias especies. Estas bacterias convierten el humus en varios minerales que las raíces de las plantas pueden absorber del suelo.
Algunas bacterias del suelo pueden absorber nitrógeno del aire y utilizarlo en los procesos vitales. Estas bacterias fijadoras de nitrógeno viven solas o se instalan en las raíces de las leguminosas. Habiendo penetrado en las raíces de las leguminosas, estas bacterias provocan el crecimiento de las células de las raíces y la formación de nódulos en ellas.
Estas bacterias liberan compuestos de nitrógeno que utilizan las plantas. Las bacterias obtienen carbohidratos y sales minerales de las plantas. Así, existe una estrecha relación entre la leguminosa y la bacteria del nódulo, lo cual es útil tanto para uno como para el otro organismo. Este fenómeno se llama simbiosis.
Gracias a su simbiosis con las bacterias del nódulo, las leguminosas enriquecen el suelo con nitrógeno, lo que ayuda a aumentar los rendimientos.
Distribución en la naturaleza
Los microorganismos son ubicuos. Las únicas excepciones son los cráteres de volcanes activos y pequeñas áreas en los epicentros de bombas atómicas detonadas. Ni las bajas temperaturas de la Antártida, ni los chorros hirvientes de los géiseres, ni las soluciones salinas saturadas en las piscinas de sal, ni la fuerte insolación de los picos de las montañas, ni la dura radiación de los reactores nucleares interfieren con la existencia y el desarrollo de la microflora. Todos los seres vivos interactúan constantemente con los microorganismos, siendo muchas veces no solo sus almacenes, sino también distribuidores. Los microorganismos son los nativos de nuestro planeta, desarrollando activamente los sustratos naturales más increíbles.
microflora del suelo
La cantidad de bacterias en el suelo es extremadamente grande: cientos de millones y miles de millones de individuos en 1 gramo. Son mucho más abundantes en el suelo que en el agua y el aire. El número total de bacterias en los suelos varía. El número de bacterias depende del tipo de suelo, su condición, la profundidad de las capas.
En la superficie de las partículas del suelo, los microorganismos se encuentran en pequeñas microcolonias (20-100 células cada una). A menudo se desarrollan en el espesor de coágulos de materia orgánica, en raíces de plantas vivas y moribundas, en capilares delgados y en el interior de bultos.
La microflora del suelo es muy diversa. Aquí se encuentran diferentes grupos fisiológicos de bacterias: bacterias putrefactivas, nitrificantes, fijadoras de nitrógeno, sulfurosas, etc. entre ellas hay aerobias y anaerobias, formas de esporas y no esporas. La microflora es uno de los factores de formación del suelo.
El área de desarrollo de microorganismos en el suelo es la zona adyacente a las raíces de las plantas vivas. Se llama rizosfera, y la totalidad de los microorganismos contenidos en ella se llama microflora de la rizosfera.
Microflora de reservorios
El agua es un entorno natural donde los microorganismos crecen en grandes cantidades. La mayoría de ellos ingresan al agua desde el suelo. Un factor que determina la cantidad de bacterias en el agua, la presencia de nutrientes en ella. Las más limpias son las aguas de pozos artesianos y manantiales. Los embalses abiertos y los ríos son muy ricos en bacterias. El mayor número de bacterias se encuentra en las capas superficiales del agua, más cerca de la costa. A medida que aumenta la distancia de la costa y aumenta la profundidad, el número de bacterias disminuye.
El agua pura contiene de 100 a 200 bacterias por 1 ml, mientras que el agua contaminada contiene de 100 a 300 mil o más. Hay muchas bacterias en el sedimento del fondo, especialmente en la capa superficial, donde las bacterias forman una película. Hay muchas bacterias de azufre y hierro en esta película, que oxidan el sulfuro de hidrógeno a ácido sulfúrico y, por lo tanto, evitan que los peces mueran. Hay más formas portadoras de esporas en el limo, mientras que las formas no portadoras de esporas predominan en el agua.
En términos de composición de especies, la microflora del agua es similar a la microflora del suelo, pero también se encuentran formas específicas. Destruyendo diversos desechos que han caído al agua, los microorganismos van realizando poco a poco la llamada depuración biológica del agua.
Microflora del aire
La microflora del aire es menos numerosa que la microflora del suelo y del agua. Las bacterias se elevan en el aire con el polvo, pueden permanecer allí por un tiempo y luego se asientan en la superficie de la tierra y mueren por falta de nutrición o bajo la influencia de los rayos ultravioleta. La cantidad de microorganismos en el aire depende del área geográfica, la ubicación, la estación, la contaminación por polvo, etc. Cada mota de polvo es portadora de microorganismos. La mayoría de las bacterias en el aire sobre las empresas industriales. El aire en el campo es más limpio. El aire más limpio está sobre bosques, montañas, espacios nevados. Las capas superiores del aire contienen menos gérmenes. En la microflora del aire hay muchas bacterias pigmentadas y portadoras de esporas que son más resistentes que otras a los rayos ultravioleta.
Microflora del cuerpo humano.
El cuerpo de una persona, incluso uno completamente sano, es siempre portador de microflora. Cuando el cuerpo humano entra en contacto con el aire y el suelo, una variedad de microorganismos, incluidos patógenos (bacilos del tétanos, gangrena gaseosa, etc.), se depositan en la ropa y la piel. Las partes expuestas del cuerpo humano son las más frecuentemente contaminadas. E. coli, los estafilococos se encuentran en las manos. Hay más de 100 tipos de microbios en la cavidad oral. La boca, con su temperatura, humedad, residuos de nutrientes, es un ambiente excelente para el desarrollo de microorganismos.
El estómago tiene una reacción ácida, por lo que la mayor parte de los microorganismos mueren. A partir del intestino delgado, la reacción se vuelve alcalina, es decir, favorable para los microbios. La microflora en el intestino grueso es muy diversa. Cada adulto excreta alrededor de 18 mil millones de bacterias diariamente con sus excrementos, es decir, más individuos que personas en el mundo.
Los órganos internos que no están conectados con el entorno externo (cerebro, corazón, hígado, vejiga, etc.) generalmente están libres de microbios. Los microbios ingresan a estos órganos solo durante la enfermedad.
Bacterias en el ciclismo
Los microorganismos en general y las bacterias en particular juegan un papel importante en los ciclos biológicamente importantes de la materia en la Tierra, llevando a cabo transformaciones químicas que son completamente inaccesibles para las plantas o los animales. Varias etapas del ciclo de los elementos son llevadas a cabo por organismos de diferentes tipos. La existencia de cada grupo separado de organismos depende de la transformación química de los elementos llevada a cabo por otros grupos.
ciclo del nitrógeno
La transformación cíclica de los compuestos nitrogenados juega un papel primordial en el suministro de las formas necesarias de nitrógeno a varios organismos de la biosfera en términos de necesidades nutricionales. Más del 90% de la fijación total de nitrógeno se debe a la actividad metabólica de ciertas bacterias.
El ciclo del carbono
La transformación biológica del carbono orgánico en dióxido de carbono, acompañada de la reducción del oxígeno molecular, requiere la actividad metabólica conjunta de varios microorganismos. Muchas bacterias aeróbicas llevan a cabo la oxidación completa de las sustancias orgánicas. En condiciones aeróbicas, los compuestos orgánicos se descomponen inicialmente por fermentación, y los productos finales de la fermentación orgánica se oxidan aún más por la respiración anaeróbica si están presentes aceptores de hidrógeno inorgánicos (nitrato, sulfato o CO2).
ciclo del azufre
Para los organismos vivos, el azufre está disponible principalmente en forma de sulfatos solubles o compuestos orgánicos reducidos de azufre.
El ciclo del hierro
Algunos depósitos de agua dulce contienen altas concentraciones de sales de hierro reducidas. En tales lugares, se desarrolla una microflora bacteriana específica: bacterias de hierro, que oxidan el hierro reducido. Participan en la formación de minerales de hierro de pantano y fuentes de agua ricas en sales de hierro.
Las bacterias son los organismos más antiguos, apareciendo hace unos 3.500 millones de años en el Arcaico. Durante unos 2500 millones de años, dominaron la Tierra, formaron la biosfera y participaron en la formación de una atmósfera de oxígeno.
Las bacterias son uno de los organismos vivos más simples (a excepción de los virus). Se cree que son los primeros organismos que aparecieron en la Tierra.
El equipo de Richard Lensky, un microbiólogo evolutivo conocido por su experimento evolutivo a largo plazo, estudió las diferencias genéticas (mutaciones acumuladas) entre poblaciones bacterianas que se han adaptado a cinco regímenes de temperatura diferentes durante 2000 generaciones. A pesar de la variedad de posibles formas de adaptación, la mayoría de las mutaciones resultaron ser específicas, es decir, surgieron en aquellas y solo en aquellas poblaciones que se desarrollaron bajo los mismos o similares regímenes de temperatura. Sin embargo, la mayoría de estas mutaciones luego se fijaron en el experimento evolutivo a largo plazo en curso. Aparentemente, a diferentes temperaturas, diferentes mutaciones resultan ser más útiles que otras (pero rara vez pasan de útiles a dañinas), y la selección natural trabaja precisamente con estas diferencias en utilidad relativa, corrigiendo mutaciones anteriores que resultaron ser más favorables. bajo condiciones dadas.
"Elements" ha hablado repetidamente sobre el trabajo del laboratorio de Richard Lenski (Richard Lenski), durante muchas décadas dedicado al estudio experimental de la evolución de las bacterias. Estos estudios no solo permiten comprender mejor los patrones de adaptación de estos microorganismos al medio ambiente (que también pueden tener una importancia práctica, por ejemplo, la resistencia a los antibióticos), sino que también brindan la oportunidad de ver de primera mano procesos evolutivos no triviales y sus resultados, lo cual es importante para la ciencia fundamental (ver más abajo). Las primeras etapas de adaptación son predecibles, las últimas etapas son aleatorias, "Elementos", 03.03.2015; En un experimento evolutivo a largo plazo, selección de "perspectivas evolutivas" fue revelado, "Elementos", 25/03/2011; Los resultados de un experimento evolutivo de 40,000 generaciones de largo fueron resumidos, "Elementos", 11/01/2009).
Pero, además del conocido experimento evolutivo a largo plazo (LEE) (ver. E. coli Proyecto de Evolución Experimental a Largo Plazo), que ahora dura 50.000 generaciones, el equipo de Richard Lensky también está realizando estudios a corto plazo que son "capas" del experimento principal.
En el nuevo trabajo, los investigadores estudiaron la base genética de la adaptación de E. coli Escherichia coli a diferentes temperaturas durante 2000 generaciones en varias docenas de líneas. En esta situación, cabría esperar tanto la divergencia debida a procesos estocásticos -la aparición de mutaciones y la deriva genética (ver Deriva genética)- como la evolución paralela, cuando diferentes líneas adquirirían adaptaciones similares en el mismo entorno. Al menos para animales complejos, en los que el desarrollo individual complica significativamente el camino del genotipo al fenotipo, estas dos opciones no necesariamente se contradicen entre sí: la misma adaptación puede ocurrir sobre una base genética diferente. Con esta multiplicidad de resultados aceptables (hacemos hincapié en que cada uno de ellos resulta ser posible) también se relaciona con la cuestión de la previsibilidad de la evolución, que ha intrigado durante mucho tiempo a los científicos, o más bien, la cuestión es a qué nivel podemos predecir cómo una población en particular se adaptará a una población modificada de una manera u otra (ver DL Stern, V. Orgogozo, 2009. Is genetic evolution predecible?).
En el experimento, 30 líneas separadas de E. coli, tomadas de un experimento a largo plazo, desarrollaron más de 2000 generaciones en cinco regímenes de temperatura diferentes, seis líneas cada una. Algunas de las bacterias se cultivaron a una temperatura óptima de 37 °C (permítanme recordarles que normalmente estas bacterias habitan en los intestinos de los animales de sangre caliente) y a una temperatura "tolerante" de 32 °C, y algunas, a temperaturas extremas de frío (20 °C) y calor. (42°C), ubicado en los límites inferior y superior de la zona de tolerancia (ver. La reacción del organismo a los cambios en los factores ambientales). Además, otro modo incluía alternancia de condiciones moderadas y extremas: la temperatura fluctuó entre 32 °C y 42 °C. El esquema del experimento se muestra con más detalle en la Fig. 1. 2A.
Todas las poblaciones de bacterias durante el experimento aumentaron su tasa de crecimiento, es decir, aumentó su adaptabilidad al medio ambiente. Además, las bacterias generalmente evolucionadas resultaron ser más exitosas que las ancestrales no solo en el entorno en el que se cultivaron, sino también en otros. Pero esto no siempre sucedió, por ejemplo, las poblaciones de ambientes de 20, 32 y 37 grados a 42 ° C crecieron peor que sus antepasados. Sin embargo, estos resultados fueron publicados hace mucho tiempo (ver A. F. Bennett, R. E. Lenski, J. E. Mittler, 1992. Evolutionary adaption to temperature. I. Fitness answers of Escherichia coli a cambios en su ambiente térmico; J. A. Mongold, A. F. Bennett, R. E. Lenski, 1996. Adaptación evolutiva a la temperatura. IV. Adaptación de Escherichia coli en un límite de nicho). Y en un trabajo reciente, los autores trataron las "cosas internas" genéticas de las adaptaciones de temperatura. Para hacer esto, secuenciaron completamente el ADN de los representantes de cada población de la generación 2000 final.
En total, durante todo el tiempo del experimento, todas las líneas estudiadas acumularon 159 mutaciones (recordemos que el experimento utiliza una población E. coli reproduciéndose asexualmente, por lo tanto, los procesos evolutivos se estudian mediante la acumulación de mutaciones), mientras que cada línea individual ha acumulado de dos a ocho mutaciones; curiosamente, solo una de estas poblaciones "extremas" no creció a 37 grados óptimos, sino a "moderada". " 32-X. Pero, en promedio, el número de mutaciones acumuladas por las bacterias de 37 grados es significativamente menor que el de todas las demás (pero solo si las consideramos todas juntas; al comparar las opciones experimentales en pares, las diferencias en el número de mutaciones acumuladas se vuelven resulta ser insignificante, tal vez debido al pequeño número de poblaciones en cada uno de ellos por experiencia). Tales resultados son bastante esperados, porque las bacterias crecieron a la temperatura óptima para ellos, en la que, además, los ancestros comunes de las líneas experimentales se desarrollaron durante otras 2000 generaciones (Fig. 2A). Por lo tanto, las bacterias ya estaban bastante adaptadas a estas condiciones, y era más probable que se vieran afectadas por la selección purificadora (descartar mutaciones que destruyen las adaptaciones ya existentes) que por la selección impulsora, que conduce a la formación de nuevas adaptaciones. Las mutaciones detectadas pertenecían a diferentes tipos: eran sustituciones de nucleótidos sinónimas y no sinónimas (ver Mutaciones: sustituciones de nucleótidos: tipos), deleciones (pérdidas de secciones de ADN), etc. Su distribución por tipos y poblaciones individuales se muestra en la Figura 2B. Tres de las mutaciones identificadas pueden conducir a la hipermutabilidad, una mayor tasa de mutación. Tales mutaciones a menudo se adquieren en experimentos evolutivos en bacterias, ya que aumentan las posibilidades de que ocurran mutaciones favorables. Sin embargo, en este caso, las poblaciones portadoras de genes mutadores potenciales no mostraron un exceso significativo del número de mutaciones obtenidas sobre el esperado.
A continuación, los científicos evaluaron la similitud de las mutaciones que aparecían en diferentes poblaciones mediante el cálculo del coeficiente de similitud de Dice, también conocido como coeficiente de Sørensen (S = 2 (X∩Y)/(X + Y), donde X e Y son el número de genes mutados en el primer y segundo grupo comparado, y X∩Y es el número de genes mutados en ambos grupos). En este caso, solo se tuvieron en cuenta aquellas mutaciones que podían atribuirse con precisión a un gen específico (por ejemplo, no se tuvieron en cuenta todas las deleciones grandes). En primer lugar, el coeficiente de similitud de las poblaciones dentro de cada variante del experimento resultó ser significativamente mayor que entre diferentes variantes: 0,168 frente a 0,042. A su vez, solo la diferencia entre la línea cultivada a 42°C y la cultivada a temperatura variable resultó estadísticamente insignificante (Fig. 3A). En segundo lugar, fue posible identificar mutaciones específicas que ocurren con mucha más frecuencia (ya veces incluso únicas) para un régimen de temperatura particular. En total, había cuatro de ellos, solo el régimen de temperatura variable no tenía un gen específico (Fig. 3C).
Pero, aparentemente, las adaptaciones no se limitan a estas cuatro mutaciones. Dado que algunos de los otros genes mutados también muestran una tendencia a la agregación en una de las variantes del experimento. Curiosamente, todos los genes "específicos" y sospechosos de esto pertenecen a varios grupos funcionales: afectan el tamaño y la forma de las células ( mrdA, hslu), regulan las vías metabólicas asociadas con el procesamiento de nutrientes ( nadr, iclr), y cambiar la actividad de la enzima metabólica ( gltB) (ver Fig. 3B). También entre las poblaciones "frías" hay una tendencia a mutar genes asociados con la transcripción y traducción. Por lo tanto, tenemos ante nosotros un ejemplo típico de adaptación compleja que involucra diferentes mecanismos y, por lo tanto, potencialmente multivariante. Afortunadamente, los métodos modernos de genética molecular permiten aislar genes y rasgos individuales involucrados en la adaptación a un factor ambiental particular, aunque hace unas décadas, casi todos los evolucionistas creían que era imposible desentrañar este enredo y los mecanismos exactos de adaptaciones tan complejas. eran incognoscibles. . De hecho, entonces solo se podría decir algo como: "muchos genes están involucrados en la respuesta de selección, cada población tiene la suya". Ahora podemos decir qué tipo de genes son estos. Y resulta que, al menos en algunos casos, este conjunto de genes implicados en la adaptación es reproducible.
Se obtuvieron resultados interesantes al comparar el experimento descrito con el experimento evolutivo a largo plazo en curso. ¡Resultó que las bacterias de DEE acumulan mutaciones en los mismos genes con el tiempo que las que se adaptan a diferentes temperaturas! Por un lado, necesitan adaptarse no solo a la temperatura; por ejemplo, en el entorno de ambos experimentos no hay suficiente glucosa. Por otro lado, ¿dónde está la especificidad de las adaptaciones? Sí, la línea cultivada a 37°C muestra la mayor similitud con DEE a la misma temperatura, pero el resto también adquiere mutaciones que luego resultan útiles a otras temperaturas (Fig. 4).
Los autores explican esta paradoja por el hecho de que diferentes regímenes de temperatura cambian el valor relativo de diferentes mutaciones, pero rara vez hacen que una mutación beneficiosa sea dañina; es decir, por ejemplo, una mutación que se fija en líneas "frías" es más favorable a bajas temperaturas. que en condiciones óptimas, lo que aumenta la posibilidad de una fijación más temprana. Esto está respaldado por una evaluación directa del valor adaptativo de las mutaciones individuales. Los investigadores los inyectaron en el genoma de bacterias ancestrales y observaron cómo se comportan estos organismos modificados a diferentes temperaturas. Ninguna de las mutaciones mostró diferencias significativas en el efecto positivo sobre la tasa de crecimiento en diferentes condiciones de temperatura, aunque las comparaciones por pares revelaron una ligera tendencia a que la mutación fuera más favorable en la variante del experimento donde se presentó. Esto confirma la interpretación de los autores: con un cambio de temperatura, todas las mutaciones fijas siguen siendo favorables, pero su utilidad relativa cambia y la selección natural trabaja con ellas: las mutaciones que son más favorables en determinadas condiciones se fijan antes.
Este estudio nos permite enfatizar una vez más que la evolución puede proceder a expensas de diferencias aparentemente débiles y apenas perceptibles. No es la presencia de caminos eficientes e ineficientes, sino pequeñas diferencias en la efectividad de ciertas adaptaciones a diferentes temperaturas las que cambian las probabilidades de su fijación por selección natural, lo que conduce a diferentes caminos evolutivos.
Al final del artículo, los autores destacan que, dada la amplia gama de posibilidades de adaptación, sus resultados muestran una predictibilidad de la evolución inesperadamente alta. Y se sugiere que la presencia de tales rastros específicos de adaptación a condiciones ambientales específicas puede ayudar, por ejemplo, a descifrar la historia evolutiva de los microbios patógenos, rastrear la historia de transición entre diferentes especies, o incluso hospedar individuos (lo que ayudará a rastrear la dinámica de las enfermedades), así como en microbiología forense, ayudando a aclarar las circunstancias de la muerte o la historia del movimiento de elementos individuales (ver RE Lenski, P. Keim, 2005.
La cuestión de cambiar la naturaleza de los organismos bajo la influencia de las condiciones de vida se ha planteado durante mucho tiempo.
Sin embargo, como señala Timiryazev, fue solo en la Filosofía de la zoología de Lamarck (1809) que la cuestión del origen de los organismos fue dilucidada por primera vez, no de pasada, sino con toda la amplitud de cobertura necesaria y completamente armado con el conocimiento científico de ese hora.
Lamarck atribuyó una enorme importancia a las condiciones externas y al ejercicio para cambiar la forma y organización de los animales. Al explicar la conveniencia de su estructura, asignó un papel importante a los "sentimientos internos" y las "aspiraciones" de los animales. La feroz crítica a esta disposición condujo en su momento a una irrazonable difamación de toda la enseñanza de Lamarck.
Nuestro gran científico Mechnikov valoraba mucho las opiniones de Lamarck. En su conocida obra Un ensayo sobre el origen de las especies, llama notable a la teoría de Lamarck.
Mechnikov creía que la ciencia a principios del siglo XX. demostró la heredabilidad de las propiedades adquiridas por el cuerpo: “La opinión expresada por él (es decir, Lamarck) sobre la importancia de la adaptación de los animales a las condiciones ambientales y sobre el papel de la herencia en la transmisión de las características adquiridas es plenamente reconocida hoy. ” En el conocido trabajo "El método histórico en biología", Timiryazev escribe: "Los pensamientos profundamente innovadores, generosamente dispersos en las páginas de la Filosofía de la zoología, quedaron oscurecidos por un intento fallido de explicar la conveniencia de la estructura de los organismos animales y compartió su destino. Enfatizamos deliberadamente las palabras "organismos animales", porque en relación con la planta, esta teoría de las "aspiraciones", "sentimientos internos" que dan lugar al órgano correspondiente, por supuesto, no encontró aplicación, y aquí Lamarck se mantuvo estricto. científico que no abandonó el suelo de los hechos observados.
La etapa más grande en la ciencia del desarrollo del mundo orgánico fue la aparición de la doctrina evolutiva de Darwin, que proporcionó la base correcta para la teoría del desarrollo de plantas y animales. Darwin explicó de manera materialista la llamada conveniencia de la disposición de las formas y el comportamiento de las plantas y los animales que se produce en cada paso. Darwin asignó gran importancia a la selección natural y artificial en la neoformación de las formas del reino animal y vegetal.
Como señala Timiryazev, Darwin interpretó el concepto de selección natural de manera amplia, metafóricamente. Esta disposición debe ser enfatizada, ya que posteriormente algunos investigadores que compartían el concepto de los genetistas formales intentaron reemplazar el concepto darwiniano de selección creativa por una disposición que reducía la selección al papel de tamiz.
Mientras tanto, la selección en la comprensión de Darwin es la selección de organismos vivos que continúan viviendo y cambiando, por regla general, en la dirección comenzada. Darwin señaló más de una vez que la variabilidad está en la dirección de la selección. “Sin la selección y el mantenimiento adecuado, esas razas de animales y variedades de plantas que han sido creadas por la práctica agrícola nunca habrían aparecido”.
Así, la selección natural y la artificial deben ser consideradas como creadoras, creadoras de nuevas formas de seres vivos. Esta opinión es aceptada por los biólogos soviéticos.
La doctrina evolutiva no pudo ser desarrollada por Darwin en todos los detalles. Así, esencialmente no analizó las causas que dan lugar a los cambios en la naturaleza de los seres vivos, aunque señaló el gran papel de las condiciones ambientales en su aparición. Hacia el final de su vida, Darwin escribió: "Sin embargo, estoy ... convencido de que las condiciones cambiantes dan lugar a la variabilidad ...".
Darwin valoró mucho el trabajo de Lamarck. En esta ocasión, Engels escribe: "Ni Darwin ni sus seguidores entre los naturalistas piensan en menospreciar de alguna manera los grandes méritos de Lamarck: después de todo, fueron Darwin y sus seguidores quienes fueron los primeros en levantarlo una vez más al escudo".
Hablando sobre las deficiencias de la enseñanza de Darwin, Engels señaló: “Pero el darwinismo “produce sus transformaciones y diferencias de la nada. En efecto, cuando Darwin habla de selección natural, hace abstracción de las causas que provocaron los cambios en los individuos individuales, y trata en primer lugar cómo tales desviaciones individuales se convierten gradualmente en signos de una determinada raza, variedad o especie... Sin embargo, el impulso a la El estudio de la cuestión de dónde surgen realmente estas transformaciones y diferencias fue nuevamente realizado por nada menos que Darwin.
Michurin y Lysenko, quienes desarrollaron creativamente el darwinismo, llenaron el vacío recién indicado en la enseñanza de Darwin, marcando la naturaleza adaptativa de los cambios en los organismos.
Científicos rusos tan prominentes como V. Kovalevsky, Timiryazev y Pavlov se inclinaron por esta opinión, reconociendo la influencia directa de las condiciones de existencia de los organismos en su naturaleza hereditaria.
Timiryazev escribió que la herencia en sí misma, al final, es una propiedad adquirida, y la única pregunta es cuándo ocurren exactamente estos o aquellos cambios: "La conveniencia de las formas orgánicas solo puede explicarse por el proceso histórico de su formación".
Dice Michurin: “Cada órgano, cada propiedad, cada miembro, todas las partes internas y externas de cualquier organismo están condicionadas por el ambiente externo de su existencia. Si la organización de las plantas es lo que es, es porque cada uno de sus detalles cumple una determinada función, posible y necesaria sólo en determinadas condiciones. Si estas condiciones cambian, la función se volverá imposible o innecesaria, y el órgano que la realiza se atrofiará gradualmente.
Lysenko ha hecho mucho en el campo del análisis de las causas que determinan la herencia y su variabilidad. La herencia es, por así decirlo, un concentrado de condiciones ambientales asimiladas por los organismos vegetales en varias generaciones anteriores”, escribe Lysenko. “Un cambio en la herencia suele ser el resultado del desarrollo de un organismo en condiciones ambientales que, en un grado u otro, no corresponden a las necesidades naturales, es decir, su herencia. Los cambios en las condiciones de vida obligan a cambiar el desarrollo de los organismos vegetales. Son la causa fundamental de los cambios en la herencia.
Avakian (1948) señala:
“Si es necesario cambiar ciertas etapas del desarrollo de un organismo, es necesario cambiar las condiciones para completar el proceso de una etapa dada, proporcionando al proceso aquellas condiciones en la dirección en la que se planea cambiar la herencia de la descendencia de un organismo dado.
De los hechos dados a este sistema de puntos de vista, la posición principal en la enseñanza de Acad. T. D. Lysenko, que un cambio en la herencia de un organismo siempre va adecuadamente (respectivamente) a la influencia de factores externos que causan un cambio. Por su naturaleza, los cambios son siempre adaptativos, pero para la descendencia de determinados organismos pueden ser beneficiosos, perjudiciales o indiferentes, según la relación de estos cambios con todas las condiciones de vida en general.
"La relativa conveniencia, la armonía de las plantas y los animales en la naturaleza natural fue creada solo por selección natural, es decir, por herencia, su variabilidad y supervivencia".
Lysenko desarrolla y profundiza la teoría del darwinismo al revelar las causas de ciertos fenómenos, cuyo manejo requiere la práctica agrícola. Esto trae a la vida el gran principio de la unidad de la teoría y la práctica.
Los puntos de vista de la escuela soviética de darwinistas, como ya se indicó, deben oponerse a las ideas de Weisman-Morgan. Rechazando por completo la posibilidad de cambiar la naturaleza de los organismos bajo la influencia de las condiciones de vida, los morganistas reducen la evolución a la aparición de mutaciones aleatorias. La capacidad de heredar ciertos rasgos se atribuye a una sustancia especial localizada en el núcleo celular.
La sesión de VASKhNIL celebrada en agosto de 1948 condenó las opiniones de los morganistas y demostró que carecían de fundamento. También se ha hecho más evidente la esencia reaccionaria del morganismo, que afirma la existencia de "factores internos" que controlan el desarrollo del organismo y actúan sin la participación del medio externo.
La tesis sobre la incognoscibilidad de las fuerzas motrices de la evolución es incompatible con el materialismo filosófico marxista, que prueba, en palabras del camarada Stalin, “que el mundo y sus leyes son completamente cognoscibles, que nuestro conocimiento de las leyes de la naturaleza, verificado por la experiencia, la práctica, es un conocimiento confiable que tiene el valor de verdades objetivas, que no hay cosas incognoscibles en el mundo, sino solo cosas aún no conocidas, que serán reveladas y conocidas por las fuerzas de la ciencia y la práctica.
La fascinación de Darwin con la "teoría" de Malthus y su intento de usarla para explicar el proceso evolutivo debe reconocerse como errónea. Ya en su tiempo, F. Engels señaló que la extinción de las formas imperfectas en realidad ocurre sin maltusianismo alguno.
Esencialmente, los datos de Darwin refutan la "teoría" de Malthus; Marx escribió: "En la obra de Darwin, por ejemplo, en la discusión de las causas de la extinción de las especies, también hay una refutación histórico-natural detallada, por no hablar de su principio básico, de la teoría de Malthus".
Revisando la tesis de Darwin sobre el papel de la sobrepoblación en el proceso de selección natural, que contradice esencialmente la teoría evolutiva, Lysenko llegó a negar esta tesis. La sobrepoblación en la naturaleza, por regla general, no fue ni puede ser. “Por lo tanto, por selección natural darwiniana, entiendo los factores acumulativos: variabilidad, herencia y supervivencia...
Finalmente, cabe señalar que el problema de las especies no está suficientemente desarrollado en la teoría de Darwin.
Engels, evaluando la importancia del concepto de especie, escribió: “Pero sin el concepto de especie, toda la ciencia se convirtió en nada. Todas sus ramas necesitaban del concepto de especie como base: sin el concepto de especie, ¿qué sería de la anatomía humana y la anatomía comparada, la embriología, la zoología, la paleontología, la botánica, etc.?
El defecto fundamental del concepto darwiniano de desarrollo fue señalado por el camarada Stalin, quien escribió que “el darwinismo rechaza no solo los cataclismos de Cuvier, sino también el desarrollo entendido dialécticamente, que incluye la revolución, mientras que desde el punto de vista del método dialéctico, la evolución y revolución, cambios cuantitativos y cualitativos, son dos formas necesarias de un mismo movimiento.
La biología de Michurin, desarrollada sobre la base del materialismo dialéctico, rechaza la idea de una evolución plana que procede sin cambios bruscos. Al enfatizar esta posición, Lysenko señala que las especies no son una abstracción, sino nodos (eslabones) de la vida real en una cadena biológica general.
Así, el concepto de especie tiene un doble contenido. Por un lado, denota la certeza cualitativa y relativa estabilidad de la especie, por otro lado, la posibilidad de su transformación abrupta como resultado de la acumulación de cambios graduales.
Los momentos señalados por nosotros se revelan coloridamente en una de las obras de Lysenko; él escribe: “Pero la teoría evolutiva de Darwin procede del reconocimiento de solo cambios cuantitativos, solo aumento o disminución, y pierde de vista la obligatoriedad y regularidad de las transformaciones, las transiciones de un estado cualitativo a otro. Mientras tanto, sin la transformación de un estado cualitativo de las formas orgánicas en otro de sus estados cualitativos, no hay desarrollo, no hay transformación de una especie en otra, sino sólo aumento o disminución de la cantidad, sólo hay lo que es. suele llamarse crecimiento.
Es por ello que la teoría del darwinismo, que aprobaba el concepto de desarrollo en la ciencia biológica, sólo el concepto de evolución plana podía explicar únicamente el desarrollo del mundo orgánico. Pero esta explicación no podía convertirse en una teoría efectiva, una base teórica para la transformación práctica, para cambiar la naturaleza orgánica.
“La antigua ciencia biológica, partiendo de la teoría del evolucionismo plano, al reconocer sólo transformaciones cuantitativas graduales de una forma orgánica en otra, de un estado en otro estado, no pudo armonizar sus principios teóricos con la existencia real y natural de las especies en la naturaleza. Por lo tanto, incluso los científicos talentosos, avanzados y progresistas con su teoría de una transición gradual, el crecimiento interno de una especie en otra nueva, se vieron obligados, reconociendo las especies como una realidad en la práctica, en teoría, a considerarlas solo una convención, solo un concepto de servicio de la sistemática.
Intentando salir de esta contradicción, sin apartarse de las posiciones del evolucionismo plano, Darwin en su teoría de la evolución de la especiación recurrió a la falsa doctrina malthusiana reaccionaria de la superpoblación intraespecífica y la supuesta competencia intraespecífica resultante de esta como fuerza motriz de la evolución. .
Los microbiólogos ahora tienen a su disposición una gran cantidad de material que confirma la exactitud de la teoría de Michurin-Lysenko. En este trabajo, centrándonos solo en la adaptación a la temperatura de los microorganismos, podemos mostrar muchos ejemplos que hablan de cambios en las propiedades de las criaturas microscópicas bajo la influencia del medio ambiente. Así, en nuestra monografía recientemente publicada (1947) "Variabilidad ecológica y geográfica de las bacterias del suelo", que resume el trabajo de 1925-1945, se demostró que el clima promueve la formación de carreras de temperatura en las bacterias. Smaragdova (1941) estableció un hecho similar con respecto a los suelos más simples.
La adaptación a la temperatura de los microorganismos, en particular la formación de formas termófilas de microbios, proporciona mucho valor para estudiar los cambios en las propiedades hereditarias de los organismos bajo la influencia del medio ambiente. Este material es tanto más importante cuanto que muchos microorganismos, como la mayoría de las bacterias, carecen de un núcleo formado estructuralmente, mientras que otros lo poseen. Sin embargo, como se puede ver en el material presentado a continuación, la estabilidad de las propiedades hereditarias y su cambio no dependen del nivel de organización de este o aquel microbio.
Ya hemos señalado que en el entorno de laboratorio, aunque con cierto esfuerzo, todavía es posible cambiar la posición de los puntos cardinales de temperatura en los microorganismos. Obviamente, un fenómeno similar debería ocurrir en la naturaleza, donde la influencia del medio ambiente conduce a la aparición de la variabilidad adaptativa adecuada en los microorganismos.
Con base en lo anterior, se puede argumentar que la aparición de formas de microbios amantes del calor no ocurre como resultado de "mutaciones" sin causa, sino bajo la influencia de condiciones ambientales apropiadas. Sin embargo, los microorganismos mesófilos típicos no pueden convertirse inmediatamente en termófilos.
De los experimentos sobre la adaptación de los mesófilos a la termofilia, cabe mencionar el trabajo de Dallinger (Dallinger, 1887). Este investigador logró, elevando gradualmente la temperatura de cultivo de Flagellata, elevar la posición del punto máximo de su desarrollo de 23 a 70° en siete años.
Ch. Darwin se interesó mucho en las obras de Dallinger. En su carta a Dallinger, escribió: “No sabía que usted se dedicaba a cambiar organismos inferiores bajo la influencia de condiciones de vida cambiantes y no tengo ninguna duda de que sus resultados serán extremadamente interesantes y valiosos. El hecho de que menciones que viven a diferentes temperaturas, pero que poco a poco pueden acostumbrarse a temperaturas mucho más altas, es bastante notable. Explica la existencia de algas en las aguas termales".
Dieudonné, que experimentó con el bacilo del ántrax Bad, llevó a cabo trabajos para acostumbrar a las bacterias a temperaturas elevadas. fluorescens y Bad. prodigioso Dieudonné elevó gradualmente la temperatura a la que crecían las bacterias y rastreó su desarrollo. Este investigador, después de una serie de inoculaciones, logró elevar la posición del punto de temperatura máxima en bacterias en 4-5°.
De manera similar, Tsiklinskaya (1898) obtuvo la carrera Bac. subtilis con una temperatura máxima 8° superior a la del cultivo original.
Gage y Stogton sacaron una raza más resistente al calor: Bact. coli, y Magun logró hacer lo mismo con Bac. mycoides.
Kron (Krohn, 1923) demostró que Bac. thermophilus Negre, que tenía un óptimo de 50°C, aumentó este punto a 62,5°C después de dos años de cultivo a temperatura elevada.
Ruzicka, Pfeiffer, Thiel y otros han llevado a cabo trabajos de carácter muy similar a los que acabamos de señalar con bacterias y hongos.
En los experimentos de la mayoría de los investigadores, la adaptación de los microbios a temperaturas elevadas fue muy lenta, a menudo, al tratar de aislar cultivos que toleraran temperaturas relativamente altas, se obtenían formas no viables que morían después de varias resiembras. Un fenómeno similar se observó, por ejemplo, en los experimentos de Jancke, que intentó obtener una raza Bac termófila. mesentérico.
Un aumento gradual de la temperatura a veces resulta ineficaz para criar formas de microbios resistentes al calor. Entonces, Kasman y Rettger (Casman y Rettger, 1933) utilizando este método durante el año no pudieron lograr resultados significativos en la obtención de razas resistentes al calor de bacterias portadoras de resina. Por lo tanto, algunos investigadores han recomendado el uso de fuertes presiones para inducir un gran número de células tolerantes al calor en cultivo. Esta técnica, al no afectar directamente las propiedades de los seres vivos, por supuesto, no podría dar resultados tangibles. En particular, fue utilizado por Burkey y Rugosa (Burkey a. Rugosa, 1940). En este caso, el cultivo del microbio experimental solía estar sujeto a fuertes fluctuaciones de temperatura, exposición a sales, etc.
La opinión de Kluiver y Baars, quienes admiten que muchos termófilos son mutantes que surgen fácilmente en medios de laboratorio con nutrientes, difiere marcadamente de la de otros investigadores. Este punto de vista ha sido desarrollado por destacados microbiólogos sobre la base del estudio de Vibrio thermodesulfuricans, aparentemente derivados de Vibrio desulfuricans. Como ya se mencionó, la opinión de Kluiver y Baars no puede considerarse justificada.
Recientemente, Imshenetsky y Loginova (1944-1948) llevaron a cabo estudios muy detallados sobre la adaptación de los microorganismos mesófilos (bacterias y levaduras) a temperaturas elevadas. En su trabajo, los experimentadores intentaron identificar las condiciones que conducen a una producción más rápida de las formas deseadas de microbios. Esta información es sumamente interesante, ya que en la práctica a menudo se necesitan microorganismos con temperaturas de desarrollo elevadas. Los microbiólogos generalmente han buscado formas similares en la naturaleza, pero no siempre con éxito. Por lo tanto, es conveniente poner en la agenda la cuestión de la reproducción artificial de cultivos microbianos con propiedades predeterminadas, es decir, la creación de un campo de trabajo en microbiología que hasta ahora ha estado prácticamente ausente.
Según las ideas desarrolladas por Imshenetsky, bajo la influencia de temperaturas superiores a las óptimas, surgen células en cultivo que son capaces de desarrollarse mejor a temperaturas elevadas. Si las propiedades de las nuevas células están en consonancia con el entorno externo, resultan más viables que los cultivos originales.
Así, el entorno creado contribuye a una cierta dirección del proceso de variabilidad. Los microorganismos mesófilos en condiciones apropiadas pueden convertirse en termófilos. Sin embargo, debe enfatizarse una vez más que este proceso se lleva a cabo con dificultad conocida y aún no se han aclarado las condiciones óptimas para su aceleración. Sin embargo, los hechos señalados permiten suponer la existencia de una relación filogenética entre microbios termófilos y mesófilos. Dado que una cierta plasticidad es inherente a todos los microbios, nos queda claro que existe una amplia variedad de grupos fisiológicos en las bacterias termófilas.
Es bastante notable que la reversión de formas termófilas y termotolerantes de microbios a formas mesófilas se produzca con no menos dificultad. Esto fue observado por Dieudonné (1895) y Golikova (1926) trabajando con bacterias, Gilbert (1904) trabajando con moho termotolerante y Noak (1912) experimentando con actinomicetos termófilos.
Sin embargo, el cultivo prolongado de microbios a bajas temperaturas reduce su temperatura máxima y resistencia térmica (Lowenstein, 1903; Mishustina, 1949, etc.).
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Pruebas
666-01. ¿En qué se diferencia una espora bacteriana de una bacteria libre?
A) La espora tiene una cubierta más densa que una bacteria libre.
B) Una espora es una formación multicelular y una bacteria libre es unicelular.
C) La espora es menos duradera que la bacteria libre.
D) La espora se alimenta de forma autótrofa, mientras que la bacteria libre se alimenta de forma heterótrofa.
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666-03. Especifique un caso de simbiosis de una bacteria con otro organismo.
A) cólera y vibrio humano
B) salmonela y pollo
B) bacilo del ántrax y ovejas
D) E. coli y el hombre
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666-04. Las bacterias del nódulo suministran plantas polilla
A) materia orgánica de plantas muertas
B) sales de nitrógeno
B) ácidos nucleicos
D) carbohidratos
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666-05. Se crean condiciones desfavorables para la vida de las bacterias cuando
A) chucrut
B) conservas de champiñones
B) hacer kéfir
D) colocación de silos
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666-07. La bacteria del ántrax puede existir durante mucho tiempo en los cementerios de animales en forma de
Una disputa
B) quiste
B) células vivas
D) zoospora
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666-09. ¿Qué es característico de las bacterias saprotróficas?
A) existen al alimentarse de los tejidos de los organismos vivos
C) utilizar sustancias orgánicas de las secreciones de los organismos vivos
Responder
666-10. Las bacterias existen en la Tierra desde hace millones de años junto con organismos altamente organizados, desde
A) alimentarse de sustancias orgánicas preparadas
B) cuando ocurren condiciones adversas, forman disputas
B) participar en el ciclo de las sustancias en la naturaleza
D) tener una estructura simple y dimensiones microscópicas
Responder
666-11. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
a) las bacterias se reproducen por meiosis
B) todas las bacterias son heterótrofas
B) las bacterias se adaptan bien a las condiciones ambientales
D) algunas bacterias son organismos eucariotas
Responder
666-12. La similitud de la actividad vital de las cianobacterias y las plantas con flores se manifiesta en la capacidad de
A) nutrición heterótrofa
B) nutrición autótrofa
B) la formación de semillas
D) doble fecundación
Responder
666-13. Bacterias de la descomposición que viven en el suelo
A) formar compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos
B) se alimentan de materia orgánica de organismos vivos
C) contribuir a la neutralización de venenos en el suelo
D) descomponer los restos muertos de plantas y animales en humus
Responder
666-14. ¿Cuáles son las características de las bacterias putrefactivas?
A) usar sustancias orgánicas listas para usar de organismos vivos
B) sintetizar sustancias orgánicas a partir de inorgánicas, utilizando la energía del sol
B) utilizar materia orgánica de organismos muertos
D) sintetizar sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas, utilizando la energía de las reacciones químicas
Responder
666-15. ¿Qué bacterias son consideradas las "ordenanzas" del planeta?
A) ácido acético
B) nódulo
B) decadencia
D) ácido láctico
Responder
666-16. La ameba de la disentería, el zapato ciliado, la euglena verde pertenecen al mismo subreino porque tienen
a) el plano general del edificio
B) tipo similar de comida
C) los mismos métodos de reproducción
D) hábitat general
Responder
666-17. ¿Qué proceso fisiológico en los animales unicelulares está asociado con la absorción de gases por parte de la célula?
Una comida
B) selección
B) reproducción
D) respirar
