Почему бактерии так быстро размножаются?

Коротко: потому что у бактерий крайне простой и быстрый цикл деления, маленький размер и «экономичная» клеточная организация. В подходящих условиях это даёт им экспоненциальный рост.

Чуть подробнее по пунктам:

1. Бинарное деление без «сложной бюрократии»
   Бактерии делятся простым продольным делением надвое (binary fission). Никаких митозных веретён, долгих стадий митоза/мейоза и т. п. — скопировали ДНК, перетянули перегородку, разошлись.

2. Одновременность процессов
   Они умеют запускать новый цикл репликации ДНК ещё до завершения предыдущего (мультифорковая репликация). Параллельность операций резко сокращает время «оборота» клетки.

3. Двухнаправленная и быстрая репликация ДНК
   Кольцевая хромосома копируется сразу в двух направлениях от точки oriC, что ускоряет удвоение генома.

4. Минималистичные геномы и регуляция
   У многих бактерий компактные геномы без больших «пустых» участков и меньше контрольных «тормозов», чем у эукариот. Меньше проверок — быстрее цикл.

5. Малый размер = быстрый обмен
   Огромное отношение площади поверхности к объёму. Питательные вещества и отходы проходят через мембрану быстро, метаболизм работает на высоких скоростях.

6. Много рибосом и высокая скорость синтеза белка
   Рибосомальная «машина» у бактерий работает шустро, транскрипция и трансляция связаны (трансляция начинается ещё на незавершённой мРНК), белки для деления производятся быстро.

7. Метаболическая гибкость
   Умение переключаться между источниками энергии и дыханием/брожением позволяет поддерживать рост в самых разных условиях.

8. Короткое поколение в цифрах
   В богатой среде при оптимальной температуре E. coli делится примерно каждые ~20 минут. Рекордсмены вроде Vibrio natriegens — около ~10 минут. Есть и «черепахи»: например, микобактерии делятся раз в часы–сутки. Но даже 20 минут — это удвоение популяции 3 раза в час, т. е. экспонента.

9. Экспоненциальная динамика
   Каждая клетка даёт две, те — четыре и т. д.: N(t) ≈ N₀·2^(t/τ), где τ — время поколения. Отсюда впечатление «молниеносного» размножения.

10. Когда скорость падает
    Это работает лишь при «сладкой жизни»: достаточно питательных веществ, подходящие pH/температура, нет токсинов. Как только ресурсы кончаются, накапливаются отходы, срабатывает quorum sensing — рост замедляется или останавливается (стационарная фаза).

Итого: бактерии быстро размножаются, потому что у них простой, параллелящийся клеточный цикл, высокая скорость синтеза ДНК и белка, маленький размер и эффективный метаболизм. В подходящих условиях это превращается в экспоненциальный рост с поколениями в считанные минуты.