Автор Имя апв задал вопрос в разделе Естественные науки
Каким образом одноклеточные ориентируются в окружающей среде? и получил лучший ответ
Ответ от Aaliya-Ariel[гуру]
эм,ну у них есть жгутики,реснички.??
Что из себя представляет поведение бактерий? Они могут только двигаться или плавать на месте. В принципе, к поведению можно отнести изменение метаболических циклов, но принято к поведению относить движение бактерий, то есть их реакцию на внешний мир.Такие двигательные реакции впервые были описаны в девятнадцатом веке Теодором Энгельманом (он наблюдал скопление бактерий вокруг пузырьков воздуха) и Вильгельмом Пфеффером. Они наблюдали движение бактерий при добавлении в суспензию разных веществ. Бактерии плыли к внесенному в суспензию капилляру с питательными веществами, и даже набивались внутрь его. Работы были продолжены на совершенно ином уровне уже в середине двадцатого века. Были описаны различные реакции бактерий. Двигательные реакции назвали таксисами. То, что наблюдал Пфеффер, называется хемотаксис. Таксис – это двигательная реакция бактерии в ответ на появление в среде аттрактанта (вещества, привлекающие бактерии) или репеллента (вещества, отпугивающие бактерий). Понятно, что в естественных условиях аттрактантами являются вещества, полезные для бактерий, а репеллентами – те, которые бактериям вредны. К примеру, кислород привлекает аэробов и является репеллентом для анаэробов.
Аттрактанты - вещества, привлекающие бактерий: сахара, аминокислоты, пептиды, кислород для аэробов.
Репелленты - вещества, отпугивающие бактерий: кислоты, ионы тяжелых металлов, кислород для анаэробов.
Кроме химических соединений таксис у бактерий вызывают и другие стимулы. Так, фотобактерии реагируют на свет. Интересно, что свет является привлекающим стимулом до определенной интенсивности, а при слишком высокой интенсивности он вызывает негативный таксис. Выделяют отдельно аэротаксис – позитивную или негативную реакцию на кислород, термотаксис - реакцию на изменение температуры. У магнетобактерий выделяют магнетотаксис. У этих бактерий имеются магнетосомы (образования внутри клетки, содержащие соединения железа), которые помогают им ориентироваться в магнитном поле. Надо сказать, что в поле тяготения бактерии ориентироваться не могут – им просто нечем. А магнетотаксис помогает бактериям найти морское дно.
Восприятие различных стимулов осуществляется белками-рецепторами, расположенными на мембране, и передается через посредников (метилакцептирующие белки) на мотор жгутика. Метилакцептирующие белки – это белки, которые химически модифицируются путем «пришивания» метильной группы. Уровень метилирования белка зависит от концентрации того или иного вещества в окружающей среде. При этом, если хеморецепторов у клеток имеется всего 25 типов (а молекул рецепторов может находиться на мембране около 20000), то метилакцептирующих белков всего 4 типа. Они собирают все поступающие от рецепторов сигналы, и результирующий сигнал выходит на мотор жгутика, который управляет движением бактерии в зависимости от соотношения полезных и опасных веществ в окружающей среде.
Уровень метилирования у метилакцептирующих белков сохраняется до 2-3 мин, то есть ситуацию в окружающей среде бактерия может помнить и оценивать до двух-трех минут.
Размер кишечной палочки 0,5 мкм в диаметре и 2 мкм в длину. Она способна воспринимать изменения концентрации в 0,1% от текущей концентрации. Будем считать, что это не зависит от концентрации, хотя, конечно, это не так. На самом деле есть минимальный уровень, который бактерия может рецептировать, и максимальный уровень, после которого повышение концентрации не влияет на поведение бактерии. Итак, вопрос заключается в следующем: каким должен быть градиент концентрации сахарозы, чтобы бактерия смогла плыть к вкусной сахарозе? Или тот же вопрос, сформулированный иначе: какого размера должна быть клетка, чтобы детектировать разницу, если концентрация меняется от 0 до 1% на 10 см?
Правильный ответ на второй вопрос – 100 мкм. Рассуждения следующие: на один сантиметр разница концентраций составляет 10% (разница между концентрацией в 1% сахарозы и 0.9% сахарозы), на 1 мм разница концентраций составит 1%