Informácie

Výhody a nevýhody sporulácie v porovnaní s kompetenciou v baktériách?

Výhody a nevýhody sporulácie v porovnaní s kompetenciou v baktériách?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Prečo majú baktérie oba tieto mechanizmy, aby sa vysporiadali s rovnakým environmentálnym stresom: nedostatkom živín? V kultúre vystavenej týmto podmienkam sa často nachádzajú kompetentné bunky aj sporulované bunky.


Biologická ochrana proti škodcom, výhody a nevýhody

Kontrola škodcov s ich prirodzenými nepriateľmi, vrátane parazitov, predátorov, chorôb a konkurenčných organizmov, sa nazýva biologická kontrola, je to alternatíva k používaniu širokospektrálnych pesticídov, ktoré ničia užitočný hmyz, ako aj škodcov, Je to metóda šetrná k životnému prostrediu a nezanáša znečisťujúce látky do životného prostredia.

Biologická kontrola škodcov

Biologická kontrola minimalizuje obavy o životné prostredie, právne predpisy a verejnú bezpečnosť, Integrovaná kontrola škodcov využíva biologické činidlá v kombinácii s inými opatreniami, Biologické činidlá sa nazývajú biočinidlá, nezanechávajú žiadne dlhotrvajúce rezíduá, ktoré zostávajú v životné prostredie, Neprenikajú do podzemných vôd ani nevytvárajú odolné kmene hmyzu.

Je vysoko špecifický pre jedného škodcu, môže byť buď lacnejší alebo drahší ako pesticídy, môžu vám vzniknúť značné náklady na štúdium, výber, testovanie a šľachtenie biologického činidla, dlhodobé riešenie, ak sa vytvorí rovnováha, biologická kontrola škodcov je dlhodobo lacný a dá sa použiť v skleníku.

Škodcovia sa nestávajú odolnými, nedochádza k žiadnej kontaminácii životného prostredia, Ak je zavedený organizmus na biologickú kontrolu, nemusí sa znovu zavádzať, Chemické pesticídy sa musia používať opakovane, takže viac nákladov a času sa spotrebuje, Biologická kontrola obmedzuje následné používanie pesticídov.

Biologická kontrola

Je to alternatíva k pesticídom a jedom, Keď odstránite organizmus z potravinovej siete, môže to narušiť všetky ostatné okolo neho, takže musíte byť veľmi opatrní, biologická kontrola je lepšia a bezpečnejšia metóda kontroly ako používanie pesticídov.

Biologická kontrola škodcov je použitie prirodzených predátorov ako prostriedkov na napadnutie buriny. Prostriedky na biologickú kontrolu sú hmyz, ale niekedy sa používajú huby, baktérie a háďatká, Niektoré huby napádajú hmyz a zabíjajú ho, Spóry húb prenikajú do hmyzu a rastú v ňom, Hmyz uhynie približne týždeň, Huby sú nákladovo efektívne, pokiaľ nie je potrebná vysoká aplikačná dávka pre silné zamorenie hmyzom.

Výhody biologickej kontroly

Biologická ochrana proti škodcom je veľmi špecifickou stratégiou, bez ohľadu na to, aký predátor sa zavedie, bude kontrolovať iba populáciu škodcu, na ktorého sa má zamerať, čo z neho robí zelenú alternatívu k chemickým alebo mechanickým metódam kontroly, zatiaľ čo chemikálie na ničenie buriny môžu zničiť ovocie. - rodiace rastliny , Biologická kontrola umožňuje, aby ovocie zostalo bez prerušenia, zatiaľ čo burina je zničená.

Biologická ochrana proti škodcom nemá nepriaznivý vplyv na ľudské zdravie ani životné prostredie, je sebestačná, Môže to byť nákladovo efektívne, Keď boli splnené náklady na testovanie a zavedenie kontrolných činidiel, priebežné náklady sú malé, nie je potrebné hľadať a identifikovať každú jednotlivú burinu, ktorá sa má ošetriť, účinný prostriedok vyhľadá všetky vhodné rastliny buriny.

Rozvoj odolnosti hostiteľa nie je problém, Biologická kontrola škodcov je kompatibilná s väčšinou ostatných kontrolných techník (okrem niekedy použitia insekticídov a herbicídov), Biologická kontrola znižuje konkurencieschopnosť a reprodukčnú kapacitu buriny, čím ju zvyšuje zvládnuteľný .

Metóda biologickej ochrany proti škodcom nepoužíva chemikálie, Používa mnoho organizmov, ktoré sú buď predátormi alebo parazitmi škodcov, Škodca je organizmus, ktorý spôsobuje škody ľuďom a ich úrode, Mala by sa zaviesť biologická kontrola vždy, keď je to možné, pretože neznečisťuje životné prostredie.

Veľkou výhodou tejto metódy je jej selektivita, existuje obmedzené nebezpečenstvo poškodenia necieľových druhov rastlín, biologická kontrola nevytvára nové problémy ako konvenčné pesticídy, Selektivita je najdôležitejším faktorom z hľadiska rovnováhy poľnohospodárskych ekosystémov, pretože veľké škody na necieľových druhoch môžu viesť k obmedzeniu populácií prirodzených nepriateľov.

Činidlo biologickej kontroly (BCA) môže byť nasadené v poľnohospodárskom ekosystéme tak, aby nepoškodilo necieľových škodcov, závisí to od vhodných testov špecifickosti hostiteľa, ktoré určujú potenciálny rozsah hostiteľov.

Schopnosť samočinného udržiavania je zaujímavou výhodou metódy biologickej kontroly, počet a šírenie BCA sa zvýši, pretože BCA sa samomnožia a rozptyľujú, kontrola škodcov sa tiež udržiava, čo je dosť dôležité z hľadiska ekonomickej uskutočniteľnosti biologická kontrola.

Ďalšou výhodou metódy biologickej kontroly je environmentálna bezpečnosť BCA, škodca nie je schopný (alebo veľmi pomaly) vytvárať rezistenciu, Biologická kontrola môže byť nákladovo efektívna, jej účinnosť je založená na samočinnom udržiavaní a samopropagácii, takže ak zavedieme kontrolný prostriedok v špecifickej oblasti, zníži cieľového škodcu na prijateľnú hranicu na pomerne dlhú dobu.

Finančný prínos biologickej kontroly je najväčší v prípadoch, keď nie je iná možnosť, Biologická kontrola je veľmi účinná v neprístupných oblastiach, Nákladová efektívnosť tejto metódy spočíva v tom, že výnos z biologickej kontroly je menší ako dosiahnutý výnos. agrochemikáliami, ale primárne náklady na BCA sú nižšie ako na chemické pesticídy.

Biologická kontrola je atraktívnou alternatívou k agrochemikáliám, používanie ekologických alternatív k chemickým pesticídom je absolútne nevyhnutné v poľnohospodárstve, č Používajú sa chemikálie, takže dochádza k menšiemu znečisteniu, narušeniu potravinového reťazca a riziku pre ľudí, ktorí jedia jedlo, ktoré bolo postriekané.

BCA sú citlivejšie na podmienky prostredia ako chemická kontrola, čo následne spôsobuje výkyvy v populáciách škodcov, odráža sa to na kvalite produktu, úrode a samozrejme aj cene produktu na trhu, ak je ročná úroda úroda nie je stabilná, ovplyvní to stabilitu príjmov pestovateľa.

Metóda biologickej kontroly je bezpečná z hľadiska životného prostredia. Táto metóda ponúka menšie riziko rezíduí v potravinovom reťazci, biologická kontrola je najvhodnejšia pre exotických škodcov, ktorí nie sú blízko príbuzní s pôvodnými užitočnými druhmi, Biologická kontrola je lacnejšia ako chemická kontrola.

Nevýhody biologickej kontroly

Biologická kontrola je pomalý proces, vyžaduje si veľa času a trpezlivosti, aby biologické činidlá zapôsobili na populáciu škodcov, zatiaľ čo iné metódy, ako napríklad pesticídy, ponúkajú okamžité výsledky. Výhodou je dlhodobý účinok. biologická kontrola zabezpečuje .

Môže byť nestály, nedokážete ovládať akéhokoľvek prirodzeného nepriateľa, uvoľníte sa do ekosystému, zatiaľ čo má zvládnuť jedného škodcu, váš predátor sa prepne na iný cieľ, môže sa rozhodnúť, že zje vašu úrodu namiesto zamorenia hmyzom Keď však do životného prostredia zavediete nový druh, existuje riziko narušenia prirodzeného potravinového reťazca.

Hoci je to z dlhodobého hľadiska lacné, proces nastavenia biologického kontrolného systému je nákladná záležitosť. Na vývoj úspešného systému ide veľa peňazí na plánovanie, Predátor, ktorého zavediete, nesmie zožrať škodcu, Môže požierať užitočné druhy, Populácia predátorov sa môže zvýšiť a vymknúť sa kontrole, Predátor sa nemusí zdržiavať v oblasti, kde je to potrebné.

Biologická ochrana pôsobí pomaly , Chýba jej okamžitá chemická kontrola , Takže , Počas obdobia potrebného , kým prirodzení nepriatelia kontrolujú populáciu škodcov , môžu byť škodcovia prítomní v netolerovateľných populáciách , Agens sa môže stať škodcom sám , Časté vstupy je potrebný na udržanie rovnováhy obyvateľstva a musí byť rozsiahly.

Pesticídy nemožno použiť, pretože poškodia systém biologickej kontroly, Potreba zložitého prechodného obdobia od insekticídov k biologickej kontrole môže spôsobiť, že zavedenie biologickej kontroly bude pre pestovateľa neatraktívne, výskum je nákladný a vyžaduje si vysoká úroveň zručností a počiatočné náklady na nastavenie.

Biologická kontrola je nepredvídateľná, jej nepredvídateľnosť spočíva najmä v tom, že prirodzení nepriatelia sú závislí od podmienok prostredia, Nasadenie BCA v novom prostredí si vyžaduje veľa výskumu, aby sa dosiahli požadované výsledky z dôvodu klimatických obmedzení.

Je ťažké a niekedy drahé vyvinúť biologickú kontrolu v teréne, pretože si vyžaduje vysoko kvalifikovaných vedeckých pracovníkov, Do výskumu biologickej kontroly sa investuje relatívne menej v porovnaní s chemickými pesticídmi. Variácie a zmeny v správaní prirodzených nepriateľov, ktoré môžu byť spôsobené podmienkami chovu, sú rozmanité. Tieto variácie vedú k nekonzistentným výsledkom v biologickej kontrole.

Testovanie špecifickosti potenciálnych agentov je drahé. Dokončenie testovania špecifickosti hostiteľa môže trvať mnoho rokov, pretože je potrebná dôkladnosť, Biologická ochrana pôsobí na veľkých plochách, takže sa nemôže obmedzovať na jednotlivé objekty alebo výbeh, nevyhubí organizmus škodcu úplne, pretože ak prostriedok na hubenie príliš zredukuje populáciu škodcov, zničí si vlastný zdroj potravy.


Bunková biológia: Asexuálna a sexuálna reprodukcia

Počas ________ vyrastie z častí materskej rastliny nová rastlina.

Počas _______ sa bunka delí a vzniká nová, geneticky identická bunka.

_____ je forma nepohlavného rozmnožovania, ktorú používajú huby a plesne.

Počas ____ potomok vyrastá z tela rodiča.

____ je forma nepohlavného rozmnožovania, po ktorej musí nasledovať regenerácia.

Aký je hlavný spôsob rozmnožovania týchto plochých červov?

Aké vyhlásenie by s najväčšou pravdepodobnosťou urobili o novom druhu?

- Asexuálna reprodukcia vyžaduje dvoch rodičov a produkuje neidentické potomstvo, zatiaľ čo sexuálna reprodukcia vyžaduje iba jedného rodiča a produkuje identické potomstvo.

- Asexuálna reprodukcia vyžaduje dvoch rodičov a produkuje identické potomstvo, zatiaľ čo sexuálna reprodukcia vyžaduje iba jedného rodiča a produkuje neidentické potomstvo.

- Asexuálna reprodukcia vyžaduje iba jedného rodiča a produkuje identické potomstvo, zatiaľ čo sexuálna reprodukcia vyžaduje dvoch rodičov a produkuje neidentické potomstvo.


Sporulácia húb

Huby sú jedny z najviac skúmaných organizmov na svete produkujúcich spóry. Produkujú širokú škálu spór, ktoré sa výrazne líšia veľkosťou, tvarom a inými povrchovými vlastnosťami, ktoré vyhovujú ich prostrediu (na rozptýlenie atď.).

Zatiaľ čo spóry produkované sexuálne (prostredníctvom meiózy) zostávajú spiace na prežitie (napr. askospóry), spóry, ktoré sú produkované nepohlavne (mitospóry), sú určené na rozptýlenie.

Asexuálne spóry, ktoré sú produkované mitózou, sa uvoľňujú vo veľkých množstvách a sú geneticky identické. To im umožňuje hrať dôležitú úlohu v reprodukcii, keď po rozptýlení pristanú na vhodnom substráte v prostredí.

* Chlamydospóra - Ide o druh spór húb, ktorý sa vyvíja z hýfových štruktúr za nepriaznivých podmienok. Chlamydospóry sa vyznačujú silnou, melanizovanou stenou, ktorá chráni obsah spór.

Rôzne druhy húb môžu produkovať rôzne druhy spór.

Nasledujú niektoré z hlavných skupín húb a typ spór, ktoré produkujú:

· Zygomycota - Členovia Zygomycota sú známi ako zygomeycetes. Produkujú sexuálne (zygospóry) aj nepohlavné (sporangiospóry) spóry.

· Ascomycota - Ascomycetes tiež produkujú sexuálne (askospóry) aj nepohlavné (konídie) spóry.

· Basidiomycota - V porovnaní s inými skupinami húb je o bazídiomyecétách známe, že produkujú sexuálne spóry, ktoré sú známe ako bazídiospóry.


Výsledky

Stanovenie optimálnej miery HGT

Pre všetky tu uvedené príklady ponechávame N = 500, s = 0,1 a c = 0,01. Predpokladá sa, že rýchlosť vzniku nových génov je pomalá. Vo všetkých týchto príkladoch opravujeme u = 1/N = 0,002, takže v celej populácii je len jeden nový gén za generáciu. Ďalšie zníženie tejto rýchlosti by zbytočne spomalilo časový rozsah simulácií, ale kvalitatívne by nezmenilo predpovede modelu. Kľúčové premenné, ktoré sa majú v simulácii študovať, sú miera delécie génov, va horizontálna prenosová rýchlosť h. Simulácie sa začali s populáciou identických jedincov, z ktorých každý mal jeden gén. Pre každú kombináciu parametrov prebiehala simulácia počas mnohých generácií, kým sa nedosiahol stacionárny stav. Priemerné množstvá sa potom určili počas 500 000 generácií v stacionárnom stave.

Obrázok 1 ukazuje priemernú zdatnosť w ¯ ako funkciu h pre tri rôzne hodnoty v. Pre najväčšiu hodnotu, v = 0,01, blízko je optimum h = 0,6. Kedy v sa zníži na 0,001, optimum sa zníži na h = 0,035. Pre najmenšiu mieru odstraňovania, v = 0,0001, optimálna horizontálna prenosová rýchlosť je h = 0 (alebo nie je v našej simulácii odlíšiteľná od nuly). Púzdro v = 0,01 je určený na modelovanie situácie v skorých bunkách s veľmi nepresnou replikáciou. Poznač si to v je na gén. Genóm so 100 génmi stratí v priemere jeden gén za generáciu. Na vyrovnanie tejto straty je potrebná vysoká miera HGT, t.j. h je v poradí 1 na jednotlivca. Miera zisku génov prostredníctvom HGT je oveľa väčšia ako rýchlosť zisku génov pomocou de novo evolúcia, ktorá je len u = 0,002 na jednotlivca v simulácii (a pravdepodobne ešte menšie v skutočnosti).

Priemerná zdatnosť populácie v porovnaní s mierou HGT, h pre tri rôzne rýchlosti delécie génov, v.

Obrázok 2 pomáha vysvetliť, prečo existuje optimálna hodnota h. Priemerný počet génov na jednotlivca, n ¯ , rastie s h pretože zisk génov pomocou HGT vyvažuje stratu génov. Priemerný počet typov génov na jednotlivca, n t y p e s ¯ , sa tiež zvyšuje s h, ale nie tak rýchlo ako n ¯ . Rozdiel medzi týmito dvoma krivkami je počet duplicitných génov na jednotlivca. Toto sa stáva veľmi veľkým, keď h je vysoko. Obrázok 2 tiež ukazuje veľkosť pan-genómu: n p a n ¯ je priemerný počet typov génov v celej populácii. Jednoznačne n p a n ¯ je väčšie ako n t y p e s ¯ . Gén získaný HGT je užitočný len vtedy, ak sa líši od génov, ktoré už sú v genóme. Zo simulácií, pravdepodobnosť p užitočné že získaný gén je užitočný, sa znížilo z približne 25 %, keď h = 0 až len niekoľko percent pre veľké h. Teda ak h je malý, genómy majú obmedzenú veľkosť. Väčšie genómy s vyššou zdatnosťou môžu byť zachované, ak h je väčší. Ak však h je príliš veľký, HGT spôsobuje nahromadenie veľkého počtu duplicitných génov, ktoré znižujú kondíciu. Keď je replikácia genómu presnejšia (menšia v), optimum h je znížená a zistilo sa, že je nulová pre veľmi malé v. V druhom prípade môžu byť veľké, vysoko vhodné genómy presne replikované a sú udržiavané v populácii výberom, dokonca aj v neprítomnosti HGT. Ak h = 0, neexistujú žiadne duplicitné gény. HGT v tejto situácii narobí viac škody ako úžitku, pretože vytvára duplikáty.

Stredné hodnoty vlastností populácie ako funkcia h v prípade vysokej miery delécie génov, v = 0.01. n ¯ , počet génov na jednotlivca n t y p e s ¯ , počet rôznych typov génov na jednotlivca n p a n ¯ , počet rôznych typov génov v celej populácii p užitočné, pravdepodobnosť, že horizontálne prenesený gén je užitočný pre prijímajúci organizmus.

Vývoj rýchlosti HGT

Z vyššie uvedených výsledkov by sme očakávali, že bunky sa budú vyvíjať smerom k vysokej alebo nízkej miere HGT v závislosti od toho, či je miera straty génu vysoká alebo nízka. Aby sme to ukázali, dovolili sme h byť variabilnou vlastnosťou jednotlivých buniek. Uskutočnili sa simulácie, v ktorých každá nová bunka zdedila h hodnotu svojho rodiča, ale s malou pravdepodobnosťou aj potomka h bol zmutovaný tak, aby bol o niečo vyšší alebo nižší ako rodič. Kedy v = 0,01, priemerná miera HGT v populácii, sa vyvinula smerom k stabilnej strednej rýchlosti okolo h ¯ = 0,4. To je menej ako hodnota h = 0,6, pri ktorej nastáva vrchol zdatnosti na obrázku 1. Podobne, keď v = 0,001, priemerná miera HGT sa vyvíjala približne k h ¯ = 0,01, čo je menej ako hodnota 0,035, kde sa vyskytuje vrchol fitness. Pre najmenšiu mieru odstraňovania, v = 0,0001, kde optimum na obrázku 1 je pri h = 0, zistilo sa, že h ¯ sa vyvíjalo smerom k veľmi nízkej hodnote, ktorá závisela od detailov spôsobu h bol zmutovaný medzi rodičmi a potomkami.

Skutočnosť, že h¯ sa v prvých dvoch prípadoch nevyvíja priamo do polohy vrcholovej zdatnosti, ukazuje, že evolúcia automaticky neoptimalizuje strednú zdatnosť populácie. Najpravdepodobnejší dôvod, prečo dynamika vedie k menšiemu ako optimálnemu h je, že ak je nízka h hodnota vzniká na genóme, ktorý má vyššiu ako priemernú zdatnosť, túto nízku h Hodnota je krátkodobo prospešná, pretože zachováva integritu tohto genómu. Preto nové h sa rozšíri, aj keď sa priemerná zdatnosť populácie z dlhodobého hľadiska zníži, ak budú mať všetci jednotlivci nové h hodnotu. Na druhej strane, ak je vyššia ako optimálna h Ak sa objaví u schopnejšieho jedinca ako je priemer, potomkovia tohto jedinca získajú veľké množstvo duplicitných génov a nezachovajú si vysokú kondíciu. Preto príliš veľký h hodnota sa pravdepodobne nerozšíri.

Pre súčasný argument je najdôležitejšie, že h ¯ sa skutočne vyvíja smerom k menším hodnotám, keď v je menšia. Je obzvlášť zaujímavé vidieť, čo sa stane, keď obaja v a h sa môžu meniť a dediť z rodiča na potomka. Génová delécia je v tomto modeli v priemere škodlivá, preto očakávame varianty s nižšími hodnotami v byť vybraný. Začali sme jednotlivcami s v = 0,01 a h = 0,6, čo predstavuje skoré bunky s nepresnou replikáciou a častou HGT. Obrázok 3 zobrazuje stredné hodnoty v¯ ah ¯ ako funkciu času. Tieto sú spriemerované pre jednotlivcov v populácii a počas piatich nezávislých cyklov simulácie. Chybové úsečky zobrazujú štandardné odchýlky v priebehu simulácií. Model ukazuje, že v ¯ sa vyvíja smerom k veľmi nízkym hodnotám, pretože vysoko presná replikácia je výhodná. Je tiež vidieť, že v ¯ sa vyvíja smerom k veľmi nízkym hodnotám, pretože nižšie h je uprednostňovaný, keď v je nižšia. Hraničné hodnoty v ¯ a h ¯ závisia od spôsobu v a h sú zmutované medzi rodičmi a potomkami a obe by mali tendenciu k nule, ak by fungovala iba selekcia.

Zmena priemernej rýchlosti vymazania, v ¯ a priemerná miera HGT, h ¯ , ako funkcia času v simuláciách, v ktorých sú obe veličiny dedičné. Chybové úsečky zobrazujú štandardné odchýlky počas piatich cyklov.

Vznik evolučných línií

Ako je uvedené v časti o pozadí, očakáva sa, že evolúcia bude v neprítomnosti HGT podobná stromu, ale ak je HGT častá, stane sa spletenou sieťou. Ak existuje evolučný strom, potom by malo byť možné zoskupovať genómy podľa ich podobnosti. Základné rozdelenie v strome definuje dva zhluky genómov s najväčšou mierkou, schematicky označené ako čierne a biele body na obrázku 4. Genómy v rovnakom zhluku by mali byť v priestore genómu bližšie k sebe ako ku genómom v druhom zhluku. Ak je strom dobre definovaný, budú existovať aj podskupiny vnorené hierarchicky do väčších zhlukov (ako v strede na obrázku 4). Na druhej strane, ak existuje vysoká miera HGT, potom nebude existovať jasný spôsob, ako rozdeliť genómy do zhlukov. V priestore genómu bude amorfný mrak bodov, a hoci niektoré genómy budú o niečo bližšie k sebe ako iné, akýkoľvek pokus, ktorý urobíme rozdeliť populáciu do zhlukov, bude dosť nejasný a neuspokojivý (ako vpravo z obrázku 4).

Zhlukovanie jedincov podľa podobnosti genómov.

Teraz použijeme simulácie na obrázku 3, aby sme ukázali, že zhluky genómov nie sú v našom modeli dobre definované, keď h je vysoká, ale stávajú sa dobre definované ako h v priebehu simulácie klesá. Náš model preto demonštruje vznik samostatných evolučných línií v priebehu času, t.j. prechádza cez Woesov darwinovský prah [7].

Pre každú sadu genómov generovaných modelom sme vypočítali maticu vzdialenosti medzi všetkými pármi genómov, ako je opísané v časti Metódy. Táto matica bola použitá ako vstup do štandardnej metódy UPGMA hierarchického zhlukovania. Boli použité iba dva najväčšie klastre, t.j. dva zhluky, ktoré zostávajú na predposlednom kroku pred dosiahnutím koreňa. Pomocou týchto dvoch zhlukov sme merali d 1, stredná vzdialenosť medzi pármi jedincov v rovnakom zhluku a d 2, stredná vzdialenosť medzi pármi jedincov v rôznych zhlukoch. zhlukovací pomer, R = d 2/d 1, bola použitá ako miera miery oddelenia týchto veľkých zhlukov. Čím vyšší je pomer zhlukovania, tým jasnejšie je definované rozdelenie na základni evolučného stromu.

Riadky 1 až 8 tabuľky 1 zodpovedajú hodnotám v ¯ a h ¯, ktoré vznikli v pravidelne rozložených časových intervaloch na obrázku 3. Riadok 9 zodpovedá najmenšiemu v ktorý bol použitý na obrázku 1 v kombinácii s h = 0. Ako R veľa kolíše medzi populáciami pre akékoľvek dané parametre, je potrebné vygenerovať veľa populácií pre každú sadu parametrov. Simulácie boli vykonané s v a h pevné pri každej z kombinácií uvedených v tabuľke. Údaje o genóme boli vytlačené v dobre rozmiestnených intervaloch, čím sa vytvorilo 100 nezávislých populácií pre každý súbor parametrov. R bola vypočítaná pre každú populáciu. Priemerný R hodnoty sú uvedené v tabuľke 1. Pre najvyššiu mieru HGT (riadok 1), R je len 1,54. Algoritmus klastrovania vždy produkuje výsledok, aj keď matica vstupných údajov je veľmi vzdialená od stromovej podoby. To znamená, že R musí byť väčšia ako 1. Avšak táto nízka hodnota R naznačuje, že bazálne rozdelenie stromu je zle definované (ako vpravo na obrázku 4). Tabuľka 1 ukazuje, že ako h klesá, R sa stáva oveľa väčším. V týchto prípadoch (riadky 8 a 9) je teda bazálne rozdelenie veľmi jasne definované: objavili sa samostatné línie.


Princíp sterilizácie suchým teplom pomocou TEPLOVZDUŠNEJ RÚRY

Sterilizácia suchým teplom sa vykonáva o vedenie. Teplo je absorbované vonkajším povrchom predmetu a potom prechádza smerom k stredu predmetu, vrstva po vrstve. Celý predmet nakoniec dosiahne teplotu potrebnú na sterilizáciu.

Väčšinu z toho robí suché teplo poškodenie oxidáciou molekúl. Základné bunkové zložky sú zničené a organizmus odumiera. Teplota sa udržiava takmer hodinu, aby sa zabili najťažšie odolné spóry.

  1. 170 °C (340 °F) počas 30 minút,
  2. 160 °C (320 °F) počas 60 minút a
  3. 150 °C (300 °F) po dobu 150 minút alebo dlhšie v závislosti od objemu.

Bacillus atrophaeus spóry by sa mali používať na monitorovanie procesu sterilizácie na suché teplo, pretože sú odolnejšie voči suchému teplu ako spóry Geobacillus stearothermophilus. Za primárny letálny proces sa považuje oxidácia bunkových zložiek.


11 výhod a nevýhod sexuálnej reprodukcie

K pohlavnému rozmnožovaniu dochádza, keď živé organizmy kombinujú genetické informácie z dvoch rôznych typov. Tieto typy sa označujú ako „pohlavia“. U väčšiny organizmov na vysokej úrovni sa to deje medzi dvoma pohlaviami. Mužské pohlavie produkuje mobilnú gamétu, ktorá putuje, aby sa spojila so stacionárnou gamétou, ktorú produkuje ženské pohlavie.

Gamety sú zárodočné bunky, ktoré sa dokážu zjednotiť so zárodočnými bunkami opačného pohlavia. Niektorí ich môžu označovať ako „pohlavné bunky“ alebo „reprodukčné bunky“. Pre ľudí by mužská gaméta boli spermie a ženská gaméta by boli vaječné bunky.

Hlavnou výhodou sexuálneho rozmnožovania je, že podporuje prežitie druhu. Či už hovoríte o ľuďoch, rastlinách alebo zvieratách, partneri sa navzájom priťahujú na základe hormonálneho vnímania nadradenosti. Existuje prirodzená túžba páriť sa s niekým opačného pohlavia s heterosexuálnou príťažlivosťou, aby sa tie najlepšie možné vlastnosti preniesli na budúce potomstvo.

Nevýhodou sexuálneho rozmnožovania je, že o životaschopnosti potomstva môžu rozhodovať vonkajšie vplyvy. Napríklad u ľudí, ak matka nekonzumuje dostatočné množstvo kyseliny listovej, priamo súvisí s vrodenými chybami neurálnej trubice. Táto chyba sa vyskytuje v najskorších štádiách vývoja, často keď žena nevie, že je tehotná, čo znamená, že kyselina listová musí byť konzumovaná, keď sa pokúša otehotnieť. Každý rok sa v USA narodí asi 3000 detí s defektmi neurálnej trubice.

Tu sú niektoré ďalšie výhody a nevýhody sexuálnej reprodukcie, ktoré je potrebné zvážiť.

Zoznam výhod sexuálnej reprodukcie

1. Vytvára genetickú diverzitu v rámci druhu.
Pri nepohlavnom rozmnožovaní vzniká priama kópia, klon. To umožňuje reprodukciu bez partnera, ale tiež zvyšuje šance na vývoj mutácie v rámci druhu. Ak by došlo k nesprávnej mutácii, celý druh by mohol byť nakoniec vyhubený.

Sexuálna reprodukcia bráni výskytu tohto problému, pretože genetické materiály od dvoch rodičov, nie od jedného, ​​sa používajú na produkciu potomstva. To zabraňuje vzniku genetických prekážok.

2. U celého druhu existuje prirodzená úroveň odolnosti voči chorobám.
Vyššia úroveň genetickej diverzity umožňuje vyššiu úroveň prirodzenej odolnosti voči chorobám v rámci druhu. Je to preto, že baktérie, parazity a vírusy, ktoré môžu ovplyvniť zdravie druhu, sa nedokážu prispôsobiť jednému špecifickému genetickému profilu. Choroba bude vždy existovať, ale diverzita genómu umožňuje imunitným systémom ľudí, rastlín a zvierat bojovať proti prienikom, aby sa mohol zachovať zdravý život.

3. Genetická variácia môže viesť k evolučnému pokroku.
Genetická variácia zahŕňa proces, ktorý je podobný princípom „prežitia najschopnejších“, ktoré prvýkrát predstavil Charles Darwin. Darwin navrhol, že s najväčšou pravdepodobnosťou prežijú zvieratá druhov, ktoré sú najvhodnejšie pre ich prostredie. Prostredníctvom sexuálneho rozmnožovania títo preživší odovzdávajú svoje vlastnosti svojim potomkom, čo umožňuje druhu začať sa vyvíjať na mikroúrovni a potenciálne aj na makroúrovni.

Aj keď evolúcia nenastane, sexuálna reprodukcia ponúka šancu vylúčiť nežiaduce vlastnosti alebo genetiku z druhu. Existuje mnoho testov na určenie genetického stavu ľudí, rastlín a zvierat. Identifikáciou vysokorizikových jedincov a obmedzením ich prístupu k chovu je možné eliminovať určité zlé genetické profily.

Tieto obmedzenia nie sú všeobecne uvalené na ľudí, ale možno ich vidieť u iných druhov, ako sú kone.

4. Je to obohacujúca skúsenosť.
Sexuálna reprodukcia spôsobuje, že tí, ktorí ju zažívajú, sa cítia dobre. Stimuluje mozgové centrá potešenia, takže sa chce viac. Stáva sa to preto, že sexuálna reprodukcia, najmä u ľudí, uvoľňuje dopamín. Môže byť dokonca návykový, podobne ako kokaín, pretože ovplyvňuje mozog. Môže pôsobiť ako droga viacerými spôsobmi.

Sexuálna reprodukcia môže pôsobiť ako antidepresívum. Proces sexuálneho rozmnožovania môže pomôcť zmierniť bolesť. Intenzívna sexuálna reprodukcia môže dokonca viesť k dočasnej amnézii, ale môže tiež zlepšiť osobnú pamäť.

V mnohých ohľadoch je sexuálna reprodukcia navrhnutá tak, aby bola obohacujúcim zážitkom. To podporuje reprodukciu, aby kolobeh života mohol pokračovať.

5. Dokáže povzbudiť rast mozgových buniek.
Pri nepohlavnom rozmnožovaní sa rodič v podstate klonuje, aby vytvoril potomka. Obaja sú jednotlivci, ale kópie jeden druhého. Pri sexuálnej reprodukcii vedci z Princetonu z roku 2010 zistili, že sexuálne aktívne tvory zažívajú rast mozgu v porovnaní s tvormi, ktoré nie sú sexuálne aktívne.

Sexuálna aktivita zvyšuje produkciu mozgových buniek v hipokampe. Toto je oblasť mozgu, ktorá riadi pamäť. Väčšie bunky a viac spojení sa tvoria s väčšou frekvenciou párenia.

6. Zlepšuje zdravie.
U ľudí je sexuálna reprodukcia priamo spojená s lepším zdravím. Napríklad muži, ktorí majú sex 1-2 krát týždenne, majú nižšie riziko vzniku srdcových ochorení v porovnaní s mužmi, ktorí majú sex 1-2 krát za mesiac alebo menej. Sexuálna aktivita zároveň môže znížiť krvný tlak a znížiť vplyv kortizolu, stresového hormónu, na telo.

Sexuálna aktivita môže tiež podporiť silnejší imunitný systém, silnejšie svaly a môže dokonca znížiť určité riziko rakoviny.
Jedinečnou výhodou sexuálnej reprodukcie je to, že zvyšuje hladinu oxytocínu, ktorý sa často nazýva „hormón lásky“. Sexuálna aktivita zvyšuje veľkorysosť ľudí, keď sú emocionálne zaujatí s partnerom.

Zoznam nevýhod sexuálnej reprodukcie.

1. Nájsť si partnera a rozmnožiť sa vyžaduje čas a energiu.
Pri pohlavnom rozmnožovaní sa musia obe pohlavia navzájom nájsť, aby sa mohli rozmnožovať. Nájdenie vhodného partnera s preferovanými vlastnosťami, ktoré sú požadované, aby potomstvo vyprodukované spojením mohlo prosperovať, si vyžaduje čas a energiu. Pre niektoré druhy je proces párenia všeobjímajúcou úlohou, ktorá si vyžaduje výhradné zameranie sa na reprodukčný cyklus, kým nie je dokončený.

2. Rozmnožovanie sexuálnymi prostriedkami je neisté.
Sexuálne rozmnožovanie nie je 100% úspešná metóda vytvárania potomstva. Niektoré vybrané partnerky môžu byť neplodné. Iní nemusia mať gaméty spojené, napriek početným pokusom o vytvorenie potomstva. Hoci tento spôsob reprodukcie prináša výhody rozmanitosti, je to neistá metóda.

Ak sú počty populácie pre druh nízke, je možné, že napriek snahám o sexuálnu reprodukciu vyhynie, pretože zygota nie je schopná tvoriť.

3. Priaznivá genetika sa nemusí preniesť na potomstvo.
Potomok dvoch rodičov dostane kombináciu ich genetiky. Vzory dedičnosti sú bežné pri pohlavnom rozmnožovaní. Vzory zahŕňajú autozomálne dominantné a recesívne, x-viazané dominantné a recesívne a mitochondriálne.

Autozomálne dominantné vzory sa vyskytujú v každej generácii a každé postihnuté potomstvo má zvyčajne postihnutého rodiča. Autozomálne recesívne vzorce vyžadujú, aby boli postihnutí obaja rodičia potomstva. Huntingtonova choroba je autozomálne dominantné ochorenie a kosáčikovitá anémia je autozomálne recesívne ochorenie.

Pri dominantných ochoreniach s líniou x sú s väčšou pravdepodobnosťou postihnuté samice ako potomkovia mužského pohlavia. Opak je pravdou pri recesívnych ochoreniach viazaných na x.

Mitochondriálna dedičnosť sa týka mužov aj žien, ale matky prenášajú tieto vlastnosti na svoje deti.

4. Zvyčajne sa vyprodukuje menej potomkov.
Sexual reproduction can produce numerous offspring at one time. Humans may typically have one child through reproduction, but twins, triplets, and larger multiples are possible. Horses may typically have one foal, but cats and dogs may have more than a dozen in a litter. Compared to asexual reproduction, however, there are usually fewer offspring produced over time. With asexual reproduction, whenever an offspring is required, it can be produced. The same is not always true by using sexual reproduction.

5. It can be deadly.
Achieving an orgasm is the goal of sexual reproduction, but success sometimes comes with a price. Up to 5% of the human population has a brain aneurysm and the process of sexual reproduction can cause the aneurysm to rupture. There are 8 common triggers that cause a rupture and mating is one of them. That is because the process of sexual reproduction creates an increase in blood pressure.

About half of the people who experience a ruptured aneurysm will die from the bleeding that occurs within their brain. 1 in 4 people who survive will be left with a permanent disability.

Similar traits can be found in various animal species as well.

Sexual reproduction has many advantages and disadvantages to consider from a scientific standpoint. Genetic diversity can be created, but the process is uncertain and somewhat unpredictable. When practiced regularly, it can improve brain power, help to fight off disease, and make those practicing it feel good. There may be health risks involved, but for most species, the reward of sex outweighs its potential disadvantages.


Zhrnutie

  1. Pathogenicity is the ability of a microbe to cause disease and inflict damage upon its host virulence is the degree of pathogenicity within a group or species of microbes.
  2. The pathogenicity of an organism is determined by its virulence factors.
  3. Virulence factors enable that bacterium to colonize the host, resist body defenses, and harm the body.
  4. Most of the virulence factors are the products of quorum sensing genes.
  5. Quorum sensing involves the production, release, and community-wide sensing of molecules called autoinducers that modulate gene expression, and ultimately bacterial behavior, in response to the density of a bacterial population.
  6. The outcomes of bacteria-host interaction are often related to bacterial population density.
  7. At a low density of bacteria, the autoinducers diffuse away from the bacteria and there are insufficient quantities of these molecules to activate the quorum sensing genes that enable the bacteria to act as a population. As a result the bacteria behave as individual, single-celled organisms.
  8. Acting as individual organisms may enable a low density of bacteria to gain a better foothold in their new environment by enabling bacteria to use motility and taxis to contact host cells, use pili to initially adhere to and crawl over host cell surfaces, use adhesins to adhere to host cells and resist flushing, and secrete a glycocalyx to form microcolonies.
  9. As the bacteria increase in numbers geometrically as a result of binary fission and reach high density, large quantities of autoinducers are produced and are able to bind to the signaling receptors on the bacterial surface in sufficient quantity so as to activate the quorum sensing genes that enable the bacteria to now behave as a multicellular population.
  10. By behaving as a multicellular population, individual bacteria within a group are able to benefit from the activity of the entire group.
  11. As the entire population of bacteria simultaneously turn on their virulence genes, the body's immune systems are much less likely to have enough time to counter those virulence factors before harm is done. Virulence factors such as exoenzymes and toxins can damage host cells enabling the bacteria in the biofilm to obtain nutrients.
  12. As the area becomes over-populated with bacteria, quorum sensing enables some of the bacteria to escape the biofilm and return to individual single-celled organism behavior in order to find a new sight to colonize.
  13. Quorum sensing enables bacteria to communicate with members of their own species, with other species of bacteria, and with their eukaryotic host cells.
  14. Most genes coding for virulence factors in bacteria are located in pathogenicity islands or PAIs and are usually acquired by horizontal gene transfer.
  15. Many bacteria involved in infection have the ability to co-opt the functions of the host cell for the bacterium&rsquos own benefit by producing secretions systems that enable the bacterium to directly inject bacterial effector molecules into the cytoplasm of the host cell in order to alter the host cell&rsquos cellular machinery, cellular function, or cellular communication.

Latency Period

Viruses that infect plant or animal cells may also undergo infections where they are not producing virions for long periods. An example is the animal herpes viruses, including herpes simplex viruses, which cause oral and genital herpes in humans. In a process called latency, these viruses can exist in nervous tissue for long periods of time without producing new virions, only to leave latency periodically and cause lesions in the skin where the virus replicates. Aj keď existujú podobnosti medzi lyzogéniou a latenciou, termín lyzogénny cyklus je zvyčajne vyhradený na opis bakteriofágov.