Форма клеток бактерий. Некоторые особенности ультраструктуры, эволюции и экологии

М. Д. Павлова^1, *, А. М. Асатурова¹, А. Е. Козицын¹

¹ФГБНУ “Федеральный научный центр биологической защиты растений”
ВНИИБЗР, п/о 39, Краснодар, 350039 Россия
*E-mail: FridaAmely@yandex.ru
Поступила в редакцию 30.12.2020 г.
После доработки 14.04.2021 г.
Принята к публикации 25.04.2021 г.

На форму и размер бактериальных клеток влияет множество селективных сил, что, с одной стороны, определяет морфологическое разнообразие бактерий, с другой – способствует закреплению определенной формы в той или иной их группе. Почему среди известных нам культивируемых видов преобладают именно палочки, кокки, спиральные и нитчатые формы? Ряд исследований показал, что по некоторым важнейшим параметрам, например, эффективности внутриклеточного транспорта и скорости активного передвижения в водной среде, оптимальной представляется палочковидная форма. Большое количество исследователей считают, что палочки – предковая форма для всех остальных форм бактериальных клеток. Кокки, предположительно, сформировались в результате потери некоторых цитоскелетных белков либо являются результатом “редуктивного деления”. Спиральная форма может быть результатом контролируемого лизиса некоторых поперечных пептидных сшивок между гликановыми нитями пептидогликана, а может поддерживаться исключительно за счет спирально ориентированных элементов цитоскелета; одно из возможных преимуществ такой формы – эффективное движение в вязких средах, в том числе внутренних средах других живых организмов. Образование нитчатых и ветвящихся форм, вероятно, можно рассматривать как приспособление для увеличения площади поглощающей поверхности клетки, также это выгодно для закрепления в почве, функциональной дифференциации роения и др. Форма вибриона поддерживается за счет ограничения роста клетки с одной стороны и, по ряду физических параметров оказывается наиболее эффективной формой для хемотаксиса. Морфологическое разнообразие основных известных грамположительных (монодермных) и грамотрицательных (дидермных) бактерий заметно отличается. Различия в строении клеточной стенки, по-видимому, являются ограничительными факторами для формирования той иной формы клетки у определенной группы бактерий: например, спиральной у грамположительных, нитевидной у грамотрицательных. Форма клетки может меняться в течение жизненного цикла, в особенности в ходе реакции на неблагоприятные условия среды: например, филаментация клеток при SOS-ответе или образование кокковых форм у многих грамотрицательных видов, функционально сравнимое со спорообразованием у грамположительных. В то же время форма клетки является наследуемой и характеризует таксоны достаточно высокого ранга, что говорит о большой адаптивной ценности данного признака в эволюции.

DOI: 10.31857/S0044459621040047

Полный текст статьи доступен на сайте Elibrary.ru (необходимо зарегистрироваться).