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生物科普:细菌这么“能生”,有一寰宇球会被它们占据吗?

发帖时间:2023-02-01 21:21:33

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出品:科普中国

作者:史聪颖

监制:中国科普博览

细菌在地球上生活了几十亿年,科普从1683年列文虎克初次不雅察到了细菌,细菌便激起了迷信家们的有寰宇球存眷。

细菌的能生中国蹦床健身操生殖速度很快,以大年夜肠杆菌为例,生物平均每20分钟生殖一代,科普仅仅用一天的细菌时辰,大年夜肠杆菌就可以从一个细胞变成4722×1021个,有寰宇球假设将这些细菌平整在地球外不雅,能生可以将地球完全掩盖。生物

那末,科普健身操后吃饭假设坚持这类速度分裂生殖,细菌地球会被细菌占据吗?

图片来源:作者昂贵甜头

外有劲敌——“吃菌体”的有寰宇球威胁

细菌分裂速度如此之快,至今还未众多成灾,这是由于在地球上还存在它的天敌,就似乎老鼠的天敌是黄鼠狼,细菌的天敌就是噬菌体,它是一种病毒,可以“杀”逝世细菌。

噬菌体是一种比细菌更小的微生物,假设把细菌比作足球的话,它们就似乎乒乓球大年夜小。例如大年夜肠杆菌长约2 μm,健身操好累图片T4噬菌体约0.2 μm。

噬菌体的外形似乎蝌蚪一样深刻,头部多为圆形或多角形,前面是管状的尾部,末梢有6根尾丝。

噬菌体能将自身的核酸像打针器一样注入细菌中,然后运用细菌的核苷酸、酶等各类原资料分解子代噬菌体。以T2噬菌体为例,它在37℃下只需大年夜约40 min就可以发生100~300个子代噬菌体。

运用细菌分解子代后,噬菌体就将细菌裂解,肩部健身操锻炼多么噬菌体不只杀逝世了细菌,还分解了大年夜量的子代。子代噬菌体又将继续杀逝世更多的细菌。所以噬菌体的存在,有效的遏制了细菌的数量促进。

噬菌体侵染细菌进程

图片来源:作者昂贵甜头

除了噬菌体以外,巨噬细胞也是细菌的天敌,它可以“吃”细菌。巨噬细胞是一种吞噬细胞,位于结构内,源自单核细胞。

巨噬细胞会追杀侵染植物体内的奥特曼健身操儿童有害细菌,不过巨噬细胞有光阴并不是单打独斗的,它也有协同作战的战友-中性粒细胞。

巨噬细胞吞噬细菌

图片来源:作者昂贵甜头

中性粒细胞牺牲自身发生中性粒细胞胞外圈套(NETs),NETs就像一个固定细菌的蜘蛛网,多么可以增强巨噬细胞这只蜘蛛的的杀菌身手。所以“吃菌体”的存在,也可以或许遏制细菌的数量促进。

内有纷争——空间和能量的限制

细菌生殖速度很快,然则也要看状况是不是准许它一向分裂增殖。一方面是空间承载身手,细菌固然小到我们都看不到,然则假设继续生殖24小时,菌体能掩盖全部地球。可假设在特定空间中,由于空间限制,细菌便没法无量增殖了。

另一方面是营养物质,细菌的增殖分裂需要从外界摄取营养物质,例如碳源、氮源、无机盐等。

伴跟着细菌的赓续生殖,状况中的营养物质逐渐增添,愈来愈倒运于停顿。细菌的种内竞争就愈来愈严重,生活状况内有害物质也会随之增多。末尾假设状况状况没有改良,细菌一般的外形会发生改动并末尾畸形化或死亡,细菌数量则会大年夜幅增添末尾接近于零。

例如放线菌在停顿进程中会释放一些化学物质(如抗生素)抑制其他细菌的生活,也会由于细菌自身大年夜量增殖招致状况中穷困氧气和营养而死亡,所以多种状况成分都邑影响细菌的数量。

图片来源:biorender

自身缺陷——生命周期短

固然细菌生殖快,但它的生命周期(一般)比拟短。细菌的停顿周期重要分为4个时代:缓慢期、对数期、静谧期、消亡期。

以大年夜肠杆菌为例,一样深刻状况下,大年夜肠杆菌接种后在37℃的状况中培育17-20 h就进入了消亡期。细菌进入消亡期后,死亡菌数清楚增多,心思代谢活动趋于中缀。

细菌进入消亡期重要分为两个方面:一方面熟物细胞外部都有把持衰老的基因,细菌也如此,在到达某种水平后这些基因就被激活,末尾细菌衰老死亡。

另一方面一些细菌和真核生物一样也存在细胞法度典范性死亡现象(PCD),在状况压力的引导下,细菌发生应激顺应,招致细胞的功用分化,死亡或休眠。例如饥饿等不良前提可使一局部细胞死亡。

细菌的停顿曲线

图片来源:biorender

由此我们可以看出,生物的数量不是复杂地促进,而是外界状况成分和外部自身前提限制下出现出的一种近似平衡的状况,所以大年夜家大年夜可不用担忧,细菌固然生殖很快,受各类成分限制,它是不会占据地球的。

编辑|王婷婷

参考文献:

周德庆. 微生物学教程.第3版[M]. 初等教诲出版社, 2011.

Madigan M . Brock Biology of Microorganisms, 13th edn[M]. Upper Saddle River, Nj. 2012.

图片:昂贵甜头图片的元历来源于

https://biorender.com/




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