Дріжджі як розмножуються? Способи розмноження дріжджів

У цій статті мова піде про такі цікаві мікроорганізмах, як дріжджі. Як розмножуються вони? На це питання нам належить відповісти. Ви дізнаєтеся про те, які особливості розмноження мають дріжджі.

Розмноження – це відтворення нової клітини, яка тотожна материнської. Наслідком його в основної частини одноклітинних організмів є збільшення чисельності популяції. Цей процес у мікроорганізмів обумовлений головним чином "взаємозв'язком" їх з навколишнього живильним середовищем. У ній повинні створитися для цього сприятливі умови, які регулюють дію певних ферментів.

Вчені з'ясували, що редуцирующие ферменти – потужні відновлювачі, які виділяються в середу, коли відбувається затримка росту кількості клітин дріжджів. Вони впливають на клітинну оболонку (на дисульфідні білкові зв'язку). Завдяки цьому оболонка стає проникною для вступу з середовища поживних речовин. Цим і забезпечується біосинтез ферментів, включаючи і конститутивні.

Способи розмноження дріжджів

Перейдемо безпосередньо до нашої теми. "Дріжджі розмножуються спорами чи ні?" – відповідь на це питання неоднозначна. Справа в тому, що клітини цих мікроорганізмів, залежно від умов їх культивування, можуть розмножуватися статевим і вегетативним способом. Форма останнього визначається приналежністю до деякої біологічно самостійної групі (тобто сімейства) поділом, брунькуванням, а також за допомогою брунькування, що завершується поділом. На даний момент описано чотири типи вегетативного розмноження дріжджів.

Перший тип вегетативного розмноження

Він відзначений, наприклад, у роду Saccharomyces (в сімействі Saccharomycetaceae). У цьому випадку матеріал, з якого складаються оболонки материнських клітин, не переходить безпосередньо на оболонки нових, дочірніх клітин. У початкових стадіях росту вони отримують його в результаті того, що він синтезується і поступово накопичується біля основи самої твірної нирки. При цьому рубці знаходяться в областях найбільшої кривизни клітинної оболонки. Нерідко вони примикають один одному, розташовуються по спіралі або колу.

Однак цей процес характерний не для всіх мікроорганізмів, що належать до групи одноклітинних грибів під назвою "дріжджі". Як розмножуються інші їх види? Продовжимо нашу розповідь.

Другий тип

Наступний тип вегетативного розмноження відзначається у дріжджів пологів Hanseniaspora і Saccharo-mycodes (сімейство Saccharoinycoaaceae). Його особливість – полярне брунькування, при цьому формується множинний рубець. У цьому випадку нирка (те, чим розмножується дріжджі) формується в результаті випинання ниркового рубця, який залишився від попереднього брунькування, а також розтягування перегородки між клітинами.

Третій тип

Він спостерігається в сімействі дріжджів Schizosaccharomyceta-сеае (наприклад, роду Schizosaccharomyces). Характерним для цього типу є те, що зростання клітинних оболонок біополярен. Новий матеріал, з якого формуються клітини, відкладається у вигляді кільцеподібного виросту від центру клітини до її кінців в місці її поділу.

Вегетативне розмноження: четвертий тип

Він характерний для Endomyces magnusii, їх циліндричних клітин. У цьому випадку при діленні структурні зміни відзначаються на всій її оболонці. Якщо спостерігається багато поділів, оболонка складається з декількох пластин, які розташовані паралельно і на рубці укладені одна в іншій.

Мітоз

У дочірню клітину з материнської в ході вегетативного розмноження переходить певна частина структурних утворень ядра і цитоплазми. Перед кожним поділом клітин при цьому хромосоми відтворюються по одному разу і всі одночасно. Цим забезпечується їх рівномірний розподіл між дочірньою і материнською клітиною. При даному типі поділу ядра, який називається митозом, спостерігається строго постійна кількість хромосом в поколіннях клітин.

Брунькування материнської клітини

Ми з'ясували, що нирка – це те, чим розмножується дріжджі при вегетативному способі. Якщо розглядати цей процес у часі, то можна відзначити, що приблизно за 1:00 в оптимальних умовах повністю формується дочірня клітина. Але одна вона не може повторювати нескінченно процес брунькування. Материнська клітина протягом життя має в середньому 25-30 брунькуванням (родових шрамів). Стримуючий фактор цього процесу – зміна структури оболонки клітини, яке пов'язане з утворенням рубців. Саме вони призводять до зменшення її корисною поверхні, що зменшує обмін речовин, а також вміст протеїну, ДНК, РНК в клітинах і призводить, врешті-решт, до загибелі.

Можна виділити і ще один спосіб, відзначаючи на питання про те, як розмножуються дріжджі. Спорами здійснюється цей процес. Цей спосіб називається статевим. Зупинимося на ньому докладніше.

Статевий спосіб розмноження

Дріжджі, розмноження яких відбувається як статевим, так і вегетативним способом, являють з цієї точки зору великий інтерес. Багато вчених досліджували особливості поведінки цих мікроорганізмів. Вони з'ясували, що статевий спосіб пов'язаний з проростанням спор, які знаходяться в асках або сумках (їх називають аскоспорами) у вегетативні клітини. Як же дріжджі розмножуються спорами? Давайте розберемося.

Цей спосіб супроводжується поділом ядра за допомогою мейозу. Якщо при культивуванні дріжджів відбувається різкий перехід з повноцінного середовища в бідну поживними речовинами, то при наявності достатньої вологості, а також значному накопиченні в клітці запасних речовин і доступі до кисню відбувається спорообразование. З'явилися в результаті нього аскоспори є стійкими до несприятливих умов середовища (висушування, високій температурі), однак вони менш термостабільним, ніж бактеріальні спори. Аскоспори гинуть при температурі близько 60 ° С, тоді як спори бактерій можуть витримувати більш високі температури – киплячої води і навіть вище.

Аскоспори утворюються зазвичай в результаті статевого злиття 2-х дріжджових клітин і подальшого поділу заплідненого ядра. Їх може бути від однієї до чотирьох, а іноді і вісім в одному аске. У випадку, якщо умови для вегетативного розвитку сприятливі, спори проростають на свіжій живильному середовищі і потім знову стають нирки клітинами.

Життєвий цикл дріжджів

У дріжджів життєвий цикл пов'язаний з чергуванням спороутворення і вегетативного розмноження з різною тривалістю диплоидной і гаплоидной стадій. Дріжджі-сахароміцети, у яких спостерігається зміна гапло- і діплофаз, діляться на дві групи: гомоталлічние і гетероталлічние.

Гетероталлічние штами

Гетероталлічние штами мають стійку Гаплоидная і диплоїдну фази. При цьому диплоїдні клітини здатні вегетативно розмножуватися необмежено довго, а при несприятливих умовах переходити до спороутворення. В результаті цього утворюються аски зі спорами гаплоїдними, кожна з яких відноситься до одного з 2-х типів спарювання. Копуляція при цьому відбувається тільки при зустрічі 2-х аскоспор або ж клітин з різних гаплоїдних штамів, в результаті чого утворюються зиготи, а діплофаза відновлюється.

Гомоталлічние штами

Гомоталлічние штами від гетероталлічних відрізняються тим, що у них є лише стійка діплофаза. Ізольовані з аска гаплоїдні спори формують диплоїдну структуру. Іншими словами, в потомстві однієї суперечки відбувається самодіплоідізація (злиття гаплоїдний клітин) за рахунок того, що суперечки можуть з'єднуватися в будь-яких комбінаціях материнської або сестринських гаплоїдних клітин зі своєю почковой.

І у гомоталлічних дріжджів існують типи спаровування. А.Ф. Руснак вивчала дріжджі виду Sacch. vini, які використовуються у виноробстві. Вона відзначила існування у них великого набору рас. Проаналізувавши це, дослідниця зробила висновок про те, що природа їх переважно гомоталлічна.

Тим не менш, деякі дріжджі в гаплоидном стані тривалий час здатні розмножуватися вегетативно. Як приклад можна привести Chizosaccharomyces і Zygosaccharomyces. Гаплоїдні клітини перед спорообразованием зливаються, формується диплоидная зигота. Потім за допомогою мейозу вона ділиться і дає початок чотирьом або восьми гаплоидним спорах. Вони проростають і через деякий час починають розмножуватися в гаплоидном стані безстатевим шляхом.

Позитивні моменти спороутворення

Вивчаючи такі мікроорганізми, як дріжджі (як розмножуються вони), вчені помітили, що обмін речовин, а також загальна життєдіяльність мікроорганізмів уповільнені при спорообразовании. Цей стан забезпечує виживання їх у несприятливих для розмноження вегетативного умовах. Тому спорообразование, яке об'єднує в собі процес збереження виду і розмноження, потрібно розглядати в якості позитивної стадії у розвитку дріжджових організмів.

Результати дослідження Б. пазонов

Б. пазонов досліджував те, як дріжджі розмножуються. Їм були отримані цікаві результати по впливу на продуктивність і життєдіяльність цих мікроорганізмів стадії статевого розмноження. Культури винних дріжджів, які пройшли споруляцію з подальшим проростанням спор і процесом діплоідізаціі, перевершують по швидкості зброджування сусла культури, які цих стадій не пройшли. При випробуваннях, здійснених в напіввиробничих умовах, було відмічено скорочення періоду бродіння з 35 діб до 21-31.

Отже, ви познайомилися з такими цікавими мікроорганізмами, як дріжджі. Як розмножуються вони, ви тепер знаєте. Сподіваємося, ви запам'ятали, які особливості мають два основних способи. Дріжджі розмножуються спорами і брунькуванням. Кожен з цих способів здійснюється в певних умовах, і кожен з них має свої особливості.