Δεν μπορούν όλοι να απαντήσουν τι είναι ο Bacillus subtilis. Ωστόσο, οι περισσότεροι από εμάς γνωρίζουμε πολύ καλά αυτό το πλάσμα. Όποιος έχει σηκώσει ποτέ φρεσκοκομμένο γρασίδι έχει δει μια υπόλευκη επίστρωση κάτω από αυτό. Αυτό είναι το βακτήριο Bacillus subtilis. Αυτό το βακτήριο, ασυνήθιστα κοινό στη φύση, αναπτύχθηκε αρχικά σε σπασμένο σανό. Γι' αυτό το λέμε ξυλάκι σανού.
Μικροβιολογικό "μοντέλο"
Διαφορετικοί κλάδοι της βιολογίας έχουν τους δικούς τους «πρότυπο» οργανισμούς, οι οποίοι γίνονται το κύριο αντικείμενο μελέτης και πειραμάτων. Για παράδειγμα, στη γενετική, η μύγα Drosophila έχει γίνει ένας τέτοιος οργανισμός, στη μικροβιολογία των πρωτοζώων - το βλεφαροφόρο παπούτσι, και στη βακτηριολογία - Bacillus subtilis.
Χάρη σε αυτό το βακτήριο έχει μελετηθεί διεξοδικά η διαδικασία σχηματισμού σπορίων και ο μηχανισμός λειτουργίας του κινητήρα των μαστιγωτών βακτηρίων. Οι μοριακοί βιολόγοι ήταν από τους πρώτους που αποκρυπτογράφησαν το γονιδίωμα αυτού του βακίλλου.
Σήμερα, ο Bacillus subtilis καλλιεργείται σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας και η επίδρασή του στο γονιδίωμα του πληθυσμού μελετάται. Στη διαστημική βιολογίαακτινοβολείται με κοσμική υπεριώδη ακτινοβολία και εξερευνά την ικανότητά του να επιβιώνει σε συνθήκες κοντά σε αυτές του Άρη.
Σύντομη περιγραφή
Το ραβδί σανού περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1835 από τον Γερμανό βιολόγο Christian Gottfried Ehrenberg (1795-1876). Ο βάκιλος αναπτύχθηκε καλά στο εκχύλισμα σανού, γι' αυτό και έλαβε το πρώτο μέρος του ονόματος. Εξωτερικά, αυτά είναι βακτήρια σε σχήμα ράβδου, επομένως ονομάζονται ράβδοι.
Πρόκειται για μάλλον μεγάλους βάκιλλους (μήκος έως 0,008 mm, διάμετρος 0,0006 mm), οι οποίοι μπορούν να φανούν ακόμη και σε σχολικό μικροσκόπιο. Ο Bacillus subtilis έχει πολλά μαστίγια στην επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης.
Αυτά τα κινητά βακτήρια είναι αερόβια (χρειάζονται ατμοσφαιρικό οξυγόνο για να διασφαλίσουν τις ζωτικές τους διεργασίες). Όμως ορισμένα στελέχη (τεχνητά αναπτυγμένες γενετικά ομοιογενείς ομάδες) μπορούν να γίνουν προαιρετικά αναερόβια.
Η βέλτιστη θερμοκρασία για ραβδιά σανού είναι μεταξύ 25 και 30 βαθμών Κελσίου. Αλλά θα επιβιώσουν στους -5 και στους +150 βαθμούς, χάρη στο σχηματισμό σπορίων.
Διατροφή και διανομή
Στη φύση, ο Bacillus subtilis ζει στο έδαφος, αλλά βρίσκεται στο νερό και τη σκόνη. Αυτοί οι μικροοργανισμοί αποτελούν μέρος της μικροχλωρίδας των εντέρων μας και του γαστρεντερικού σωλήνα των ζώων.
Πρόκειται για σαπροφυτικά βακτήρια, τρέφονται με οργανικά υπολείμματα. Η κύρια πηγή ενέργειας για αυτά είναι οι πολυσακχαρίτες με βάση τη γλυκόζη φυτικής (κυτταρίνη και άμυλο) και ζωικής (γλυκογόνο) προέλευσης.
Τα μεταβολικά προϊόντα του βακίλλου σανού είναι αμινοξέα, βιταμίνες, διάφορα ένζυμα, αντιβιοτικά. Ο άνθρωπος έχει μάθει από καιρό να χρησιμοποιεί αυτά τα χαρακτηριστικά των βακτηρίων στις δραστηριότητές του.
Χαρακτηριστικά της βιοχημείας
Οι πιο σημαντικές ιδιότητες των ραβδιών σανού περιλαμβάνουν την ικανότητά τους να αυξάνουν την οξύτητα του περιβάλλοντος και να παράγουν αντιβιοτικά.
Αυτοί οι βάκιλλοι είναι ανταγωνιστές για μύκητες ζύμης, σαλμονέλα, αμοιβάδα Πρωτέα και δυσεντερία, στρεπτό- και σταφυλόκοκκους.
Στη διαδικασία της ζωής, οι βάκιλοι του σανού συνθέτουν αμινοξέα, αντιβιοτικά, ένζυμα και ανοσοδραστικές ουσίες. Σήμερα, τα στελέχη αυτού του βακίλλου χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενζύμων, αντιβιοτικών, βιολογικών προϊόντων (βελτιωτικά οσμής, πρόσθετα τροφίμων), εντομοκτόνων.
Πώς να αναπτύξετε μια αποικία
Στα πιάτα Petri, οι αποικίες αυτών των βακίλλων μοιάζουν με ζαρωμένα τηγανίτες με κυματιστές άκρες λευκού ή ροζ χρώματος, ξηρή και βελούδινη δομή.
Σε εργαστήρια, τα στελέχη βακίλλων σανού καλλιεργούνται σε ζωμό ή άγαρ με πεπτόνη κρέατος, τεχνητά μέσα ή σε ουσία με υπολείμματα φυτικού οργανισμού.
Στο σπίτι, αρκεί να βράσετε συνηθισμένο σανό και να βάλετε το έγχυμα σε ζεστό μέρος για 1-2 ημέρες. Στην επιφάνεια του εγχύματος νερού θα εμφανιστεί ένα φιλμ αποκλειστικά από τα βακτήρια του βακίλλου σανού. Όλοι οι άλλοι μικροοργανισμοί θα πεθάνουν όταν βράσουν.
Ευκαιριακά παθογόνα
Είσοδοςη σύνθεση της μικροχλωρίδας της γαστρικής οδού, ο βάκιλος του σανού προάγει την αποσύνθεση πολύπλοκων πολυσακχαριτών (κυτταρίνη), διασπά τις πρωτεΐνες και συμβάλλει στην αναστολή της παθογόνου μικροχλωρίδας.
Σε ανοιχτές πληγές στο ανθρώπινο σώμα, αυτά τα βακτήρια εκκρίνουν αντιβιοτικά και ένζυμα που διασπούν τον νεκρό ιστό. Έχει ήδη αποδειχθεί ότι αυτοί οι βάκιλλοι έχουν αρνητική επίδραση σε παθογόνους οργανισμούς κατά τη διάρκεια χειρουργικής λοίμωξης (σαλμονέλα, σταφυλόκοκκος, στρεπτόκοκκος).
Ωστόσο, είναι παθογόνα υπό όρους, επειδή έχουν τέτοιες αρνητικές ικανότητες για τους ανθρώπους:
- Μπορεί να προκαλέσει αλλεργικό εξάνθημα.
- Προκαλέστε τροφική δηλητηρίαση όταν τρώτε χαλασμένο φαγητό.
- Μπορεί να προκαλέσει οφθαλμικές λοιμώξεις.
Hay stick and man
Από την άποψη της ανθρώπινης χρήσης, τα βακτήρια παρουσιάζουν ενδιαφέρον στο πλαίσιο δύο ερωτήσεων:
- Πώς μπορούν να μας βοηθήσουν.
- Πώς μπορούν να μας βλάψουν.
Η ανθρώπινη συνεργασία με το ξύλο σανού ξεκίνησε εδώ και πολύ καιρό. Σήμερα, οι μικροβιολόγοι έχουν αναπτύξει πολλά στελέχη αυτού του βακίλλου με σαφώς καθορισμένες ιδιότητες. Αυτός ο μικροοργανισμός χρησιμοποιείται στη φυτική παραγωγή, την κτηνοτροφία, την παραγωγή φαρμάκων, τις μεθόδους διαχείρισης απορριμμάτων στο πλαίσιο της πράσινης οικονομίας.
Βάκιλλοι στην ιατρική
Βιοχημικά χαρακτηριστικά καθιστούν δυνατή την ευρεία χρήση αυτού του οργανισμού στην παραγωγή φαρμάκων. Ο Bacillus subtilis, σύμφωνα με φαρμακολογικά χαρακτηριστικά, αναφέρεται σε:
- Αντιδιαρροϊκά.
- Ανοσοτροποποιητές.
Παρασκευάσματα με βάση τον βάκιλο σανού ("Sporobacterin", "Bactisubtil", "Biosporin") συνταγογραφούνται για δυσβακτηρίωση του εντέρου και του γεννητικού συστήματος, κατά την μετεγχειρητική περίοδο με πυώδεις επιπλοκές.
Ωστόσο, αξίζει να θυμόμαστε τις αντενδείξεις, η κύρια από τις οποίες είναι η υπερευαισθησία ή η δυσανεξία στα συστατικά του φαρμάκου.
Αυτός ο μικροοργανισμός χρησιμοποιείται επίσης ευρέως σε συμπληρώματα διατροφής.
Άλλες εφαρμογές
Στη φυτική παραγωγή, το πιο κοινό παρασκεύασμα με βάση τον βάκιλο σανού είναι η «Φιτοσπορίνη». Είναι αποτελεσματικό στην καταπολέμηση μυκητιακών και βακτηριακών ασθενειών των καλλιεργούμενων φυτών. Ταυτόχρονα, τα φρούτα μπορούν να καταναλωθούν ακόμη και την ημέρα που ψεκάζονται με το φάρμακο.
Στην κτηνοτροφία, η ιδιαιτερότητα των ραβδιών σανού χρησιμοποιείται για τη ζύμωση της κυτταρίνης, η οποία συμβάλλει στην καλύτερη απορρόφηση των υδατανθράκων από τα ζώα. Επιπλέον, τα αντιβακτηριακά φάρμακα που βασίζονται σε αυτό το στικ χρησιμοποιούνται ευρέως στην κτηνοτροφία, την πτηνοτροφία και την ιχθυοκαλλιέργεια.
Πρωτεάσες και αμυλάσες, τα ένζυμα του βακίλλου σανού, παράγονται στο εμπόριο και χρησιμοποιούνται σε απορρυπαντικά, παρασκευάσματα μαυρίσματος και καθαρισμού.
Υπάρχουν μεμονωμένα στελέχη που έχουν πολύ στενή εξειδίκευση. Για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται για την παρασκευή νάτο με βάση τη ιαπωνική σόγια.
Μελλοντικά σχέδια
Η ανάπτυξη της γενετικής μηχανικής είναι επίσης αδύνατη χωρίςβακτήρια. Και το ραβδί σανού δεν είναι το τελευταίο στη λίστα των «μοντέλων» για τη δημιουργία διαγονιδιακών οργανισμών.
Έχουμε ήδη γράψει για βοήθεια στην εξερεύνηση του διαστήματος.
Σήμερα, η μελέτη της κατανομής του βακίλλου σανού στη φύση αναπτύσσεται ενεργά από την άποψη της περιβαλλοντικής ασφάλειας. Υπάρχουν ήδη εργασίες για την αξιολόγηση της κατάστασης του περιβάλλοντος με βάση τη συσχέτιση της κατανομής αυτού του μοναδικού μικροοργανισμού στον οικοτόπο.
