احتمالاً در طبیعت هیچ موجود زنده ای سرسخت تر و سازگارتر از باکتری ها با محیط زیست وجود ندارد. این اشکال حیات تک سلولی قادر به تحمل تغییرات عظیم در دما، فشار و اسیدیته هستند. آنها می توانند برای مدت طولانی در خشکسالی بدون آب کار کنند و هنگامی که عوامل محیطی مطلوب رخ دهد، می توانند دوباره به زندگی عادی بازگردند. چگونه باکتری ها می توانند در جایی که موجودات دیگر می میرند زنده بمانند؟
کیست در زیست شناسی چیست
باکتری ها می توانند با انسداد در شرایط نامطلوب زنده بمانند. ماهیت این فرآیند این است که سلول باکتری توسط یک پوسته ضخیم احاطه شده است. در واقع، این دلیلی است که میکروارگانیسم ها از خشکسالی یا تغییرات دما نمی ترسند.
کیست نوعی وجود باکتری است که به کمک آن تحت تأثیر عوامل نامطلوب قادر به زنده ماندن هستند. این ساختار محافظ و سازگار نه تنها برای موجودات پروکاریوتی، بلکه برای برخی از پروتیست ها نیز مشخص است.
ویژگی های یک سلول در حال استراحت
کیست بسیار خاص استنوعی از باکتری که باعث ایجاد تغییراتی در داخل سلول می شود. این ویژگی ها به نوع encystation بستگی دارد، اما برخی از ویژگی های کلی این فرآیند وجود دارد. ابتدا یک پوسته محافظ ضخیم در اطراف سلول تشکیل می شود که مانعی در برابر عوامل محیطی نامطلوب است.
در عین حال، encystation به طور کامل یا جزئی ارتباط سلول را با محیط مسدود می کند، بنابراین میکروارگانیسم ها باید برای تشکیل یک پوسته متراکم آماده شوند. ابتدا، باکتری‌ها مواد و آنزیم‌های ضروری را ذخیره می‌کنند که حتی در شرایط انسدادی نیز کار می‌کنند. سپس سلول برخی از ساختارهای خود را از دست می دهد تا به طور موقت هزینه های انرژی غیر ضروری را در لحظه حذف کند.
کیست یکی از مراحل چرخه زندگی بسیاری از میکروارگانیسم ها است. بر این اساس، فرآیند encystation دوره ای است. برخی از کیست ها می توانند بعد از 5 یا حتی 10 سال زنده بمانند. شواهدی وجود دارد که کیست های پروتیست می توانند تا 16 سال عمر کنند. این حق را می دهد که میکروارگانیسم ها را سرسخت ترین روی این سیاره بنامیم.
عوامل کمک کننده به encystation
مطالعه باکتری ها در شرایط آزمایشگاهی نشان می دهد که کیست بهترین سازگاری برای بقای شرایط نامطلوب است. تعیین سلولهای انسدادی روی ظروف پتری تحت تأثیر عوامل مختلف اهمیت دیواره سلولی متراکم را نشان می‌دهد. چه عواملی باعث تشکیل کیست می شود؟
1. نوسانات دما.
2. تغییر تمرکزاملاح در یک محیط معین.
3. تبخیر آب (زهکشی مخازن).
4. کمبود یا بیش از حد اکسیژن.
5. کمبود منابع غذایی.
آخرین مورد یکی از علل شایع انسداد میکروارگانیسم ها است. اگر یک کلنی از باکتری ها در یک ظرف پتری رشد کنند، پس از تمام شدن ذخایر غذا، بیشتر سلول ها به کیست تبدیل می شوند. اگر محیط غنی از مواد مغذی باشد، احتمال انسداد حداقل است.
در برخی از گروه‌های موجودات، کیست تحت شرایط دیگری تشکیل می‌شود. به عنوان مثال، در مژک داران، این فرآیند برای بازآرایی دستگاه هسته ای در داخل سلول ضروری است. انسداد سلولهای یوکاریوتی انگلی به منظور خروج از محیط ارگانیسم میزبان و ورود به یک زیستگاه غیرقابل سکونت رخ می دهد. برخی از پروکاریوت ها و یوکاریوت ها از کیست ها برای تولید مثل استفاده می کنند.
انواع encystation
برای چه اهدافی میکروارگانیسم ها وارد مرحله کیست می شوند؟ در اینجا چند نوع encystation آورده شده است که در طبیعت رایج ترین هستند.
1. کیست در حال استراحت.
این اشکال از باکتری ها و پروتیست ها نمونه ای معمولی از encystation هستند که در آن سلول در شرایط نامطلوب محیطی زنده می ماند.
2. کیست های تولید مثل.
این نوع برای بسیاری از نمایندگان مژه داران معمول است. در این حالت، کیست ها یک پوسته نسبتاً نازک را تشکیل می دهند و سلول چندین بار شروع به تقسیم می کند. در نتیجه کیست می ترکد و تعداد زیادی کپی از ارگانیسم مادر بیرون می آید.
3. کیست های گوارشی.
چنین اشکال سلولی در تعداد کمی از میکروارگانیسم ها بسیار نادر است. در اینجا کیست وسیله ای برای هضم کارآمد غذا است. این نوع انسداد برای موجودات شکارچی معمول است، که پس از "خوردن" طعمه خود، پوسته ای تشکیل می دهند و شروع به هضم فعال طعمه می کنند.
