Земной шар населён множеством организмов. Одни из них изучены досконально, о других науке до сих пор многое неизвестно. Живая природа с точки зрения систематики была исторически определена пятью царствами, хотя на данный момент добавлено ещё три категории. Организмы этих разрядов объединены также в домены, один из которых носит название «бактерии». Эти живые существа представлены безъядерными единицами, чаще всего состоят из всего лишь одной клетки. Значение бактерий в природе и жизни человека очень велико. Несмотря на расхожее мнение о вреде этих микроорганизмов, они играют и важную положительную роль. …

Роль бактерий в природе

Самое главное, что делают бактерии в природе, – это поедание отмерших организмов, бактерии как бы работают для нас дворниками, их называют сапротрофы.
Питаясь органическими веществами мертвых тел, эти бактерии превращают погибшие растения и трупы животных в перегной. В одном кубическом сантиметре поверхностного слоя лесной почвы содержатся сотни миллионов почвенных бактерий. Эти бактерии превращают перегной в минеральные вещества, которые могут быть поглощены из почвы корнями растений (рис. 2).

Рис. 2. Роль бактерий в круговороте веществ в природе (Источник)

Бактерии участвуют в круговороте веществ на планете, в биосфере все вещества переходят от организма к организму, они находятся в постоянных круговоротах. Без бактерий эти вещества накапливались бы в больших количествах, не поступали бы дальше, то есть без них круговорот веществ был бы невозможен: примером может быть круговорот азота в природе. В почве существуют определенные бактерии, которые из азота воздуха делают азотные удобрения для растений, это клубеньковые бактерии, которые поселяются прямо в корнях растений.

Бактерии – самые многочисленные существа на земле, и они участвуют в цепях питания: есть крошечные организмы, питающиеся бактериями. Особые бактерии – цианобактерии, бактерии, способные к фотосинтезу, которые насыщают нашу землю кислородом. Бактерии оказывают на землю практически глобальное воздействие, они вездесущи и необыкновенно выносливы, бактерии определяют границы биосферы – самую нижнюю ее часть, где еще можно найти бактерии, и самую верхнюю ее часть, где бактерии существуют.

Места обитания

Простота строения и быстрота адаптации к окружающим условиям помогла бактериям распространиться в широком диапазоне нашей планеты. Они существуют везде: вода, почва, воздух, живые организмы – всё это максимально приемлемое место обитания для прокариотов.

Бактерии находили как на южном полюсе, так и в гейзерах. Они есть на океанском дне, а также в верхних слоях воздушной оболочки Земли. Бактерии живут везде, но их количество зависит от благоприятных условий. К примеру, большая численность видов бактерий проживает в открытых водоемах, а также почве.

Роль бактерий в превращении фосфора, железа и серы

В белках и липидах содержится большое количество фосфора, минерализация которого осуществляется Вас. megatherium (из рода гнилостных бактерий).

Железобактерии участвуют в процессах минерализации органических соединений, содержащих железо. В результате их деятельности в болотах и озерах образуется большое количество железной руды и железомарганцевых отложений.

Серобактерии живут в воде и почве. Их много в навозе. Они участвуют в процессе минерализации серосодержащих веществ органического происхождения. В процессе разложения органических серосодержащих веществ выделяется газ сероводород, который крайне ядовит для окружающей среды, в том числе для всего живого. Серобактерии в результате своей жизнедеятельности превращают этот газ в неактивное безвредное соединение.

Рис. 9. Несмотря на кажущуюся безжизненность, в реке Рио Тинто жизнь всё-таки есть. Это различные, окисляющие железо, бактерии и множество других их видов, которые можно встретить только в этом месте.

Рис. 10. Зелёные серобактерии в колонне Виноградского.

Особенности строения

Клетка бактерии отличается не только тем, что в ней нет ядра, но и отсутствием митохондрий и пластид. ДНК данного прокариота находится в специальной ядерной зоне и имеет вид замкнутого в кольцо нуклеоида. У бактерии строение клетки состоит из клеточной стенки, капсулы, капсулоподобной оболочки, жгутиков, пили и цитоплазматичной мембраны. Внутреннее строение оформляют цитоплазма, гранулы, мезосомы, рибосомы, плазмиды, включения и нуклеоид.

Клеточная стенка бактерии выполняет функцию обороны и опоры. Вещества могут свободно протекать сквозь неё, благодаря проницаемости. Данная оболочка имеет в своем составе пектин и гемицеллюлозу. Некоторые бактерии выделяют особую слизь, которая может помочь защититься от пересыхания. Слизь формирует капсулу – полисахарид по химическому составу. В такой форме бактерия способна переносить даже очень большие температуры. Также она выполняет и другие функции, к примеру слипание с любыми поверхностями.

На поверхности клетки бактерии находятся тонкие белковые ворсинки – пили. Их может быть большая численность. Пили помогают клетке передавать генетический материал, а также обеспечивают слипание с другими клетками.

Под плоскостью стенки находится трехслойная цитоплазматичная мембрана. Она гарантирует транспорт веществ, а также имеет немалую роль в образовании спор.

Цитоплазма бактерий на 75 процентов произведена из воды. Состав цитоплазмы:

• Рыбосомы;
• мезосомы;
• аминокислоты;
• ферменты;
• пигменты;
• сахар;
• гранулы и включения;
• нуклеоид.

Обмен веществ у прокариотов возможен, как с участием кислорода, так и без его него. Большая их часть питаются уже готовыми питательными веществами органического происхождения. Очень мало видов способны сами синтезировать органические вещества из неорганических. Это сине-зеленые бактерии и цианобактерии, которые отыграли немалую роль в формировании атмосферы и насыщении её кислородом.

Сообщение 2

Где бы ни находился человек, его всегда окружает огромное множество невидимых микроорганизмов. Они находятся в воздухе, в почве, в водоемах, около растений, они живут и в жерле вулкана, и в знойной пустыне, и в снегах Антарктиды. Эти крошечные организмы называются бактериями, большей частью они являются одноклеточными. Однако их роль в природе велика, можно даже сказать, что без бактерий жизнь на земле была бы просто невозможна.

Известно, что атмосфера, окружающая нашу планету, защищает ее от различного влияния космоса, а кроме того, содержит кислород, которым дышат все живые организмы. И можно утверждать, что именно бактерии создали атмосферу и много столетий поддерживают баланс между ее составляющими. Больше половины всего атмосферного кислорода вырабатывается крохотными бактериями, живущими в мировом океане.

Другим важным назначением этих одноклеточных организмов является их участие в процессе утилизации органических соединений. В природе постоянно идут процессы обновления, что-то рождается, что-то отмирает. И эти процессы тесно связаны между собой, ведь одно невозможно без другого. Бактерии разлагают органические ткани до простейших минеральных веществ, которые служат питанием для растений, благодаря чему они постоянно растут и выполняют свою функцию в экосистеме

Растения вырабатывают кислород, они служат кормом для животных, поэтому они должны постоянно обновляться, и именно бактерии обеспечивают непрерывность этого крайне важного процесса

Бактерии также живут во всех живых организмах, в животных и человеке. В кишечнике млекопитающих существует своя особая микрофлора, благодаря которой пищеварительная система усваивает все полезные вещества, поступающие в организм с пищей. Кроме того, в кишечнике постоянно идет война одних бактерий с другими, ведь эти организмы могут как приносить пользу, так и вызывать тяжелые болезни.

Так что роль бактерий в природе трудно переоценить. Эти невидимые организмы находятся везде и непрерывно выполняют свою крайне важную работу, благодаря которой на земле растут растения, живут птицы и животные и существует сам человек.

Популярные темы сообщений

• Свойства металлов
  Слово «металл» произошло от греческого слова «копь». Соответственно, металлы добывают из земли в виде полезных ископаемых. Сначала необходимо получить руды, из которых потом извлекают металлы. Добычу проводят двумя способами: открытым либо
• Гражданская война в России 1917-1922 года
  Гражданская война – ужасное испытание, которое постигло Российскую империю. Что же должно произойти с обществом, чтобы братья начали убивать друг друга? Произошло то, что горстка людей с коммунистическими идеями начала
• Дерево Граб
  Граб – лиственное дерево из семейства березовых. Высота дерево может достигать 30-40 метров, и продолжительность жизни до 250 лет, а диаметр может быть около 2 метров. Существует около 40 разновидностей этого дерева,

Организм человека в опасности

Процесс гниения, как это ни печально, затрагивает организм человека изнутри. Центром локализации гнилостных бактерий является кишечник. Именно там непереваренная пища разлагается и выделяет токсины. Печень и почки, как могут, сдерживают напор токсичных веществ. Но они не способны подчас справиться с перегрузками, и тогда начинается разлад в работе внутренних органов, требующий незамедлительного лечения.

Первой под прицел попадает центральная нервная система. Люди часто жалуются на такие типы недомогания:

• раздражительность;
• головная боль;
• постоянная усталость.

Постоянное отравление организма токсинами из кишечника значительно ускоряет старение. Многие заболевания значительно «молодеют» из-за постоянного поражения ядовитыми веществами печени и почек.

Врачи многие десятилетия вели нещадную борьбу с гнилостными бактериями в кишечнике самыми неординарными методами лечения. Например, больным делали операцию по удалению толстого кишечника. Конечно, никакого эффекта такой тип процедуры не давал, а вот осложнений возникало немало.

Современная наука пришла к заключению, что обмен веществ в кишечнике реально восстановить с помощью молочнокислых бактерий. Считается, что активней всего борется с ними ацидофильная палочка.

Поэтому сопровождать лечение и профилактику дисбактериоза кишечника обязательно должны кисломолочные продукты:

• кефир;
• ацидофильное молоко;
• ацидофильная простокваша;
• ацидофильная паста.

Приготовить их несложно в домашних условиях из пастеризованного молока и ацидофильной закваски, которую можно приобрести в аптеке. В состав закваски входят высушенные ацидофильные бактерии, упакованные в герметичную тару.

Фармацевтическая промышленность предлагает свою продукцию для лечения дисбактериоза кишечника. В аптечных сетях появились препараты на основе бифидобактерий. Они комплексно действуют на весь организм, и не только подавляют гнилостные микробы, но и улучшают обмен веществ, способствуют синтезу витаминов, заживляют язвы в желудке и кишечнике.

Бактериальные заболевания

Бактериальные заболевания играли доминирующую роль в истории человечества. Широко распространенные эпидемии холеры и чумы сократили численность населения в некоторых районах мира более чем на треть. Бактериальная пневмония, часто была основной причиной смерти в пожилом возрасте. Возможно, больше армий было побеждено тифом, дизентерией и другими бактериальными инфекциями, чем силой оружия.

Благодаря современным достижениям в области сантехники и санитарии, разработке бактериальных вакцин и открытию антибактериальных антибиотиков частота бактериальных заболеваний снизилась. Однако бактерии не исчезли как инфекционные агенты, поскольку они продолжают эволюционировать, создавая более вирулентные штаммы и приобретая устойчивость ко многим антибиотикам.

Большинство бактерий полезны или даже необходимы для жизни на Земле, но некоторые из них известны своим пагубным воздействием на человека.

Большинство бактерий, контактирующих с живыми организмами, быстро уничтожаются защитными силами хозяина. Полости рта, кишечный тракт и кожа колонизированы огромным количеством специфических типов бактерий, которые приспособлены к жизни в этих средах обитания.

Эти организмы безвредны в нормальных условиях и становятся опасными только в том случае, если они каким-то образом проходят через барьеры организма и вызывают инфекцию.

Некоторые бактерии называются патогенами, так как являются возбудителями болезней. Патогенные микроорганизмы действуют на определенные части тела, например:

• менингококковые бактерии (Neisseria meningitidis), которые вторгаются и раздражают мозговые оболочки, мембраны, окружающие головной и спинной мозг;
• дифтерийная бактерия (Corynebacterium diphtheriae), которая первоначально заражает горло;
• холерная бактерия (Vibrio cholerae), которая размножается в кишечном тракте, где токсин, который она производит, вызывает сильную диарею.

Другие бактерии, которые могут заразить человека:

• стафилококковые бактерии (в первую очередь золотистый стафилококк), которые могут вызвать воспаление кожи, например — фурункулез,
• попадая в кровоток, чтобы вызвать заражение крови,
• попадая в сердечные клапаны, чтобы вызвать эндокардит,
• в кости, чтобы вызвать остеомиелит.

Некоторые патогенные бактерии образуют участки в организме хозяина, где они закрыты и защищены от иммунной системы, как это происходит в фурункулах на коже, образованных стафилококками, и полостях в легких, образованных микобактериями туберкулеза.

Во многих случаях симптомы бактериальных инфекций на самом деле являются результатом чрезмерной реакции иммунной системы, а не производства токсических факторов бактерией.

Значение в природе и для человека

Выше уже отмечалось большое значение многих видов бактерий (при процессах гниения и различных типах брожения), т.е. выполнение санитарной роли на Земле.

Бактерии также играют огромную роль в круговороте углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, серы, кальция и других элементов. Многие виды бактерий способствуют активной фиксации атмосферного азота и переводят его в органическую форму, способствуя повышению плодородия почв

Особо важное значение имеют те бактерии, которые разлагают целлюлозу, являющиеся основным источником углерода для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов

Сульфатредуцирующие бактерии участвуют в образовании нефти и сероводорода в лечебных грязях, почвах и морях. Так, насыщенный сероводородом слой воды в Черном море является результатом жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий. Деятельность этих бактерий в почвах приводит к образованию соды и содового засоления почвы. Сульфатредуцирующие бактерии переводят питательные вещества в почвах рисовых плантаций в такую форму, которая становится доступной для корней этой культуры. Эти бактерии могут вызывать коррозию металлических подземных и подводных сооружений.

Благодаря жизнедеятельности бактерий почва освобождается от многих продуктов и вредных организмов и насыщается ценными питательными веществами. Бактерицидные препараты успешно используются для борьбы с многими видами насекомых-вредителей (кукурузным мотыльком и др.).

Многие виды бактерий используются в различных отраслях промышленности для получения ацетона, этилового и бутилового спиртов, уксусной кислоты, ферментов, гормонов, витаминов, антибиотиков, белково-витаминных препаратов и т.д.

Без бактерий невозможны процессы при дублении кожи, сушке листьев табака, выработке шелка, каучука, обработке какао, кофе, мочении конопли, льна и других лубоволокнистых растений, квашении капусты, очистке сточных вод, выщелачивании металлов и т.д.

Способы размножения бактерий и рост их популяций кратко

Большинство прокариот размножаются в процессе бинарного деления, при котором клетка растет в объеме, пока не разделится пополам, чтобы получить две идентичные дочерние клетки.

Каждая дочерняя клетка может продолжать расти с той же скоростью, что и ее родитель. Чтобы этот процесс происходил, клетка растет по всей своей поверхности до момента ее деления.

Группа бактерий окружающей среды размножается почкованием.

В этом процессе на одном конце материнской клетки или на нитях, называемых протезами, образуется маленький бутон. По мере роста размер материнской клетки остается примерно постоянным, но почка увеличивается. Когда почка примерно такого же размера, как материнская клетка, она отделяется.

Многие бактерии окружающей среды способны производить стабильные спящие, или покоящиеся формы в качестве ветви (вегетативной клетки) своего жизненного цикла, чтобы повысить их выживание в неблагоприятных условиях. Этот процесс называется споруляцией.

Он не является обязательной стадией жизненного цикла клетки, а скорее прерыванием ее жизни. Такие спящие формы называются эндоспорами, цистами или гетероцистами в зависимости от способа образования спор, который различается между группами бактерий.

Образование спор происходит в ответ на недостаток питательных веществ. Следовательно, эндоспоры не обладают метаболической активностью до тех пор, пока не станут доступны питательные вещества, в это время они способны дифференцироваться из спор в вегетативные клетки.

Во время спорообразования внутри каждой бактериальной клетки образуется только одна спора. Каждая спора заключена в споровую оболочку, обладающую кератиноподобными свойствами, которые способны противостоять смертельному воздействию тепла, высыхания (обезвоживания), замерзания, химических веществ и радиации.

Рост бактериальных культур определяется увеличением числа бактерий в популяции, а не размером отдельных клеток. Рост бактериальной популяции происходит геометрическим или экспоненциальным образом: с каждым циклом деления (генерацией) одна клетка дает начало 2 клеткам, затем 4 клеткам, затем 8 клеткам, затем 16, затем 32 и так далее.

Время генерации, которое варьируется у разных бактерий, зависит от многих условий окружающей среды и от природы бактериальных видов.

Например, одна из самых быстрорастущих бактерий, имеет оптимальное время генерации около 10 минут, а медленно растущая микобактерия туберкулеза имеет время генерации в диапазоне от 12 до 16 часов. При оптимальных условиях максимальная популяция некоторых видов бактерий в конце фазы размножения может достигать плотности от 10 до 30 миллиардов клеток на миллилитр.

Некоторые исследователи предположили, что некоторые популяции бактерий, живущих глубоко под поверхностью Земли, могут расти чрезвычайно медленными темпами, размножаясь только один раз в несколько тысяч лет.

За фазой роста бактерий следует стационарная фаза, в которой размер популяции бактерий остается постоянным, хотя некоторые клетки продолжают делиться, а другие начинают умирать. За стационарной фазой следует фаза смерти, в которой гибель клеток в популяции превышает образование новых клеток.

Продолжительность времени до наступления фазы смерти зависит от вида и среды обитания.

Вариант 2

Микроорганизмы широко распространены в природе. К ним относятся самые разнообразные морфологические и физиологические особенности растительного и животного мира — бактерии, грибы, актиномицеты, риккетсия, вирусы и простейшие. Некоторые из них являются постоянными обитателями почвы и воды, где они играют важную роль в круге веществ. Другие микроорганизмы в ходе своей эволюционной эволюции приспособились к жизни с человеческими, растительными и животными организмами. Отношения, которые возникают между микроорганизмами и макроорганизмами, слишком сложны.

Существует большое количество микроорганизмов в коже и слизистых оболочках человека, в полости рта и пищеварительном тракте. Некоторые из них являются постоянными жителями тела, в то время как другие временно присутствуют там.

Постоянные обитатели человеческого организма составляют его нормальную микрофлору. Они играют важную роль в качестве защитного механизма и естественной устойчивости.

В поврежденных физиологических защитных механизмах макроорганизма от инфекционных или неинфекционных заболеваний эти бактерии могут неблагоприятно воздействовать на жителей организма и наносить им вред, становясь вредными для причины инфекций.

Бактериальная клетка имеет только одну хромосому в форме кольца. Поскольку она очень тонкая, длинная и сложенная, с помощью светового микроскопа хромосома не видна как нить, а просто как «облако» в середине клетки. Мы можем сравнить ее с плетеной пряжей. Но бактериальная хромосома только кажется запутанной. Фактически, любая часть доступна для работы при необходимости. Некоторые бактерии, называемые бациллами, могут испытывать неблагоприятные условия, переходя на более устойчивый образ жизни. Их клетка обычно имеет форму палочки, но при необходимости она сжимается до небольшого шара и оборачивается в дополнительную оболочку. Эта форма бацилл, называемая спорой, не нуждается в еде, потому что имеет очень медленный обмен веществ. Когда условия снова становятся благоприятными, спора снова превращается в палку.

Микробиология — относительно молодая наука, которая развивалась в течение прошлого столетия и изучает жизнь, развитие человека, а также природу мелких одноклеточных животных и растений, называемых микроорганизмами (микробами). Их можно наблюдать только под микроскопом. Впервые термин «микроб» был использован в 1878 году.

Разнообразие видов и строения бактерий

Хотя бактериальные клетки гораздо меньше и проще по структуре, чем эукариотические клетки, они представляют собой чрезвычайно разнообразную группу организмов, различающихся по размеру, форме, среде обитания и метаболизму.

Большая часть знаний о бактериях была получена в результате изучения болезнетворных бактерий, которые легче выделяются в чистой культуре и легче исследуются, чем многие из свободноживущих видов бактерий. Следует отметить, что многие свободноживущие бактерии сильно отличаются от бактерий, приспособленных к жизни в качестве животных-паразитов или симбионтов.

Бактерии могут принимать одну из трех основных форм:

1. сферическую (кокки);
2. палочковидную (бацилла);
3. изогнутую (вибрион, спирилла или спирохета).

Кокки — это бактерии сферической или яйцевидной формы.

Изогнутые бактерии, как следует из названия, имеют спиралевидную форму. Спириллы — это толстые, жесткие спирали. Спирохеты — это тонкие и гибкие спирали. Вибрионы представляют собой запятые с небольшим изгибом.

Бациллы — это палочковидные бактерии. Как и кокки, бациллы могут быть одиночными или располагаться вместе. Диплобациллы — это две бациллы, расположенные рядом друг с другом, а стрептобациллы — это цепочки бацилл.

Бактерии также могут иметь другие формы, такие как нитевидные (длинные и тонкие), квадратные, звездообразные и стебельчатые.

Бактерии, которые не отделяются друг от друга после деления клеток, образуют кластеры.

Например, некоторые кокки встречаются в основном парами, включая пневмококк, вызывающий бактериальную пневмонию, и гонококк, вызывающий заболевание, передающееся половым путем гонорея.

Большинство стрептококков напоминают длинную нить бусин, тогда как стафилококки образуют случайные сгустки (название стафилококки происходит от греческого слова staphyle, что означает гроздь винограда).

Кроме того, некоторые кокковые бактерии встречаются в виде квадратных или кубических пакетов. Палочковидные бациллы обычно встречаются поодиночке, но некоторые штаммы образуют длинные цепочки, такие как палочки коринебактерий, нормальных обитателей полости рта, которые часто прикрепляются друг к другу под произвольными углами. Некоторые бациллы имеют заостренные концы, в то время как другие имеют квадратные концы, а некоторые стержни изогнуты в форме запятой.

Бактерии — самые маленькие живые существа.

Бактерия среднего размера, например, палочковидная кишечная палочка, нормальный обитатель кишечного тракта человека и животных — имеет длину около 2 микрометров (мкм; миллионные доли метра) и диаметр 0,5 мкм, а сферические клетки золотистого стафилококка — до 1 мкм в диаметре.

Некоторые виды бактерий еще меньше, например Mycoplasma pneumoniae, ее размеры колеблются от 0,1 до 0,25 мкм в ширину, и примерно от 1 до 1,5 мкм в длину. Палочковидная Bordetella pertussis, которая является возбудителем коклюша, колеблется от 0,2 до 0,5 мкм в диаметре и от 0,5 до 1 мкм в длину.

Штопоровидная Treponema pallidum, которая является возбудителем сифилиса, в среднем составляет всего 0,1 — 0,2 мкм в диаметре и от 6 до 15 мкм в длину.

Некоторые бактерии относительно крупные, имеют диаметр от 2 до 5 мкм и более, а максимальная ширина — 5 мкм и максимальная длина — 100 мкм в зависимости от вида.

Есть и гигантские бактерии, размеры в среднем составляют 750 мкм в диаметре, и палочковидная бактерия, длина которой колеблется от 30 до 600 мкм.

Многие бактериальные клетки выделяют некоторый внеклеточный материал в виде капсулы или слизистого слоя.

Слой слизи слабо связан с бактерией и может быть легко смыт, тогда как капсула плотно прикреплена к бактерии и имеет определенные границы.

Капсулы можно увидеть под световым микроскопом. Большинство капсул являются гидрофильными (водолюбивыми) и могут помочь бактерии избежать высыхания (обезвоживания), предотвращая потерю воды.

Капсулы делают бактериальные поверхностные компоненты более скользкими, помогая бактерии избежать поглощения фагоцитарными клетками.

Многие бактерии подвижны, способны плавать в жидкой среде, скользить по твердой поверхности.

Плавающие и скользящие бактерии обладают жгутиками, которые являются внеклеточными придатками, необходимыми для моторики.

Жгутики — это длинные спиралевидные нити, состоящие из одного типа белка и расположенные либо на концах палочковидной клетки, либо по всей ее поверхности.

Бактерии не только способны плавать или скользить в более благоприятных условиях, но и имеют придатки, которые позволяют им прилипать к поверхностям и не смываться текучими жидкостями.

Значение бактерий в сельском хозяйстве

Человек давно заметил полезные свойства бактерий и применяет их в различных сферах своей жизни. Под влиянием одних микроорганизмов навоз превращается в перегной. Благодаря другим, из перегноя преобразуется в вещества, необходимые для питания растений и повышения урожая.

На корнях клевера, бобовых растений можно обнаружить много утолщений – клубеньков, их образование происходит под влиянием определенных бактерий. Они поглощают азот из воздуха, содержащегося в почве. При гниении отмерших корней этих растений образуются полезные соли азота, которые являются хорошим удобрением для растений.

Из листьев и стеблей кукурузы приготавливают отличный корм для скота – силос. Под влиянием бактерий молочнокислого брожения образуется молочная кислота, которая предохраняет силос от гниения и сохраняет все его питательные свойства. Современная наука ищет способы использования простейших для защиты и противодействия пагубному влиянию патогенных одноклеточных. Создаются соединения, способные защищать культуры и животных от болезней. При этом используются не обычные антибиотики с побочными действиями, а усовершенствованные варианты бактериальной природы, не вызывающие привыкания и не влияющие на иммунитет.

Питание и рост бактерий

Бактерии резко отличаются по условиям, которые необходимы для их оптимального роста. С точки зрения потребностей в питании, все клетки нуждаются в источниках углерода, азота, серы, фосфора, многочисленных неорганических солей (например, калия, магния, натрия, кальция и железа) и большого количества других элементов, называемых микроэлементами (например, цинка, меди, марганца, селена, вольфрама и молибдена).

Бактерии также нуждаются в энергии.

Некоторые бактерии являются облигатными паразитами и растут только внутри живой клетки-хозяина. Например, хламидии, растут в эукариотических клетках человека или животного. Многие бактерии из природных сред существуют в тандеме с другими бактериями, и их трудно изолировать и культивировать отдельно от других членов этого партнерства.

Вода — это фундаментальное требование для жизни. Некоторые бактерии предпочитают соленую среду и поэтому называются галофилами. Такие бактерии встречаются в Мертвом море, в соляных рассолах и грязях. В этой стрессовой среде немногие формы жизни, кроме бактерий, могут выжить.

Условия размножения

Размножение микроорганизмов происходит примерно в одинаковых условиях, исключение составляют анаэробные формы, а также термофилы и термофобы. Идеальные условия для этого процесса:

• умеренное тепло (от +15 °C до +35 °C);
• высокая влажность;
• темнота;
• доступ кислорода;
• наличие питательных веществ.

Это объясняет рост вирусных и инфекционных заболеваний в осенне-весенние периоды. Температура и влажность воздуха благоприятствуют размножению микроорганизмов. Летом под солнечными лучами бактерии высыхают. В зимние морозные дни они впадают в анабиотическое состояние (замедляется процесс их жизнедеятельности и размножения).

Наиболее благоприятные условия встречаются в подмышечных впадинах и паховой зоне на теле человека. Там бактерии активно размножаются, а при контакте с потом выделяют неприятный запах. Запах брожения или гниения — главный признак наличия бактерий. Он же присутствует в полости рта. Ежедневная чистка зубов — не эстетическая норма, а устранение последствий жизнедеятельности микроорганизмов.

Термофилы способны выживать при экстремально высоких температурах. Эти организмы опасны тем, что термическая обработка продуктов не избавит от них. Термофобы, наоборот, погибают при высоких температурах, но не боятся критически низких. По этой причине мясо и рыбу рекомендуется хранить замороженными, а после размораживания подвергать воздействию высоких температур. Это позволяет исключить возможность выжить термофильным и термофобным микроорганизмам.

Таким образом, значение бактерий в природе и жизни человека однозначно велико, поэтому их кратко изучают в 7 классе общеобразовательной школы, строят таблицы с их видами. Тот факт, что встречается много вредных для людей микробов, конечно, настораживает. Но можно научиться жить с ними в мире, если соблюдать правила личной гигиены, хранения и обработки продуктов.

Кроме того, настоящие бактерии приносят немало пользы человеку

Важно уметь грамотно использовать особенности их жизнедеятельности для собственного блага. Благодаря этому группа полезных бактерий будет противодействовать «плохим», сводя их негативное воздействие к минимуму

Бактериальная клетка

Все живые организмы на Земле состоят из двух основных типов клеток:

1. Эукариотические клетки имеют сложное строение (ядро с генетическим материалом, цитоплазма и мембрана).
2. Прокариотические клетки имеют другое строение. Аналогом ядра в этих клетках является структура, в которую входит ДНК, имеющая форму кольца, цитоплазма и клеточная стенка. Генетический материал не отделен от остальной части клетки.

Традиционно, все бактерии и археи — клетки-прокариоты. Они внешне похожи, например, у них нет внутриклеточных органелл, и они имеют круговую ДНК, но их биохимия и физиология различны.

Небольшие размеры, простая конструкция и широкие метаболические возможности бактерий позволяют им очень быстро расти и делиться, а также обитать и процветать практически в любой среде.
Количество молекул ДНК в бактериальных хромосомах колеблется примерно от 580 000 пар оснований до 9 450 000. Миксобактерия, имеет один из самых больших бактериальных геномов, содержащий свыше 13 миллионов пар оснований. Длина ее хромосомы, если ее удалить из клетки и растянуть, составляет около 1,2 мм, что поразительно, учитывая тот факт, что длина клетки составляет около 0,001 мм.

Цитоплазма бактерий содержит высокие концентрации ферментов, метаболитов и солей. В цитоплазме бактерий имеются многочисленные тела включения, или гранулы. Эти тела никогда не заключены в мембрану и служат сосудами для хранения.

Гликоген, который является полимером глюкозы, хранится как резерв углеводов и энергии. Волютин, или метахроматические гранулы, содержит полимеризованный фосфат и представляет собой форму хранения неорганического фосфата и энергии.

В бактериях гранулы для хранения образуются при благоприятных условиях роста и потребляются после того, как питательные вещества были исчерпаны из среды. Многие водные бактерии производят газовые вакуоли, которые представляют собой связанные с белками структуры, содержащие воздух и позволяющие бактериям регулировать свою плавучесть.

Разнообразие по формам

Выделяют три основных группы:

• шаровидные;
• палочковидные;
• спиралевидные.

Шаровидные

Кокки, клетки которых имеют форму правильного шара, вытянутого, похожие на кофейное зерно, бобы. Данный тип микроорганизмов не имеет жгутиков, не могут они образовывать споры. При этом их можно обнаружить почти в любом месте:

• в почве;
• в продуктах питания;
• в воздухе.

При попадании в среду, богатую питательными веществами, запускается активный процесс деления. Одни из их представителей микрококки, которые можно встретить очень часто. Могут быть одиночными или собираться в небольшие группы. Для их жизнедеятельности необходим кислород. Они не влияют на ткани и организмы, где обнаруживаются, таким образом, они не патогенны для живых существ и могут быть обнаружены на слизистых человека и поверхности кожи.

Представители шарообразных, вызывающие серьезные заболевания у человека, — диплококки. Встречаются по двое. К ним относятся менингококки, при обнаружении которых в организме необходимо срочно приступать к лечению.

Палочковидные

При рассмотрении их в микроскопе можно отметить их сходство с палочками размером не более 10 мкм. Некоторые представители способны образовывать споры, — бациллы и клостридии. Диплобактерии располагаются попарно, стрептобактерии – цепочками.

Бациллы – самые распространённые представители. Многие из них активно применяются на службе у человека:

• в текстильной промышленности;
• получении бумаги;
• выделке кожи;
• пищевой промышленности;
• сельском хозяйстве.

Например, сенная палочка, используется при производстве препарата по защите растений – фитоспорина.

Спиралевидные

Данный вид бактерий имеет изгибы, похож на штопор. Число и вид завитков определяют принадлежность этих простейших к одному типов:

• вибрионы;
• спириллы;
• спирохеты.

Первые имеют один перегиб. У вторых не много завитков, но их диаметр отличается большим размером. У третьих – количество завитков более 4.

К данному типу относится хеликобактерия, ставшая известной человечеству чуть более 30 лет назад. Кислая желудочная среда всегда считалась не пригодной для существования каких-то микроорганизмов. А хеликобактерия оказалась способной к существованию в таких агрессивных условиях. Исследования говорят о патогенной природе данного типа простейших из-за токсических веществ, которые он выделяет.

Биотипы бактерий

Тот факт, что патогенные бактерии постоянно борются с иммунной системой своего хозяина, может объяснять ошеломляющее количество различных штаммов или типов бактерий, принадлежащих к одному и тому же виду. Им присуща мутация.

Для многих видов бактерий существуют тысячи различных штаммов, называемых сероварами, которые отличаются друг от друга главным образом антигенной идентичностью их липополисахаридов, жгутиков или капсул.

Различные серовары (например, штаммы кишечных бактерий, таких как кишечная палочка и сальмонелла кишечная) заселяясь в различных хозяев (животных или человека) вызывают различные заболевания. Образование этих многочисленных сероваров повышает способность бактерий эффективно реагировать на интенсивные защитные действия иммунной системы организмов.

Дисбактериоз

При заболеваниях, снижающих иммунитет организма, болезнях кишечника, длительном приеме антибактериальных препаратов и при отсутствии в организме человека лактозы, когда сахар, содержащийся в молоке, не переваривается и начинает бродить кишечнике, изменяя кислотный баланс кишечника, возникает микробный дисбаланс — дисбактериоз (дисбиоз). Дисбактериоз характеризуется гибелью «хороших» бактерий и усиленным ростом патогенных микроорганизмов и грибков. В кишечнике начинают превалировать процессы гниения и брожения. Это проявляется поносами и вздутием кишечника, болями, снижением аппетита, а потом и веса, дети начинают отставать в развитии, развивается анемия и гиповитаминоз.

Бактерии и человек всегда будут сосуществовать вместе. Здоровье каждого человека находится в его руках. Если человек будет беречь себя, то он останется здоровым, а значит счастливым многие годы.

Рис. 19. Бактерии и человек. Вместе навсегда.

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ

• Болезнетворные бактерии — паразиты человека
• Как восстановить кишечник после приема антибиотиков
• Escherichia coli в мазке у женщин
• Что такое лактобактерии

Статьи раздела «Что мы знаем о микробах»

• Бактерии и человек

Самое популярное

• Все о грибке стопы: симптомы и эффективное лечение современными препаратами
• Грибок кожи головы: как распознать и лечить
• Симптомы и лечение грибка ногтей на руках (онихомикоза)
• Польза и вред кишечной палочки
• Как лечить дисбактериоз и восстановить микрофлору

Статьи раздела «Что мы знаем о микробах»

• Бактерии и человек

О микробах и болезнях 2020