У цій статті мова піде про такі цікаві мікроорганізмах, як дріжджі. Як розмножуються вони? На це питання ми маємо відповісти. Ви дізнаєтеся про те, які особливості розмноження мають дріжджі.
Розмноження - це відтворення нової клітини,яка тотожна материнської. Наслідком його у основній частині одноклітинних організмів є збільшення чисельності популяції. Цей процес у мікроорганізмів обумовлений головним чином "взаємозв'язком" їх з навколишнього живильним середовищем. У ній повинні створитися для цього сприятливі умови, які регулюють дію певних ферментів.
Вчені з'ясували, що редуцирующие ферменти -потужні відновлювачі, які виділяються в середу, коли відбувається затримка росту кількості клітин дріжджів. Вони впливають на клітинну оболонку (на дисульфідні білкові зв'язку). Завдяки цьому оболонка стає проникною для надходження з середовища поживних речовин. Цим і забезпечується біосинтез ферментів, включаючи і конститутивні.
Способи розмноження дріжджів
Перейдемо безпосередньо до нашої теми."Дріжджі розмножуються спорами чи ні?" - відповідь на це питання неоднозначна. Справа в тому, що клітини цих мікроорганізмів, в залежності від умов їх культивування, можуть розмножуватися статевим і вегетативним способом. Форма останнього визначається приналежністю до певної біологічно самостійної групі (тобто сімейства) розподілом, брунькуванням, а також за допомогою брунькування, що завершується розподілом. На даний момент описано чотири типи вегетативного розмноження дріжджів.
Перший тип вегетативного розмноження
Він відзначений, наприклад, у роду Saccharomyces (всімействі Saccharomycetaceae). В цьому випадку матеріал, з якого складаються оболонки материнських клітин, не переходить безпосередньо на оболонки нових, дочірніх клітин. У початкових стадіях росту вони отримують його в результаті того, що він синтезується і поступово накопичується біля основи самої утворює нирки. При цьому рубці знаходяться в областях найбільшої кривизни клітинної оболонки. Нерідко вони примикають один одному, розташовуються по спіралі або колі.
Однак цей процес характерний не для всіх мікроорганізмів, що належать до групи одноклітинних грибів під назвою "дріжджі". Як розмножуються інші їх види? Продовжимо нашу розповідь.
другий тип
Наступний тип вегетативного розмноженнявідзначається у дріжджів пологів Hanseniaspora і Saccharo-mycodes (сімейство Saccharoinycoaaceae). Його особливість - полярне брунькування, при цьому формується множинний рубець. В цьому випадку нирка (те, чим розмножується дріжджі) формується в результаті випинання ниркового рубця, який залишився від попереднього брунькування, а також розтягування перегородки між клітинами.
третій тип
Він спостерігається в сімействі дріжджівSchizosaccharomyceta-сеае (наприклад, роду Schizosaccharomyces). Характерним для цього типу є те, що зростання клітинних оболонок біополярен. Новий матеріал, з якого формуються клітини, відкладається у вигляді кільцеподібного виросту від центру клітини до її кінців в місці її поділу.
Вегетативне розмноження: четвертий тип
Він характерний для Endomyces magnusii, їхциліндричних клітин. В цьому випадку при розподілі структурні зміни відзначаються на всій її оболонці. Якщо спостерігається багато поділів, оболонка складається з декількох пластин, які розташовані паралельно і на рубці укладені одна в іншій.
мітоз
В дочірню клітину з материнської в ходівегетативного розмноження переходить певна частина структурних утворень ядра і цитоплазми. Перед кожним поділом клітин при цьому хромосоми відтворюються по одному разу і все одночасно. Цим забезпечується їх рівномірний розподіл між дочірньою і материнською клітиною. При даному типі поділу ядра, який називається митозом, спостерігається строго постійна кількість хромосом в поколіннях клітин.
Брунькування материнської клітини
Ми з'ясували, що нирка - це те, чим розмножуєтьсядріжджі при вегетативному способі. Якщо розглядати цей процес у часі, то можна відзначити, що приблизно за одну годину в оптимальних умовах повністю формується дочірня клітина. Але одна вона не може повторювати нескінченно процес брунькування. Материнська клітина протягом життя має в середньому 25-30 брунькуванням (родових шрамів). Стримуючий фактор цього процесу - зміна структури оболонки клітини, яке пов'язане з утворенням рубців. Саме вони призводять до зменшення її корисною поверхні, що зменшує обмін речовин, а також вміст протеїну, ДНК, РНК в клітинах і призводить, врешті-решт, до загибелі.
Можна виділити і ще один спосіб, відзначаючи на запитання про те, як розмножуються дріжджі. Спорами здійснюється цей процес. Цей спосіб називається статевим. Зупинимося на ньому докладніше.
Статевий спосіб розмноження
Дріжджі, розмноження яких відбувається якстатевим, так і вегетативним способом, представляють з цієї точки зору великий інтерес. Багато вчених досліджували особливості поведінки цих мікроорганізмів. Вони з'ясували, що статевий спосіб пов'язаний з проростанням спор, які знаходяться в асках або сумках (їх називають аскоспорами) в вегетативні клітини. Як же дріжджі розмножуються спорами? Давайте розберемося.
Цей спосіб супроводжується розподілом ядра здопомогою мейозу. Якщо при культивуванні дріжджів відбувається різкий перехід з повноцінного життєвого в бідну живильними речовинами, то при наявності достатньої вологості, а також значне накопичення в клітині запасних речовин і доступі до кисню відбувається спорообразование. З'явилися в результаті нього аскоспори є стійкими до несприятливих умов середовища (висушування, високій температурі), однак вони менш термостабільним, ніж бактеріальні спори. Аскоспори гинуть при температурі близько 60 ° С, тоді як спори бактерій можуть витримувати більш високі температури - киплячої води і навіть вище.
Аскоспори утворюються зазвичай в результаті статевогозлиття 2-х дріжджових клітин і подальшого поділу заплідненого ядра. Їх може бути від однієї до чотирьох, а іноді і вісім в одному аске. У разі, якщо умови для вегетативного розвитку сприятливі, суперечки проростають на свіжій поживному середовищі і потім знову стають нирки клітинами.
Життєвий цикл дріжджів
У дріжджів життєвий цикл пов'язаний з чергуваннямспороутворення і вегетативного розмноження з різною тривалістю диплоидной і гаплоидной стадій. Дріжджі-сахароміцети, у яких спостерігається зміна гапло- і діплофаз, діляться на дві групи: гомоталлічние і гетероталлічние.
Гетероталлічние штами
Гетероталлічние штами мають стійкугаплоидное і диплоїдну фази. При цьому диплоїдні клітини здатні вегетативно розмножуватися необмежено довго, а при несприятливих умовах переходити до спороутворення. В результаті цього утворюються аски зі спорами гаплоїдними, кожна з яких відноситься до одного з 2-х типів спарювання. Копуляція при цьому відбувається тільки при зустрічі 2-х аскоспор або ж клітин з різних гаплоїдних штамів, в результаті чого утворюються зиготи, а діплофаза відновлюється.
Гомоталлічние штами
Гомоталлічние штами від гетероталлічнихвідрізняються тим, що у них є лише стійка діплофаза. Ізольовані з аска гаплоїдні спори формують диплоїдну структуру. Іншими словами, в потомстві однієї суперечки відбувається самодіплоідізація (злиття гаплоїдних клітин) за рахунок того, що суперечки можуть з'єднуватися в будь-яких комбінаціях материнської або сестринських гаплоїдних клітин зі своєю почковой.
І у гомоталлічних дріжджів існують типиспарювання. А.Ф. Руснак вивчала дріжджі виду Sacch. vini, які використовуються у виноробстві. Вона зазначила існування у них великого набору рас. Проаналізувавши це, дослідниця зробила висновок про те, що природа їх переважно гомоталлічна.
Тим не менш, деякі дріжджі в гаплоидномстані тривалий час здатні розмножуватися вегетативно. Як приклад можна привести Chizosaccharomyces і Zygosaccharomyces. Гаплоїдні клітини перед спорообразованием зливаються, формується диплоидная зигота. Потім за допомогою мейозу вона ділиться і дає початок чотирьом або восьми гаплоидним спорах. Вони проростають і через деякий час починають розмножуватися в гаплоидном стані безстатевим шляхом.
Позитивні моменти спорообразованія
Вивчаючи такі мікроорганізми, як дріжджі (якрозмножуються вони), учені помітили, що обмін речовин, а також загальна життєдіяльність мікроорганізмів уповільнені при спорообразовании. Цей стан забезпечує виживання їх в несприятливих для розмноження вегетативного умовах. Тому спорообразование, яке об'єднує в собі процес збереження виду і розмноження, потрібно розглядати в якості позитивної стадії в розвитку дріжджових організмів.
Результати дослідження Б. Пазоньі
Б. Пазоньі досліджував те, як дріжджі розмножуються.Їм були отримані цікаві результати по впливу на продуктивність і життєдіяльність цих мікроорганізмів стадії статевого розмноження. Культури винних дріжджів, які пройшли споруляцію з подальшим проростанням спор і процесом діплоідізаціі, перевершують за швидкістю зброджування сусла культури, які цих стадій не пройшли. При випробуваннях, здійснених в напіввиробничих умовах, було відмічено скорочення періоду бродіння з 35 діб до 21-31.
Отже, ви познайомилися з такими цікавимимікроорганізмами, як дріжджі. Як розмножуються вони, ви тепер знаєте. Сподіваємося, ви запам'ятали, які особливості мають два основних способи. Дріжджі розмножуються спорами і брунькуванням. Кожен з цих способів здійснюється в певних умовах, і кожен з них має свої особливості.
