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Ist der Prozess, der dem Wachstum entgegengesetzt ist, bei Säugetieren bekannt?

Ist der Prozess, der dem Wachstum entgegengesetzt ist, bei Säugetieren bekannt?


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Jedes Tier, das klein geboren wird, wird größer und größer.

Das gleiche gilt für Teile des Tierkörpers.

Gibt es Fälle, in denen ein Körper oder ein Körperteil an Größe und Masse abnimmt, während er gesund bleibt?


Zumindest beim Menschen (bei anderen Säugetieren bin ich mir nicht sicher) wuchs die Thymusdrüse bis zur Pubertät und schrumpft dann allmählich, ein Vorgang, der Involution genannt wird. Ich bin mir nicht sicher, ob das Ihren Kriterien entspricht. Die Thymusdrüse bleibt „gesund“, aber ihre Funktion lässt mit der Zeit stark nach.


Kein Säugetier, sondern der paradoxe Frosch (Pseudoparadoxa) beginnt ihr Leben als kleine Kaulquappe, die zu einer großen Kaulquappe heranwächst und als viel kleinerer Frosch endet. Es gibt sicher noch andere Beispiele für dieses Phänomen, aber dieses ist das, was mir sofort in den Sinn kam.


Ist der Prozess, der dem Wachstum entgegengesetzt ist, bei Säugetieren bekannt? - Biologie

Artikelübersicht:

Nachfolge ist der Prozess, durch den eine neue Gemeinschaft in einem unbewohnten Gebiet gegründet wird. Die Community, die sich auf der Site etabliert, wird als Klimax-Community bezeichnet. Es ist die Aggregation von Veränderungen der Artenstruktur in einer ökologischen Gemeinschaft im Laufe der Zeit.
Obwohl Ökologen versucht haben, die Prozesse und Ereignisse der Sukzession zu definieren, sind sie mehr oder weniger ein Kontinuum von Aktivitäten, die sich in der ökologischen Zeitskala überschneiden.

Der Prozess beginnt mit der Etablierung weniger Pionierarten, die durch Arten zunehmender Komplexität ersetzt oder in ihrer Häufigkeit reduziert werden. Die Vielfalt nimmt zu, bis sich das Ökosystem als Ganzes mit der Etablierung einer Klimax-Gemeinschaft stabilisiert. Die Ansiedlung von Pionierarten auf einer kahlen Stelle führt zu Veränderungen der Bodenstruktur und des Nährstoffgehalts. Veränderungen in der physischen Umgebung folgen bald dem ersten Schritt.

Neue Pflanzenarten ersetzen die bestehenden Pflanzen aufgrund der Veränderung der physikalischen Faktoren und der Bodenstruktur. Diese wiederum verändern die bestehenden Bedingungen und ebnen den Weg für die Etablierung neuerer Arten. Diese Veränderungen gehen oft mit der Einführung von Tierarten in das Gebiet einher.

Der zyklische Prozess endet nach Erreichen einer stabilisierten Gemeinschaft, die als Klimax-Gemeinschaft bezeichnet wird. Das Ökosystem ist in dieser Phase vollständig ausbalanciert, bis es durch andere externe Faktoren gestört wird.

Störungen zerstören schließlich die bestehende Klimax-Gemeinschaft und der Nachfolgeprozess beginnt von neuem.

Die Prozesse der ökologischen Sukzession sind

1. Nacktheit. Es ist die Entwicklung einer kahlen Stelle, die von Organismen unbewohnt ist. Der Prozess wird in der Regel durch Störungen verursacht. Diese Faktoren können entweder topografisch (Bodenerosion, Windeinwirkung usw.), klimatisch (Hagel, Sturm, Vergletscherung, Feuer usw.) oder biotisch (menschliche Aktivitäten) sein. Das so gebildete Gebiet kann nur autotrophe Organismen beherbergen, die anorganische Substrate verwerten können. Die Umweltbedingungen werden für die Besiedlung neuer Arten geschaffen. Zum Beispiel hilft die Sekretion von sauren Substanzen durch Flechtenarten beim Abbau von Gesteinen in den Boden.

2. Invasion oder Migration. Der Prozess der Invasion oder Migration unterstützt die Ankunft von Samen, Sporen oder anderen reproduktiven Fortpflanzungsorganen zur Etablierung von Arten. Invasive Arten sind nicht heimische Organismen, die sich in einer Gemeinschaft weit verbreiten können. Diese bedrohen normalerweise das normale Ökosystem und verursachen Störungen in der Gemeinschaft. Nacheinander tragen sie jedoch dazu bei, die Bodenbeschaffenheit und -funktion zu verändern. R-selektierte Arten sind aufgrund ihrer hohen Reproduktionsraten und besseren Ausbreitungsmechanismen oft die ersten Kolonisatoren.

3. Ezesse. Dies ist die erste Gründung der Pflanzengemeinschaft. Dies ist abhängig von der Bodenstruktur. Das Stadium wird auch als „Kolonisation“ bezeichnet. In diesem Stadium vermehren sich die frühen kolonisierenden Arten durch Keimung, Wachstum und Reproduktion reichlich. Ezesis ist allein auf allogene Mechanismen zurückzuführen. In diesem Stadium überleben die Pionierarten die Ausbreitungsmechanismen. Die verschiedenen Pionierarten können unterschiedliche Reifungsraten aufweisen, wodurch dieser Prozess länger dauert und allmählich einige Arten durch andere ersetzt werden können. Der Prozess macht die Bodenstruktur auch für diejenigen Arten geeignet, deren Samen im bestehenden Ökosystem vorhanden waren, aber mangels geeigneter gemeinschaftlicher Unterstützung nicht keimen konnten.

4. Aggregation ist die Zunahme der Population der Art, die sich in dem Gebiet etabliert hat. Die Sträucher ersetzen in den meisten Abfolgen die kleinen Kräuter. Dies erweist sich auch als Nahrungsquelle für zukünftige Bewohner.

5. Wettbewerb. Sobald sich die wenigen Ausgangsarten etabliert haben, beginnt sowohl die intra- als auch die interspezifische Konkurrenz zwischen den Arten. Diese Phase wird Wettbewerb genannt. Die Konkurrenz besteht in der Regel um Ressourcen wie Nahrung, Wasser usw. Konkurrenz findet sowohl bei Pflanzen als auch bei Tierarten statt. Der Prozess führt zur gemeinsamen Nutzung von Ressourcen (Ressourcenpartitionierung) oder zum Wettbewerbsausschluss.

6. Reaktion. Die Umweltbedingungen werden durch die Einwirkung der den Lebensraum besetzenden Arten verändert. Diese Veränderungen lösen in der Folge die Verdrängung und den Ersatz einer Art durch eine andere aus. Die bestehende Gemeinschaft wird sich aufgrund der harten Bedingungen nicht selbst versorgen können. Der wichtigste zugrunde liegende Mechanismus ist die autogene Sukzession, bei der die Pflanzen selbst die Umweltbedingungen verändern. Frühe Kolonisatoren erleichtern in der Regel den Weg zur Etablierung ausgewachsener Arten.

7. Stabilisierung ist der Prozess, durch den die Klimax-Gemeinschaft etabliert wird. Eine Klimax-Gemeinschaft ist reif, selbsttragend, stabil und bildet die letzte Stufe der Nachfolge. Die physikalischen und chemischen Bedingungen werden so verändert und stabilisiert, dass sie die gesamte Gemeinschaft unterstützen. Die Klimax-Gemeinschaften sind am besten an die Sukzessionsregionen angepasst und die Gemeindestruktur wird wahrscheinlich bis zum Einsetzen einer weiteren Störung bestehen bleiben. Dies stellt einen stabilen Zustand des ökologischen Gleichgewichts mit spezifischer Zusammensetzung, Struktur und Energiefluss dar.

Der Prozess der Sekundärsukzession ist aufgrund der Verfügbarkeit von angereichertem Boden und anderen Faktoren viel schneller. Der einzige limitierende Faktor bei einer solchen Abfolge ist die Störung. Der Prozess ist im Wesentlichen der gleiche wie der primäre, außer dass einige der typischen Stufen fehlen. Letztendlich werden beide zur Etablierung stabiler Gemeinschaften führen, die hauptsächlich aus K-selektierten Arten bestehen.

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Was ist Mitose?

Laut Zelltheorie, neue Zellen entstehen nur durch die Teilung bestehender Zellen. Insbesondere die Mitose ist vielleicht das dramatischste Stadium [1] der Zellzyklus da es sowohl den Zerfall als auch die Reorganisation der Bestandteile der Zelle beinhaltet.

Mitose ist per Definition eine Art der Zellteilung, an der nur die somatischen Zellen beteiligt sind (jede Zelle eines lebenden Organismus außer den Fortpflanzungszellen).

Dabei wird das Wachstum des Organismus selbst und die Reparatur eventuell geschädigter Gewebe durch sich ständig teilende Zellen sichergestellt. Mitose ist auch der Prozess, durch den niedrigere eukaryotische Organismen multiplizieren durch asexuelle Reproduktion (d.h. Knospung und Verwendung von Läufern).

Einfacher ausgedrückt, während der Mitose wird eine einzelne Zelle in zwei identische Tochterzellen.

Der Hauptzweck der Mitose besteht darin, das Wachstum neuer Zellen zu ermöglichen und auch die reparierten oder abgenutzten Zellen zu ersetzen.


Zellzyklus und Meiose

Nicht alle Zellen teilen sich durch den Prozess der Mitose. Auch Organismen, die sich sexuell vermehren, durchlaufen eine Art der Zellteilung, die Meiose genannt wird. Meiose tritt in Geschlechtszellen auf und ähnelt im Prozess der Mitose. Nach einem vollständigen Zellzyklus in der Meiose werden jedoch vier Tochterzellen produziert. Jede Zelle enthält die Hälfte der Chromosomenzahl der ursprünglichen Elternzelle. Dies bedeutet, dass Geschlechtszellen haploide Zellen sind. Wenn sich haploide männliche und weibliche Gameten in einem Prozess namens Befruchtung vereinigen, bilden sie eine diploide Zelle, die Zygote genannt wird.


Selbst die kleinsten Organismen sind komplex und benötigen mehrere Regulationsmechanismen, um interne Funktionen zu koordinieren, auf Reize zu reagieren und Umweltbelastungen zu bewältigen. Zwei Beispiele für innere Funktionen, die in einem Organismus reguliert werden, sind der Nährstofftransport und der Blutfluss. Organe (Gruppierungen von Geweben, die zusammenarbeiten) erfüllen spezifische Funktionen, wie zum Beispiel Sauerstoff durch den Körper zu transportieren, Abfallstoffe zu entfernen, Nährstoffe an jede Zelle zu liefern und den Körper zu kühlen.

Abbildung (PageIndex<1>): Homöostase: Eisbären (Ursus maritimus) und andere Säugetiere, die in eisbedeckten Regionen leben, halten ihre Körpertemperatur aufrecht, indem sie Wärme erzeugen und den Wärmeverlust durch dickes Fell und eine dichte Fettschicht unter ihrer Haut reduzieren.


Rolle des intraspezifischen Wettbewerbs

Das Logistikmodell geht davon aus, dass jedes Individuum innerhalb einer Population den gleichen Zugang zu Ressourcen und damit die gleichen Überlebenschancen hat. Für Pflanzen sind die Wassermenge, Sonnenlicht, Nährstoffe und der Platz zum Wachsen die wichtigsten Ressourcen, während bei Tieren Nahrung, Wasser, Unterkunft, Nistplatz und Partner zu den wichtigen Ressourcen gehören.

In der realen Welt bedeutet die Variation der Phänotypen zwischen Individuen innerhalb einer Population, dass einige Individuen besser an ihre Umwelt angepasst sind als andere. Die daraus resultierende Konkurrenz zwischen Populationsmitgliedern derselben Art um Ressourcen wird als intraspezifische Konkurrenz bezeichnet (intra- = &ldquowithin&rdquo -specific = &ldquospecies&rdquo). Die intraspezifische Konkurrenz um Ressourcen kann Populationen, die weit unter ihrer Tragfähigkeit liegen, nicht beeinträchtigen, da die Ressourcen reichlich vorhanden sind und alle Individuen erhalten können, was sie brauchen. Mit zunehmender Bevölkerungszahl verschärft sich dieser Wettbewerb jedoch. Darüber hinaus kann die Ansammlung von Abfallprodukten die Tragfähigkeit der Umwelt verringern.


Konzept in Aktion

Sehen Sie sich ein Video einer Hydra an.

Zersplitterung

Zersplitterung ist die Aufspaltung des Körpers in zwei Teile mit anschließender Regeneration. Wenn das Tier splitterfähig ist und der Teil groß genug ist, wächst ein separates Individuum nach.

Bei vielen Seesternen wird beispielsweise die ungeschlechtliche Fortpflanzung durch Fragmentierung erreicht. Abbildung 24.4 zeigt einen Seestern, bei dem ein Arm des Individuums abgebrochen wird und einen neuen Seestern regeneriert. Es ist bekannt, dass Fischereiarbeiter versuchen, die Seesterne zu töten, die ihre Muschel- oder Austernbänke essen, indem sie sie in zwei Hälften schneiden und zurück ins Meer werfen. Unglücklicherweise für die Arbeiter können die beiden Teile jeweils eine neue Hälfte regenerieren, was dazu führt, dass doppelt so viele Seesterne die Austern und Muscheln erbeuten. Fragmentierung tritt auch bei Ringelwürmern, Turbellarien und Poriferen auf.

Abbildung 24.4. Seesterne können sich durch Fragmentierung vermehren. Der große Arm, ein Fragment eines anderen Seesterns, entwickelt sich zu einem neuen Individuum.

Beachten Sie, dass bei der Fragmentierung im Allgemeinen ein deutlicher Unterschied in der Größe der Individuen besteht, während bei der Spaltung zwei Individuen ungefährer Größe gebildet werden.

Parthenogenese

Parthenogenese ist eine Form der asexuellen Fortpflanzung, bei der sich eine Eizelle ohne Befruchtung zu einem vollständigen Individuum entwickelt. Die resultierenden Nachkommen können je nach Verfahren und Art entweder haploid oder diploid sein. Parthenogenese tritt bei wirbellosen Tieren wie Wasserfliegen, Rädertierchen, Blattläusen, Stabheuschrecken, einigen Ameisen, Wespen und Bienen auf. Bienen nutzen die Parthenogenese, um haploide Männchen (Drohnen) und diploide Weibchen (Arbeiterinnen) zu produzieren. Wird ein Ei befruchtet, wird eine Königin geboren. Die Bienenkönigin kontrolliert die Fortpflanzung der Bienenstockbienen, um die Art der produzierten Bienen zu regulieren.

Einige Wirbeltiere – wie bestimmte Reptilien, Amphibien und Fische – vermehren sich ebenfalls durch Parthenogenese. Obwohl sie bei Pflanzen häufiger vorkommt, wurde Parthenogenese bei Tierarten beobachtet, die in terrestrischen oder marinen Zoos nach Geschlechtern getrennt wurden. Zwei weibliche Komodowarane, ein Hammerhai und ein Schwarzspitzenhai haben parthenogene Junge hervorgebracht, wenn die Weibchen von den Männchen isoliert wurden.

Sexuelle Fortpflanzung

Sexuelle Fortpflanzung ist die Kombination von (normalerweise haploiden) Fortpflanzungszellen von zwei Individuen, um einen dritten (normalerweise diploiden) einzigartigen Nachkommen zu bilden. Die sexuelle Fortpflanzung bringt Nachkommen mit neuartigen Genkombinationen hervor. Dies kann in instabilen oder unvorhersehbaren Umgebungen ein adaptiver Vorteil sein. Als Menschen sind wir daran gewöhnt, Tiere mit zwei getrennten Geschlechtern – männlich und weiblich – zu betrachten, die bei der Empfängnis festgelegt wurden. Im Tierreich gibt es jedoch viele Variationen zu diesem Thema.

Hermaphroditismus

Hermaphroditismus tritt bei Tieren auf, bei denen ein Individuum sowohl männliche als auch weibliche Fortpflanzungsteile hat. Wirbellose Tiere wie Regenwürmer, Nacktschnecken, Bandwürmer und Schnecken (siehe Abbildung 24.5) sind oft zwittrig. Hermaphroditen können sich selbst befruchten oder sich mit einer anderen ihrer Art paaren, sich gegenseitig befruchten und beide Nachkommen hervorbringen. Selbstbefruchtung ist bei Tieren mit eingeschränkter Mobilität oder nicht beweglich, wie z. B. Seepocken und Muscheln, üblich.

Abbildung 24.5. Viele Schnecken sind Zwitter. Wenn sich zwei Individuen paaren, können sie jeweils bis zu hundert Eier produzieren. (Kredit: Assaf Shtilman)

Geschlechtsbestimmung

Die Geschlechtsbestimmung von Säugetieren wird genetisch durch das Vorhandensein von X- und Y-Chromosomen bestimmt. Für X (XX) homozygote Individuen sind weiblich und heterozygote Individuen (XY) sind männlich. Das Vorhandensein eines Y-Chromosoms führt zur Entwicklung männlicher Merkmale und sein Fehlen führt zu weiblichen Merkmalen. Das XY-System kommt auch bei einigen Insekten und Pflanzen vor.

Die Bestimmung des Vogelgeschlechts hängt vom Vorhandensein von Z- und W-Chromosomen ab. Homozygot für Z (ZZ) ergibt ein Männchen und heterozygot (ZW) ergibt ein Weibchen. Das W scheint für die Bestimmung des Geschlechts des Individuums wesentlich zu sein, ähnlich dem Y-Chromosom bei Säugetieren. Einige Fische, Krebstiere, Insekten (wie Schmetterlinge und Motten) und Reptilien verwenden dieses System.

Das Geschlecht einiger Arten wird nicht durch die Genetik bestimmt, sondern durch einen Aspekt der Umwelt. Die Geschlechtsbestimmung ist beispielsweise bei einigen Krokodilen und Schildkröten in kritischen Phasen der Eientwicklung oft temperaturabhängig. Dies wird als umweltbedingte Geschlechtsbestimmung oder genauer als temperaturabhängige Geschlechtsbestimmung bezeichnet. Bei vielen Schildkröten bringen kühlere Temperaturen während der Eibebrütung Männchen und warme Temperaturen Weibchen hervor. Bei einigen Krokodilen produzieren gemäßigte Temperaturen Männchen und sowohl warme als auch kühle Temperaturen produzieren Weibchen. Bei einigen Arten ist das Geschlecht sowohl genetisch als auch temperaturabhängig.

Individuen einiger Arten wechseln im Laufe ihres Lebens ihr Geschlecht und wechseln zwischen Männchen und Weibchen. Wenn das Individuum zuerst weiblich ist, wird es als Protogynie oder „erstes Weibchen“ bezeichnet, wenn es zuerst männlich ist, wird es als Protandrie oder „erstes Männchen“ bezeichnet. Austern werden zum Beispiel männlich geboren, wachsen und werden weiblich und legen Eier. Einige Austernarten ändern das Geschlecht mehrmals.


Eudicot-Wachstumsformen

Eudicots haben eine Vielzahl von Wuchsformen. Von Baumriesen wie den Eukalyptusbäumen Australiens bis hin zu winzigen Kräutern, die kaum mehr als 1 cm über dem Boden wachsen. Sie können auch verschiedene Wachstumsstrategien haben, die von langlebigen Arten reichen, die Hunderte von Jahren überleben können, bis hin zu einjährigen Pflanzen, die eine einzige Sommersaison lang leben, bevor sie über den Winter sterben.

Eudikotylen haben eine Reihe von Eigenschaften, die sich von Monokotylen und basalen Angiospermen unterscheiden, obwohl sie einige Merkmale mit basalen Angiospermen teilen. Sie lassen sich am besten durch die Struktur ihres Pollens von anderen Pflanzen unterscheiden. Ihr Pollen wird als Tricolpat bezeichnet, weil ihre Pollenkörner entweder drei Poren oder drei Rillen haben.

Eudicot-Pflanzen können auch durch die Kombination mehrerer Merkmale von anderen Pflanzengruppen unterschieden werden. Dazu gehören zwei Keimblätter (embryonale Blätter), Blütenblätter und Blütenteile in Vielfachen von vier oder fünf, unterschiedliche Blütenblätter und Kelchblätter, ein netzartiges Muster von Adern in ihren Blättern und Pfahlwurzeln anstelle von faserigen Wurzeln. Eudikotosen weisen auch oft ein hohes Maß an Verschmelzung zwischen Blütenteilen wie Blütenblättern, Staubblättern und Fruchtblättern auf – ein Zeichen dafür, dass sie evolutionär fortgeschrittener sind als andere Blütenpflanzen.


Wachstumsmerkmale von Bakterien

Das Leben eines Bakteriums oder eines anderen Mikroorganismus wird natürlich stark durch den Charakter der anderen vorhandenen Organismen und durch den Feuchtigkeitsgehalt, den pH-Wert, die Temperatur und andere Faktoren in seiner unmittelbaren Umgebung beeinflusst. Daher schwankt die Anzahl der lebenden Individuen einer Art, die wahrscheinlich an einem Ort gefunden werden, von Zeit zu Zeit stark und unvorhersehbar. Unter den hochartifiziellen Bedingungen einer in flüssigem Medium wachsenden Reinkultur finden wir jedoch, dass die Entwicklung und der Rückgang von Bakterienpopulationen einem bestimmten, vorhersehbaren Verlauf folgen. Durch Zählen der Anzahl lebender Bakterien in der Kultur zu verschiedenen Zeitintervallen während der Inkubation und anschließendes Auftragen dieser Daten in Bezug auf die Zeit können wir eine Wachstumskurve ableiten.

Es ist üblich, die Wachstumskurve in mehrere Teile zu unterteilen, die jedoch in vier Hauptphasen zusammengefasst werden können: die Lag-Phase (A bis B), die logarithmische Wachstumsphase (B bis C), die stationäre Phase (C bis D), und die Todes- oder Niedergangsphase (D bis E). Die Lag-Phase dauert in der Regel nicht länger als ein paar Stunden. Während des ersten Teils dieser Phase gibt es keine offensichtliche Zunahme oder sogar eine Verringerung der Zahl der lebenden Organismen, da einige der Bakterien sterben können, während andere nicht auf eine aktive Vermehrung vorbereitet sind. Die Bakterien passen sich an eine neue Umgebung an, synthetisieren Enzyme und verstoffwechseln aktiv, obwohl die Zellteilung noch nicht stattfindet. Die Lag-Phase endet, wenn sich die Organismen schließlich mit zunehmender Geschwindigkeit zu teilen beginnen.

Während der logarithmischen (log) Wachstumsphase vermehren sich Organismen mit einer konstanten maximalen Rate. Die Anzahl der Bakterien nimmt durch geometrische Progression zu (zwei teilen zu vier, vier zu acht, acht zu sechzehn usw.), und wenn die Logarithmen gegen die Zeit aufgetragen werden, erhalten wir eine gerade, steile Linie wie in der Tabelle unten (B bis C). Bei einer Reihe von Bakterien, beispielsweise den Dickdarmbazillen und der Cholera-Spirilla, kann die Generationszeit (d. h. die Zeit zwischen der Bildung eines neuen Bakteriums und seiner Teilung zu zwei neuen Zellen) nur 20 Minuten betragen. Organismen wie Staphylokokken und Streptokokken sollen sich fast genauso schnell vermehren, während andere Arten wie Diphtherie-Bazillen etwa halb so schnell zunehmen. Einige wenige Bakterien vermehren sich offenbar immer, auch während dieser logarithmischen Phase, deutlich langsamer, die Generationszeit von Tuberkelbazillen beispielsweise soll in Labormedien etwa 18 Stunden betragen.

Unabhängig von der Spezies des Organismus ist die logarithmische Wachstumsphase kurz. Die Verringerung der verfügbaren Nahrungssubstanzen, die Ansammlung von Abfallprodukten und der Mangel an ausreichend Sauerstoff zwingen die Kultur in die stationäre Phase, in der Organismen weniger aktiv sind und sich seltener teilen. Die Gesamtzahl der lebenden Organismen bleibt praktisch konstant, die Sterberate gleicht die Vermehrungsrate aus. Die größte Dichte erreicht die Bakterienpopulation innerhalb von 24 bis 48 Stunden, wenn sie bei 37 °C inkubiert wird. Die Todes- oder Verfallsphase setzt dann in den Organismen allmählich ein, sich vollständig zu vermehren. Die Todesphase kann so schnell wie die Wachstumsphase sein. Die Bakterien sterben schließlich, wenn die Nährstoffe abnehmen und sich Abfallprodukte ansammeln. Nicht alle Bakterien einer Kultur befinden sich gleichzeitig in der gleichen Phase. Einige Organismen gehen vor anderen in die nächste Phase über, andere hinken hinterher. Somit findet im Allgemeinen ein allmählicher und kein abrupter Übergang von einer Phase zur nächsten statt.

Eine Bakterienwachstumskurve, die die vier typischen Wachstumsphasen zeigt.


Ist der Prozess, der dem Wachstum entgegengesetzt ist, bei Säugetieren bekannt? - Biologie

Das Wachstum von Bakterienpopulationen (Seite 1)

Messung des Bakterienwachstums

Wachstum ist eine geordnete Zunahme der Menge an zellulären Bestandteilen. Es hängt von der Fähigkeit der Zelle ab, aus den in der Umwelt verfügbaren Nährstoffen neues Protoplasma zu bilden. Bei den meisten Bakterien beinhaltet das Wachstum eine Zunahme der Zellmasse und der Anzahl der Ribosomen, die Verdoppelung des Bakterienchromosoms, die Synthese neuer Zellwände und Plasmamembranen, die Aufteilung der beiden Chromosomen, die Septumbildung und die Zellteilung. Dieser asexuelle Fortpflanzungsprozess wird als bezeichnet Zellteilung.


Abbildung 1. Bakterienwachstum durch binäre Spaltung. Die meisten Bakterien vermehren sich durch einen relativ einfachen asexuellen Prozess, der als binäre Spaltung bezeichnet wird: Jede Zelle nimmt an Größe zu und teilt sich in zwei Zellen. Während dieses Prozesses kommt es zu einer geordneten Zunahme der zellulären Strukturen und Komponenten, zur Replikation und Segregation der bakteriellen DNA und zur Bildung eines Septums oder einer Kreuzwand, die die Zelle in zwei Nachkommenzellen teilt Der Prozess wird von der Bakterienmembran möglicherweise über Mesosomen. Es wird angenommen, dass das DNA-Molekül an einer Stelle auf der Membran befestigt ist, wo es repliziert wird. Die beiden DNA-Moleküle bleiben an Punkten Seite an Seite auf der Membran befestigt, während zwischen den beiden Punkten neues Membranmaterial synthetisiert wird. Dadurch werden die DNA-Moleküle in entgegengesetzte Richtungen gezogen, während neue Zellwand und Membran als Septum zwischen den beiden Chromosomenkompartimenten angelegt werden. Wenn die Septumbildung abgeschlossen ist, teilt sich die Zelle in zwei Nachkommenzellen. Das Zeitintervall, das eine Bakterienzelle benötigt, um sich zu teilen oder eine Population von Bakterienzellen zu verdoppeln, wird als Generationszeit bezeichnet. Die Generationszeiten für in der Natur wachsende Bakterienarten können nur 15 Minuten oder mehrere Tage betragen. Elektronenmikroskopische Aufnahme von Streptococcus pyogenes von Maria Fazio und Vincent A. Fischetti, Ph.D. mit Erlaubnis. Das Labor für bakterielle Pathogenese und Immunologie, Rockefeller University.

Bei einzelligen Organismen wie den Bakterien kann das Wachstum anhand von zwei verschiedenen Parametern gemessen werden: Veränderungen in Zellmasse und Änderungen in Zellennummern.

Methoden zur Messung der Zellmasse

Methoden zur Messung der Zellmasse beinhalten sowohl direkte als auch indirekte Techniken.

1. Direkt physikalische Messung Trockengewicht, Nassgewicht oder Zellvolumen nach der Zentrifugation.

2. Direkt chemische Messung einer chemischen Komponente der Zellen, wie Gesamt-N, Gesamtprotein oder Gesamt-DNA-Gehalt.

3. Indirekt Messung der chemischen Aktivität wie Rate von O2 Produktion oder Verbrauch, CO2 Produktion oder Konsum usw.

4. Trübungsmessungen verwenden eine Vielzahl von Instrumenten, um die von einer Zellsuspension gestreute Lichtmenge zu bestimmen. Partikelförmige Objekte wie Bakterien streuen Licht proportional zu ihrer Anzahl. Die Trübung oder optische Dichte einer Zellsuspension hängt direkt mit der Zellmasse oder Zellzahl zusammen, nachdem eine Standardkurve erstellt und kalibriert wurde. Das Verfahren ist einfach und zerstörungsfrei, jedoch ist die Sensitivität für die meisten Bakterien auf etwa 10 7 Zellen pro ml begrenzt.