تولیدمثل باکتری

باکتری‌ها به روشهای تقسیم مستقیم، آمیختگی، قطعه قطعه شدن یا به‌وسیله کنیدی و همچنین جوانه زدن تکثیر می‌یابند. برخی باکتری‌ها توانایی ایجاد اسپورداخلی را دارند. اسپورداخلی سبب مقاومت باکتری در برابر عوامل نامساعد محیط می‌شود. هر باکتری فقط یک اسپورمی‌سازد و از هر اسپوریک باکتری بوجود می‌آید.استفاده اصطلاح هاگ برای باکتری کاملاً اشتباه است زیرا که هاگ یک ساختار تولید مثلی برای گیاهان است و یک گیاه قادر است هزاران هاگ تولید کند در صورتی که باکتری همانطور که گفته شده فقط قادر به تولید یک باکتری میباشد (منبع کتاب پره اسکات) باکتری ها موجوداتی بسیارکوچکی هستندکه به اندازه ی بیماری های کشند ای که اکنون مردم جهان انهارابزرگترین مشکل خود میدانند خطر ناکترهستند.

فواید باکتری‌ها

اگرچه بعضی از باکتری‌ها عامل فساد مواد غذایی و بیماری هستند؛ اما بسیای از باکتری‌ها مفیدند. بشر قرن‌ها از فواید باکتری‌ها در زندگی خود استفاده کرده است. باکتری‌ها در تهیه و پردازش فراورده‌های غذایی و شیمیایی و هم‌چنین در شناسایی و استخراج معادن و پاکسازی محیط زیست کاربرد دارند. مواد خوراکی مانند ماست، پنیر و سرکه حاصل فعالیت باکتری‌های تخمیرکننده است. استون و بوتانول مواد شیمیایی هستند که انواعی از باکتری‌های گونهٔ کلستریدیوم آن‌ها را می‌سازند. باکتری‌های شیمیواتوتروف برای تخلیص عناصر معدنی مانند مس و اورانیوم کاربرد دارند. هم‌چنین باکتری‌ها در پاکسازی آب‌ها و خاک‌های آلوده به آلاینده‌های نفتی و شیمیایی کاربرد وسیعی دارند. باکتری‌های داخل روده برای ما خیلی از ویتامین‌ها را می‌سازند که خود بدن قادر به ساختن آنها نیستند. هرچند که برخی از باکتری‌ها هم برای ما مضر هستند. همچنین بسیاری از باکتری ها نیز به عنوان عوامل افزایش دهنده رشد گیاهان هستند و رشد گیاهان را بهبود میبخشند.به علاوه طیف وسیعی از باکتری ها نیز به عنوان بیمارگرهای گیاهی هستند و باعث ایجاد علایم مختلفی در گیاهان مانند پژمردگی لکه برگی سوختگی سرشاخه و... می گردند.

ساختار باکتری‌ها

پوشینه یا کپسول در بعضی از باکتری‌ها، غلاف ژلاتینی چسبناکی دیواره اسکلتی را احاطه کرده است که توسط باکتری‌ها ساخته شده و به خارج ترشح می‌گردد و جنس پوشینه بیشتر از پلی ساکاریدها همراه با مواد دیگر است.

تاژک از واحدهای پروتئینی به نام فلاژین تشکیل شده و قابل ترمیم بوده و وسیله حرکت باکتری هستند. معمولاً طول آن چند برابر طول باکتری است. آرایش تاژک در باکتری‌های تاژکدار بصورت تک تاژکی، دو تاژکی، چند تاژکی سطحی است.

تار یا پیلی به دو صورت جنسی و چسبنده وجود دارد و در عمل تحرک بی تأثیر است. پیلی در حقیقت به باکتری های دیگر می چسبد این ارگانل باکتری باعث انتقال میکروب وِ دانای می باشد

دیواره در بیرون غشای پلاسمایی بوده و سبب استحکام باکتری شده و به آن شکل می‌دهد. وجود دیواره برای رشد و تقسیم باکتری‌ها لازم است.

غشای سیتوپلاسمی به صورت پرده نازکی در داخل دیواره باکتری قرار دارد و متشکل از مولکول‌های چربی و پروتئینی است.

نیام‌تن (مزوزوم)ها از فرورفتگی غشای سیتوپلاسمی به درون سیتوپلاسم حاصل می‌شود و اغلب در محل تقسیم دیواره وجود دارند و در عمل تقسیم DNA، تقسیم یاخته‌ای و تبدیل باکتری به هاگ دخالت می‌کنند.

اجزای سیتوپلاسم رناتن(ریبوزوم)ها مواد ذخیره‌ای ماده زمینه کروماتومور ماده ژنتیکی که DNA آنها غالباً به صورت یک فام‌تن(کروموزوم) تاخورده و بهم فشرده است.

یادآوری شود که باگذشت زمان و انباشته شدن مواد زاید و کاهش مواد غذایی سرعت تولیدمثل برابر با سرعت مرگ میشود.

انواع باکتری ها

باکتریهای پست

این باکتریها تک یاخته‌ای بوده و اگر کروی یا بیضوی باشند، کوکوس و اگر میله‌ای شکل یا دراز باشند، باسیل و اگر خمیده باشند ویبریون و چنانچه مارپیچی شکل و غیرقابل انعطاف باشند، اسپریل و اگر فنری و قابل انعطاف باشند، اسپیروکت نامیده می‌شوند.

باکتریهای عالی یا رشته‌ای

این باکتری‌ها رشته مانند و اغلب غلاف‌دار هستند و اغلب اوقات شاخه‌های حقیقی ایجاد کرده، میسلیوم تشکیل می‌دهند و چون تشکیلات منشعب ایجاد می‌کنند، لذا اکتینومیست نامیده می‌شوند. بنابراین باکتری‌ها از نظر شکل به ۶ گروه گرد، دراز، خمیده، مارپیچی، فنری و منشعب تقسیم می‌شوند.

نحوه تقسیم و طرز قرار گرفتن باکتری‌ها

اگر شکل باکتری کروی باشد آن را کوکوس واگر میله ای باشد آن را باسیل می نامند . اشکال دیگری نیز مانند ویبریو وجود دارند .

دیپلوکوکوس : تقسیم فقط در یک سطح انجام می‌گیرد و باکتری‌ها دو به دو، به یکدیگر اتصال دارند.

استرپتوکوکوس : تقسیمات یاخته ای در یک سطح انجام می‌شود و چند باکتری به‌دنبال هم قرار می‌گیرند.

تتراد : اگر تقسیم در دو سطح عمود بر هم باشد اشکال چهارتایی بوجود می‌آید.

سارسین : تقسیم یاخته در سه سطح عمود بر هم انجام می‌شود و توده‌های هشت تایی شبیه پاکت پستی بوجود می‌آید.

استافیلوکوکوس : تقسیمات یاخته بطور نامنظم در سطوح مختلف انجام می‌گیرد و اشکالی شبیه به خوشه انگور بوجود می‌آید.

باکتری‌ها هستهی سازمان یافته ندارند و DNA و پروتئینهای همراه آن درون ناحیهٔ هسته مانندی با نام ناحیه نوکلئوتیدی قرار گرفته‌اند و اجزای سلولی آنها در سیتوپلاسم پراکنده‌اند. کروموزمهای غیر مشابه و جداگانه در آنها وجود ندارد. در باکتری‌ها، واکوئل دیده نمی‌شود. بیشتر آنها بدون کلروفیل هستند و دگرگشت (متابولیسم) خود را از راه شیمیوسنتز انجام می‌دهند. باکتری ها به دلیل اینکه هسته سازمان یافته و مشخصی ندارند میوز و میتوز و تولید مثل جنسی نمی‌کنند.تنها نوع تقسیم سلولی در آنها تقسیم دوتایی است که آن نیز پس از همانندسازی و مضاعف شدن کروموزوم ها صورت میگیرد.

اینکه پروکاریوت‌ها و یا یوکاریوت‌ها کدام یک زودتر بر روی کره زمین ظاهر شده‌اند، کاملاً مشخص نیست. اما مطالعات تفاوت‌های ژنتیکی بین یوباکتری ها، آرکی‌باکتریها و یوکاریوتها نشان می‌دهد که هر سه گروه از دنیای مشترکی مشتق شده‌اند. شکل باکتری‌ها بر اساس شکل به ۶ گروه تقسیم می‌شود. پنج گروه اول را باکتریهای پست و گروه ششم را باکتری‌های عالی گویند.

باکتری‌ها گروهی از موجودات تک سلولی ذره‌بینی هستند که پوشش بیرونی نسبتاً ضخیمی آنها را احاطه کرده‌است. این موجودات ساختار ساده‌ای دارند و به گروه پروکاریوت(جانداران ساده) تعلق دارند.

باکتری‌ها متنوع‌ترین و مهم‌ترین میکروارگانیسمها هستند. تعداد کمی از آنها در انسان و حیوانات و گیاهان بیماریزا است. بطور کلی بدون فعالیت آنها، حیات بر روی زمین مختل می‌گردد. بطور یقین یوکاریوت‌ها از موجودات زنده باکتری مانند بوجود آمده‌اند. نظر به اینکه باکتری‌ها ساختمان ساده‌ای داشته و می‌توان به آسانی بسیاری از آنها را در شرایط آزمایشگاه کشت داد و تحت کنترل درآورد، میکروب شناسان مطالعه وسیعی درباره فرایندهای حیاتی آنها انجام داده‌اند.

به شکل معمول در هر گرم خاک، 40 میلیون و در هر میلی‌لیتر از آب‌های سطحی و زیرزمینی، یک میلیون سلول باکتریایی، و روی‌هم‌رفته تقریباً پنج نانیلیون باکتری بر روی زمین وجود دارد ^[۲]که توده‌ی زنده‌ای بیش از مجموع وزن گیاهان و جانوران را شامل می‌شود^[۳]. باکتری‌ها نقش حیاتی در چرخش مواد غذایی دارند و بسیاری از مراحل چرخه‌های مواد غذایی هم‌چون تثبیت نیتروژن از جو زمین و تجزیه پروتئین‌ها به روش زیستی، به آن‌ها وابسته است. باکتری‌های موجود در در جمعیت‌های زنده‌ی اطراف چشمه‌های آب‌گرم و Cold seeps مواد غذایی لازم برای حفظ حیات را با تبدیل مواد محلولی هم‌چون سولفید هیدروژن و متان، فراهم می‌کنند. بسیاری از باکتری‌ها هنوز توصیف نشده‌اند و تنها نیمی از اعضای شاخه باکتری‌ها دارای گونه‌های قابل [culture|کشت] در آزمایشگاه هستند^[۴]. مطالعه باکتری‌ها را باکتری‌شناسی نامند که شاخه‌ای از میکروب‌شناسی است. در بدن هر انسان تقریباً ده برابر تعداد سلول‌های بدن، سلول‌های [flora|فلور انسانی] وجود دارند که بسیاری از آن‌ها باکتری‌های روی پوست یا فلور روده هستند^[۵]. تعداد بسیار زیادی از باکتری‌های موجود در بدن به دلیل اثرات حفاظتی دستگاه ایمنی، بی‌زیان بوده و تعداد کمی نیز سودمند هستند. به هر روی گونه‌های کمی از باکتری‌ها هم [bacteria|بیماری‌زا] بوده و [disease|بیماری‌های عفونی] شامل وبا، سیفیلیس، سیاه‌زخم، جذام و طاعون را سبب می‌گردند. بیماری‌های کشنده باکتریایی شناخته‌شده‌تر [infection|عفونت‌های دستگاه تنفسی] هم‌چون سل هستند که به تنهایی سالانه به ویژه در آفریقای سیاه (زیر صحرا) سبب 2 میلیون مرگ می‌گردد^[۶]. در کشورهای توسعه‌یافته از آنتی بیوتیک‌ها درمان عفونت های باکتریایی و هم‌چنین در کشاورزی استفاده می‌شود، بنابراین [resistance|مقاومت ِ آنتی بیوتیکی] شایع است. باکتری‌ها در صنایعی مانند [treatment|تصفیه فاضلاب]، [spills|آلودگی‌های نفتی]، تولید پنیر و ماست از راه تخمیر، بازیافت طلا، پالادیوم، مس و سایر فلزات از معادن ^[۷]و هم‌چنین در زیست‌فناوری، تولید آنتی‌بیوتیک‌ها و سایر مواد شیمیایی اهمیت دارند^[۸]

باکتری‌ها زمانی به عنوان گیاهان متعلق به رده شیزومایست‌ها طبقه بندی می‌شدند ولیکن امروزه پروکاریوت‌ها را تشکیل می‌دهند. سلول‌های باکتریایی برخلاف سلول‌های گیاهی و جانوری و سایر یوکاریوت‌ها، دارای هسته نیستند و به ندرت دارای اندامک‌های پیوند یافته به پوسته یاخته هستند. گرچه اصطلاح باکتری‌ها به شکل سنتی شامل تمامی پروکاریوت‌ها بود، در دهه 1990 پس از کشف این موضوع که پروکاریوت‌ها دارای دو گروه موجود زنده هستند که به شکل کاملاً جدا از هم از یک نیای مشترک تکامل یافته‌اند، طبقه‌بندی علمی جانداران نیز تغییر کرد. این بالافرمانرو یا حوزه تکاملی را باکتری‌ها و باستانیان یا آرکیا یا باکتری‌های باستانی می‌نامند^[۹].

یکی از معمول ترین سئوالهائی که مطرح می شود این است که: چه کسی صفر را کشف کرد؟ البته برای جواب دادن به این سئوال بدنبال این نیستیم که بگوئیم شخص خاصی صفر را ابداع و دیگران از آن زمان به بعد از آن استفاده می کردند. 

اولین نکته شایان ذکر در مورد عدد صفر این است که این عدد دو کاربرد دارد که هر دو بسیار مهم تلقی می شود یکی از کاربردهای عدد صفر این است که به عنوان نشانه ای برای جای خالی در دستگاه اعداد (جدول ارزش مکانی اعداد) بکار می رود. بنابراین در عددی مانند 2106 عدد صفر استفاده شده تا جایگاه اعداد در جدول مشخص شود که بطور قطع این عدد با عدد 216 کاملاً متفاوت است. دومین کاربرد صفر این است که خودش به عنوان عدد بکار می رود که ما به شکل عدد صفر از آن استفاده می کنیم. 

هیچکدام از این کاربردها تاریخچه پیدایش واضحی ندارند. در دوره اولیه تاریخ کاربرد اعداد بیشتر بطور واقعی بوده تا عصر حاضر که اعداد مفهوم انتزاعی دارند. بطور مثال مردم دوران باستان اعداد را برای شمارش تعداد اسبان، ... بکار می برند و در اینگونه مسائل هیچگاه به مسئله ای برخورد نمی کردند که جواب آن صفر یا اعداد منفی باشد. 

بابلیها تا مدتها در جدول ارزش مکانی هیچ نمادی را برای جای خالی در جدول بکار نمی بردند. می توان گفت از اولین نمادی که آنها برای نشان دادن جای خالی استفاده کردن گیومه (") بود. مثلاً عدد6"21 نمایش دهنده 2106 بود. البته باید در نظر داشت که از علائم دیگری نیز برای نشان دادن جای خالی استفاده می شد ولیکن هیچگاه این علائم به عنوان آخرین رقم آورده نمی شدندبلکه همیشه بین دو عدد قرار می گیرند بطور مثال عدد "216 را با این نحوه علامت گذاری نداریم. به این ترتیب به این مطلب پی می بریم که کاربرد اولیه عدد صفر برای نشان دادن جای خالی اصلاً به عنوان یک عدد نبوده است. 

البته یونانیان هم خود را از اولین کسانی می دانند کهدرجای خالی ,صفر استفاده می کردند اما یونانیان دستگاه اعداد (جدول ارزش مکانی اعداد) مثل بابلیان نداشتند. اساساً دستاوردهای یونانیان در زمینه ریاضی بر مبنای هندسه بوده و به عبارت دیگر نیازی نبوده است که ریاضی دانان یونانی از اعداد نام ببرند زیر آنها اعداد را بعنوان طول خط مورد استفاده قرار می دادند. 

البته بعضى ازریاضی دانان یونانی ثبت اطلاعات نجومی را بر عهده داشتند. در این قسمت به اولین کاربرد علامتی اشاره می کنیم که امروزه آن را به این دلیل که ستاره شناسان یونانی برای اولین بار علامت 0 را برای آن اتخاذ کردند، عدد صفر می نامیم. تعداد معدودی از ستاره شناسان این علامت را بکار بردند و قبل از اینکه سرانجام عدد صفر جای خود را بدست آورد، دیگر مورد استفاده قرار نگرفت و سپس در ریاضیات هند ظاهر شد. 

هندیان کسانی بودند که پیشرفت چشمگیری در اعداد و جدول ارزش مکانی اعداد ایجاد کردند هندیان نیز از صفر برای نشان دادن جای خالی در جدول استفاده می کردند. 

اکنون اولین حضور صفر را به عنوان یک عدد مورد بررسی قرار می دهیم اولین نکته ای که می توان به آن اشاره کرد این است که صفر به هیچ وجه نشان دهنده یک عدد بطور معمول نمی باشد. از زمانهای پیش اعداد به مجموعه ای از اشیاء نسبت داده می شدند و در حقیقت با گذشت زمان مفهوم صفر و اعداد منفی که از ویژگیهای مجموعه اشیاء نتیجه نمی شدند، ممکن شد. هنگامیکه فردی تلاش می کند تا صفر و اعداد منفی را بعنوان عدد در نظر بگیرید با این مشکل مواجه می شود که این عدد چگونه در عملیات محاسباتی جمع، تفریق، ضرب و تقسیم عمل می کند. ریاضی دانان هندی سعی بر آن داشتند تا به این سئوالها پاسخ دهندو در این زمینه نیز تا حدودى موفق بوده اند . 

این نکته نیز قابل ذکر است که تمدن مایاها که در آمریکای مرکزی زندگی می کردند نیز از دستگاه اعداد استفاده می کردند و برای نشان دادن جای خالی صفر را بکار می برند. 

بعدها نظریات ریاضی دانان هندی علاوه بر غرب، به ریاضی دانان اسلامی و عربی نیز انتقال یافت. فیبوناچی، مهمترین رابط بین دستگاه اعداد هندی و عربی و ریاضیات اروپا می باشد

)گراف مسطح گرافی است که می‌تواند در یک صفحه محاط شود. برای مثال یک گراف مسطح را می‌توان به گونه‌ای رسم کرد که یال‌هایش یکدیگر را تنها در راس‌ها قطع کنند.

یک گراف غیر مسطح گرافی است که نمی‌توان آن را به گونه‌ای رسم کرد که یال‌هایش یکدیگر را در نقاطی غیراز راس‌ها قطع نکنند.

گراف مسطحی که بدون تقاطع یال‌ها در صفحه ترسیم شده باشد را صفحه گراف یا گراف محاط در صفحه می‌نامند. یک صفحه گراف را می‌توان به صورت یک گراف مسطح تعریف کرد که هر گره‌ای را به نقطه‌ای در فضای دوبعدی و هر یالی را به خمی در صفحه می‌نگارد به گونه‌ای که نقاط انتهایی هر خم نقاطی هستند که از گره‌ها نگاشته شده‌اند و خم‌ها هیچ اشتراکی با یکدیگر ندارند مگر در نقاط انتهایی.

به سادگی دیده می‌شود که گرافی که قابل ترسیم در صفحه‌است را می‌توان در کره نیز ترسیم کرد و بالعکس.

2)گراف را یک گراف مسطح گوییم هر گاه بتوان آن را روی سطح صاف ( و یا روی سطح کره ) به گونه ای رسم کرد که هیچ دو یالی یکدیگر را قطع نکنند. 
همان گونه که در تعریف می بینید، در واقع مسطح بودن گراف معادل است با این که گراف را بتوان روی کره رسم کرد. این که گراف را روی کره ترسیم کنیم،‌ فوایدی حاصل می آورد که در برخی محاسبات آنها خواهیم دید. 
و اما اولین سوالی که به ذهن خطور می کند این است که آیا هر گرافی، یک گراف مسطح است یا نه؟! اگر همان طور که در مقدمه آمد سعی کرده باشید گراف را روی صفحه رسم کنید ( از این به بعد منظور از رسم کردن گراف روی صفحه این است که گراف طوری رسم شود که هیچ دو یالی همدیگر را قطع نکنند ). حتی اگر مدت زیادی به آن ور رفته باشید شکست خورده اید. کمی بعد ( همین بخش، به کمک برخی تکنیکها و قضایا اثبات خواهیم کرد که و بسیاری گرافهای دیگر مسطح نیستند. البته برای اینکه کمی قانع شوید نامسطح بودن را همان طوری که در زیر ذکر شده است،‌می توانید به طور شهودی قبول کنید: 
یک گراف روی صفحه رسم می کنیم و نواحی بین یالها را برای روشنتر شدن رنگ می کنیم: