Jak se množí bakterie? Jednoduchý výklad o jejich rozmnožování

Bakterie se množí překvapivě rychle - někdy za jen 20 minut. Představte si, že jediná bakterie se za den změní v miliardy. To není sci-fi, to je běžná biologie. A protože tyto mikroorganismy žijí všude - ve vaší kuchyni, na kůži, v břiše - je důležité pochopit, jak funguje jejich rozmnožování.

Co je binární dělení?

Bakterie se nerozmnožují jako lidé nebo zvířata. Nemají vajíčka, spermie ani plod. Jejich způsob je jednodušší a efektivnější: binární dělení. To znamená, že jedna bakterie se přesně rozdělí na dvě stejné dceřiné buňky. Je to jako rozříznutí kuličky na dvě poloviny, kde každá polovina se vyvine na plnou, samostatnou bakterii.

Proces začíná tím, že bakterie zvětší svůj objem. Její DNA se předem zdvojnásobí - každý kus genetického kódu se přesně kopíruje. Poté se tyto kopie posunou na opačné konce buňky. Nakonec se buněčná stěna mezi nimi začne zavírat, jako když se uzavře zip. Až je vše hotovo, dvě samostatné bakterie jsou na světě.

Tento proces je rychlý, protože nemá potřebu složitých hormonů, vajíček nebo plodů. Stačí potrava, teplota a voda. A to je přesně to, co bakterie potřebují - a co máme my v kuchyni, v břiše nebo na mokré houbě.

Když máte ideální podmínky, růst je exponenciální

Představte si, že máte jednu bakterii. Za 20 minut se z ní stane dvě. Za dalších 20 minut se z nich stane čtyři. Za dalších 20 minut - osm. Za hodinu máte osm, za dvě hodiny 64, za tři hodiny 512. A za 12 hodin? Přes 16 milionů.

To je exponenciální růst. A není to teorie - to se stává skutečně. Například Escherichia coli, běžná bakterie ve střevech, se může dělit každých 20 minut při ideálních podmínkách. To znamená, že z jediné buňky může během několika hodin vzniknout populace, která váží více než celá Země. Samozřejmě to nejde - prostředí se rychle vyčerpá, a bakterie začnou umírat. Ale v laboratoři nebo v těle člověka to může být opravdu rychlé.

Co ovlivňuje rychlost rozmnožování?

Není všechny bakterie stejné. Některé se dělí každých 10 minut, jiné každých 24 hodin. Proč?

• Teplota: Většina lidských bakterií roste nejlépe kolem 37 °C - přesně tělesná teplota. V chladničce se dělení zpomalí, v varné nádobě zahynou.
• Ph (kyselost): Některé bakterie mají rády kyselé prostředí (jako Lactobacillus v jogurtu), jiné potřebují neutrální pH. Pokud se kyselost změní, zastaví se dělení.
• Potrava: Bakterie potřebují cukry, bílkoviny nebo minerály. Pokud nemají co jíst, zastaví se. To je důvod, proč čisté nádobí neobsahuje bakterie - nemají co živit.
• Voda: Všechny bakterie potřebují vodu. Bez ní se nemohou dělit. To je také důvod, proč sušené potraviny trvají déle - nejsou pro ně příjemné.
• Kyslík: Některé bakterie potřebují kyslík (aerobní), jiné ho nesnášejí (anaerobní). Například bakterie, které způsobují tetanus, umřou, když se dostanou do kontaktu s kyslíkem.

Tyto podmínky určují, kde bakterie žijí. V kuchyni, kde je teplo, vlhkost a zbytky jídla, se množí rychle. V sušence nebo v mrazáku - téměř vůbec ne.

Proč je to důležité pro nás?

Pochopení, jak se bakterie množí, je klíč k tomu, jak se jich zbavit nebo je využít.

Ve zdravotnictví víme, že antibiotika fungují jen tehdy, když bakterie aktivně rostou. Když jsou v klidu, léky je nezabijí. Proto je důležité užívat antibiotika pravidelně - nejen když se cítíte lépe.

Ve potravinářství se vědí, že chladná teplota a sušení zpomalují růst. Proto se potraviny ukládají do chladničky nebo se suší. To není jen „doporučení“ - je to základ bezpečnosti jídla.

A v biotechnologii využíváme rychlý růst bakterií k výrobě léků, například inzulínu. Vědci vloží do bakterie lidský gen, který říká, jak vyrobit inzulin. Bakterie se pak množí v velkých nádržích - a každá z nich vyrábí tisíce molekul léku. Bez tohoto růstu by inzulin byl nemožně drahý.

Co se stane, když se bakterie příliš množí?

Není všechno, co se množí, dobré. Když se patogenní bakterie - tedy ty, které způsobují nemoci - začnou růst rychle, může to vést k infekci.

Ve vašem těle máte miliardy dobrých bakterií. Ale když se nějaká špatná dostane do místa, kde nemá být - například do plic nebo do močového měchýře - může se rychle množit a způsobit zánět. V tom okamžiku vaše imunitní systém musí reagovat. A pokud je růst příliš rychlý, může to být nebezpečné.

To je také důvod, proč se v nemocnicích používají dezinfekční prostředky a čisté povrchy. Nechceme, aby se bakterie v místnosti množily jako na půdě.

Je možné zastavit jejich růst?

Ano. A to děláme každý den.

• Mytí rukou: Odebíráte jim potravu (tuky, slzy, kůže) a vodu, kterou potřebují.
• Chlazení: Zpomaluje dělení - proto se jídlo ukládá do chladničky.
• Teplota: Vaření (nad 70 °C) zničí většinu bakterií.
• Desinfekce: Alkohol, chlor, peroxid - všechny poškozují jejich buňky a zabíjejí je.
• Suché prostředí: Pokud nemají vodu, zůstanou v klidu - neumírají, ale také se neřízají.

Nemusíte být mikrobiolog, abyste ovládali růst bakterií. Stačí pochopit, co potřebují - a pak to odstranit.

Co se stane, když se bakterie nebudou množit?

Bez rozmnožování by život na Zemi neexistoval. Bakterie nejen způsobují nemoci - jsou také základem našeho ekosystému. Rozkládají odpad, vyrábějí kyslík, pomáhají rostlinám přijímat živiny. Bez nich by se hnojí nevyvíjelo, kyslík by nevznikal, a my bychom nežili.

Rozmnožování je tedy nejen otázka infekce. Je to základ života. A to, co se stává v kuchyni nebo ve vašem těle, je jen malou částí toho, co se děje na planetě.