Наверное, в природе нет более живучих и приспособленных к окружающей среде организмов, чем бактерии. Эти одноклеточные формы жизни способны переносить колоссальные перепады температур, давления и кислотности. Они могут в засуху долгое время обходиться без воды, а при наступлении благоприятных факторов среды вновь возвращаться к нормальной жизнедеятельности. Как же бактерии способны выживать там, где другие организмы погибают?
Что такое циста в биологии
Бактерии способны пережить неблагоприятные условия с помощью инцистирования. Суть этого процесса заключается в том, что клетка бактерии окружается толстой оболочкой. Собственно, это и есть та причина, по которой микроорганизмам не страшны засуха или изменение температуры.
Циста – это такая форма существования бактерий, с помощью которой они способны выживать под действием неблагоприятных факторов. Эта защитная и приспособительная структура характерна не только для прокариотических организмов, но и для некоторых протистов.
Особенности покоящейся клетки
Циста – это очень специфическая форма бактерий, которая приводит к некоторым преобразованиям внутри клетки. Эти особенности зависят от вида инцистирования, однако существуют и некоторые общие характеристики этого процесса. Во-первых, вокруг клетки образуется толстая защитная оболочка, которая является барьером для неблагоприятных факторов среды.
Вместе с тем инцистирование полностью или частично блокирует связь клетки с окружающей средой, поэтому микроорганизмы должны подготовиться к образованию плотной оболочки. Сначала бактерии запасают вещества первой необходимости и ферменты, которые будут работать даже в условиях инцистирования. Затем клетка утрачивает некоторые свои структуры, дабы временно убрать ненужные на данный момент затраты энергии.
Циста – это один из этапов жизненного цикла многих микроорганизмов. Соответственно, процесс инцистирования носит периодический характер. Некоторые цисты способны сохранять жизнеспособность спустя 5, а то и 10 лет. Есть данные, что цисты протистов могут проживать до 16 лет. Это дает право называть микроорганизмы самыми живучими на планете.
Факторы, способствующие инцистированию
Исследование бактерий в лабораторных условиях показывает, что наилучшим приспособлением для переживания неблагоприятных условий является циста. Определение инцистированных клеток на чашках Петри при воздействии различных факторов показывает важность плотной клеточной оболочки. Какие же факторы вызывают образование цисты?
1. Перепады температур.
2. Изменение концентрации растворенных веществ в данной среде.
3. Испарение воды (осушение водоемов).
4. Недостаток или избыток кислорода.
5. Отсутствие пищевых ресурсов.
Последний пункт является частой причиной инцистирования микроорганизмов. Если на чашке Петри вырастить колонию бактерий, то по истечении запаса пищи большинство клеток переходит в форму цисты. Если же среда богата питательными веществами, вероятность инцистирования минимальна.
У некоторых групп организмов циста образуется и при других обстоятельствах. Например, у инфузорий этот процесс необходим для перестроек ядерного аппарата внутри клетки. Инцистирование паразитических клеток эукариот происходит для того, чтобы выйти из среды организма-хозяина и попасть в непригодную для жизни среду обитания. Некоторые представители прокариот и эукариот используют цисты для размножения.
Виды инцистирования
Для каких целей микроорганизмы переходят в стадию цисты? Вот несколько видов инцистирования, которые наиболее часто встречаются в природе.
1. Цисты покоя.
Эти формы бактерий и протистов являются типичным примером инцистирования, при котором клетка переживает неблагоприятные условия среды.
2. Цисты размножения.
Этот тип характерен для многих представителей инфузорий. В этом случае цисты образуют достаточно тонкую оболочку, а клетка начинает многократно делиться. В итоге циста лопается, а на свет выходит большое количество копий материнского организма.
3. Цисты пищеварения.
Такие формы клеток встречаются довольно редко у немногих видов микроорганизмов. Здесь циста – это приспособление для эффективного переваривания пищи. Этот вид инцистирования характерен для организмов-хищников, которые после «поедания» своей жертвы образуют оболочку и начинают активно переваривать добычу.
