يحاول الناس إيجاد طرق جديدة لحماية أنفسهم من تأثيرهم الضار. ولكن هناك أيضًا كائنات دقيقة مفيدة: فهي تساهم في إنضاج القشدة ، وتكوين النترات للنباتات ، وتحلل الأنسجة الميتة ، وما إلى ذلك. تعيش الكائنات الحية الدقيقة في الماء ، والتربة ، والهواء ، وعلى أجسام الكائنات الحية وداخلها.

أشكال البكتيريا

هناك 4 أشكال رئيسية للبكتيريا وهي:

1. المكورات الدقيقة - تقع بشكل منفصل أو في مجموعات غير منتظمة. هم عادة غير متحركين.
2. يتم ترتيب المكورات الثنائية في أزواج ، ويمكن أن تكون محاطة بكبسولة في الجسم.
3. تحدث العقديات في سلاسل.
4. تشكل الساركينات مجموعات من الخلايا على شكل حزم.
5. المكورات العنقودية. نتيجة لعملية التقسيم ، فإنها لا تتباعد ، ولكنها تشكل عناقيد (عناقيد).

تتميز الأنواع على شكل قضيب (العصيات) بالحجم والموضع النسبي والشكل:

البكتيريا لها بنية معقدة:

• حائطتحمي الخلايا الكائن أحادي الخلية من التأثيرات الخارجية ، وتعطي شكلاً معينًا ، وتوفر التغذية وتحافظ على محتوياته الداخلية.
• تذكر الذكرياتيحتوي على إنزيمات ، ويشارك في عملية التكاثر ، والتخليق الحيوي للمكونات.
• السيتوبلازميعمل على أداء الوظائف الحيوية. في العديد من الأنواع ، يحتوي السيتوبلازم على DNA وريبوزومات وحبيبات مختلفة ومرحلة غروانية.
• نوكليويد- هذه منطقة نووية غير منتظمة الشكل يوجد فيها الحمض النووي.
• كبسولةهو هيكل سطح يجعل الغلاف أكثر متانة ويحمي من التلف والجفاف. يبلغ سمك هذا الهيكل المخاطي أكثر من 0.2 ميكرومتر. بسمك أصغر ، يطلق عليه كبسولة صغيرة.في بعض الأحيان حول القشرة الوحل، الذي ليس له حدود واضحة وقابل للذوبان في الماء.
• الأسواطتسمى الهياكل السطحية التي تعمل على تحريك الخلايا في وسط سائل أو على سطح صلب.
• الشرب- تكوينات خيطية ، أرق وأصغر بكثير من الأسواط. هم من أنواع مختلفة ، تختلف في الغرض والبنية. هناك حاجة إلى بيلي لربط الجسم بالخلية المصابة.
• الجدل. يحدث التبويض عند حدوث ظروف غير مواتية ، ويعمل على تكييف الأنواع أو الحفاظ عليها.

أنواع البكتيريا

نقدم النظر في الأنواع الرئيسية للبكتيريا:

حيوية

تدخل العناصر الغذائية الخلية من خلال سطحها بالكامل. انتشرت الكائنات الحية الدقيقة على نطاق واسع بسبب وجود أنواع مختلفة من الطعام فيها. بالنسبة للحياة ، يحتاجون إلى مجموعة متنوعة من العناصر: الكربون ، والفوسفور ، والنيتروجين ، وما إلى ذلك. ويتم تنظيم تناول المغذيات باستخدام الغشاء.

يتم تحديد نوع التغذية من خلال كيفية حدوث امتصاص الكربون والنيتروجين ونوع مصدر الطاقة. يمكن لبعضهم الحصول على هذه العناصر من الهواء ، واستخدام الطاقة الشمسية ، بينما يحتاج البعض الآخر إلى مواد ذات أصل عضوي. كلهم يحتاجون إلى فيتامينات وأحماض أمينية يمكن أن تلعب دور المحفزات للتفاعلات التي تحدث في أجسامهم. تحدث إزالة المواد من الخلية بسبب عملية الانتشار.

في العديد من أنواع الكائنات الحية الدقيقة ، يلعب الأكسجين دورًا مهمًا في التمثيل الغذائي والتنفس. نتيجة التنفس ، يتم إطلاق الطاقة التي يستخدمونها لتكوين مركبات عضوية. لكن هناك بكتيريا يكون الأكسجين مميتًا بسببها.

يحدث التكاثر عن طريق انقسام الخلية إلى قسمين. بعد أن تصل إلى حجم معين ، تبدأ عملية الفصل. تستطيل الخلية ويتكون حاجز عرضي فيها. تتباعد الأجزاء الناتجة ، لكن بعض الأنواع تظل متصلة وتشكل مجموعات. يتغذى كل جزء من الأجزاء المشكلة حديثًا وينمو ككائن حي مستقل. عندما تدخل بيئة مواتية ، تحدث عملية التكاثر بسرعة عالية.

الكائنات الحية الدقيقة قادرة على تحلل المواد المعقدة إلى مواد بسيطة ، والتي يمكن بعد ذلك إعادة استخدامها بواسطة النباتات. لذلك ، لا غنى عن البكتيريا في تداول المواد ؛ بدونها ، ستكون العديد من العمليات المهمة على الأرض مستحيلة.

هل تعرف؟

الخلاصة: لا تنس أن تغسل يديك كلما عدت إلى المنزل بعد الخروج. اغسل يديك بالصابون عندما تذهب إلى المرحاض. قاعدة بسيطة ، لكن يا لها من قاعدة مهمة! حافظ على نظافتك ، ولن تزعجك البكتيريا!

لتوحيد المواد ، نقدم لك متابعة مهامنا المثيرة. حظا طيبا وفقك الله!

رقم المهمة 1

انظر بعناية إلى الصورة وأخبرني أي من هذه الخلايا هو بكتيري؟ حاول تسمية الخلايا المتبقية دون النظر إلى القرائن:

البكتيريا هي كائنات دقيقة تتكون من خلية واحدة فقط. السمة المميزة للبكتيريا هي عدم وجود نواة محددة بوضوح. هذا هو السبب في أنها تسمى "بدائيات النوى" ، مما يعني - خالية من الأسلحة النووية.

يعرف العلم الآن حوالي عشرة آلاف نوع من البكتيريا ، ولكن هناك افتراض بوجود أكثر من مليون نوع من البكتيريا على الأرض. يُعتقد أن البكتيريا هي أقدم الكائنات الحية على الأرض. إنهم يعيشون في كل مكان تقريبًا - في الماء والتربة والجو وداخل الكائنات الحية الأخرى.

مظهر

البكتيريا صغيرة جدًا ولا يمكن رؤيتها إلا بالمجهر. شكل البكتيريا متنوع تمامًا. الأشكال الأكثر شيوعًا هي العصي والكرات واللوالب.

تسمى البكتيريا على شكل قضيب "العصيات".

البكتيريا على شكل كرات هي المكورات.

البكتيريا في شكل اللوالب هي spirilla.

يحدد شكل البكتيريا قدرتها على الحركة والقدرة على الالتصاق بسطح معين.

هيكل البكتيريا

البكتيريا لها هيكل بسيط إلى حد ما. تحتوي هذه الكائنات على العديد من الهياكل الأساسية - النواة والسيتوبلازم والغشاء وجدار الخلية ، بالإضافة إلى أن العديد من البكتيريا لها سوط على السطح.

نوكليويد- هذا نوع من النواة يحتوي على المادة الوراثية للبكتيريا. يتكون من كروموسوم واحد فقط يشبه الحلقة.

السيتوبلازميحيط النواة. يحتوي السيتوبلازم على تراكيب مهمة - الريبوسومات الضرورية للبكتيريا لتخليق البروتينات.

غشاء،تغطية السيتوبلازم من الخارج ، يلعب دورًا مهمًا في حياة البكتيريا. يحدد المحتويات الداخلية للبكتيريا من البيئة الخارجية ويضمن عمليات تبادل الخلايا مع البيئة.

في الخارج ، الغشاء محاط جدار الخلية.

يمكن أن يكون عدد الأسواط مختلفًا. اعتمادًا على النوع ، تحتوي بكتيريا واحدة من واحد إلى ألف سوط ، ولكن توجد بكتيريا بدونها. تحتاج البكتيريا سوطًا للتحرك في الفضاء.

تغذية البكتيريا

للبكتيريا نوعان من التغذية. بعض البكتيريا ذاتية التغذية والأخرى غيرية التغذية.

تخلق ذاتية التغذية نفسها من خلال التفاعلات الكيميائية ، بينما تتغذى الكائنات غيرية التغذية على المواد العضوية التي خلقتها الكائنات الحية الأخرى.

تكاثر البكتيريا

تتكاثر البكتيريا عن طريق الانقسام. قبل عملية الانقسام ، يتضاعف الكروموسوم الموجود داخل البكتيريا. ثم يتم تقسيم الخلية إلى قسمين. والنتيجة هي خليتان ابنتيتان متطابقتان ، تتلقى كل منهما نسخة من كروموسوم الأم.

أهمية البكتيريا

تلعب البكتيريا دورًا مهمًا في دورة المواد في الطبيعة - فهي تحول المخلفات العضوية إلى مواد غير عضوية. إذا لم تكن هناك بكتيريا ، لكانت الأرض كلها مغطاة بالأشجار المتساقطة والأوراق المتساقطة والحيوانات الميتة.

تلعب البكتيريا دورًا مزدوجًا في حياة الإنسان. بعض البكتيريا لها فائدة كبيرة ، والبعض الآخر يسبب ضررًا كبيرًا.

العديد من البكتيريا مُمْرِضة وتسبب أمراضًا مختلفة ، مثل الدفتيريا والتيفوئيد والطاعون والسل والكوليرا وغيرها.

ومع ذلك ، هناك بكتيريا تفيد الناس. لذلك في الجهاز الهضمي البشري تعيش البكتيريا التي تساهم في الهضم الطبيعي. وقد استخدمت بكتيريا حمض اللاكتيك منذ فترة طويلة من قبل الناس لإنتاج منتجات حمض اللاكتيك - الجبن والزبادي والكفير ، إلخ. تلعب البكتيريا أيضًا دورًا مهمًا في تخمير الخضار وإنتاج الخل.

ملخص البكتيريا.

سواء في سياق المناهج المدرسية وفي إطار التعليم الجامعي المتخصص ، يتم بالضرورة النظر في أمثلة من مملكة البكتيريا. ظهر هذا أقدم شكل من أشكال الحياة على كوكبنا في وقت أبكر من أي شكل آخر عرفه الإنسان. لأول مرة ، كما يقدر العلماء ، تكونت البكتيريا منذ حوالي ثلاثة مليارات ونصف المليار سنة ، ولمدة حوالي مليار سنة لم تكن هناك أشكال أخرى للحياة على هذا الكوكب. تعتبر أمثلة البكتيريا وأعدائنا وأصدقائنا بالضرورة في إطار أي برنامج تعليمي ، لأن أشكال الحياة المجهرية هذه هي التي تجعل العمليات المميزة لعالمنا ممكنة.

ملامح الانتشار

أين يمكن العثور على أمثلة للبكتيريا في العالم الحي؟ نعم ، في كل مكان تقريبًا! توجد في مياه الينابيع وفي الكثبان الصحراوية وعناصر التربة والهواء والصخور الصخرية. في جليد القطب الجنوبي ، على سبيل المثال ، تعيش البكتيريا في درجة صقيع تبلغ -83 درجة ، لكن درجات الحرارة المرتفعة لا تتداخل معها - تم العثور على أشكال الحياة في المصادر حيث يتم تسخين السائل إلى +90. تتضح الكثافة السكانية للعالم المجهري من حقيقة أن البكتيريا الموجودة في غرام واحد من التربة ، على سبيل المثال ، لا تعد ولا تحصى بمئات الملايين.

يمكن للبكتيريا أن تعيش على أي شكل آخر من أشكال الحياة - على النبات أو الحيوان. يعرف الكثير من الناس عبارة "البكتيريا المعوية" ، وعلى التلفزيون يعلنون باستمرار عن المنتجات التي تعمل على تحسينها. في الواقع ، على سبيل المثال ، تتشكل فقط من البكتيريا ، أي في جسم الإنسان بشكل طبيعي ، وهناك أيضًا عدد لا يحصى من أشكال الحياة المجهرية. إنها أيضًا على جلدنا ، في الفم - باختصار ، في أي مكان. بعضها ضار حقًا وحتى يهدد الحياة ، ولهذا السبب تنتشر العوامل المضادة للبكتيريا على نطاق واسع ، ولكن بدون غيرها سيكون من المستحيل ببساطة البقاء على قيد الحياة - يتعايش جنسنا في التعايش.

الظروف المعيشية

مهما كان مثال البكتيريا ، فهذه الكائنات مقاومة بشكل استثنائي ، ويمكن أن تعيش في ظروف معاكسة ، وتتكيف بسهولة مع العوامل السلبية. تحتاج بعض الأشكال إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة ، بينما يمكن للبعض الآخر أن يعمل بشكل جيد بدونه. هناك العديد من الأمثلة لممثلي البكتيريا التي تعيش بشكل ممتاز في بيئة نقص الأكسجين.

أظهرت الدراسات أن أشكال الحياة المجهرية يمكن أن تعيش في الصقيع الشديد ، فهي لا تخشى الجفاف الشديد أو درجات الحرارة المرتفعة. يمكن للجراثيم التي تتكاثر بها البكتيريا أن تتأقلم بسهولة حتى مع الغليان المطول أو المعالجة في درجات حرارة منخفضة.

ماذا يوجد هناك؟

عند فحص أمثلة البكتيريا (أعداء وأصدقاء الإنسان) ، يجب أن نتذكر أن علم الأحياء الحديث يقدم نظام تصنيف يبسط إلى حد ما فهم هذه المملكة المتنوعة. من المعتاد التحدث عن عدة أشكال مختلفة ، لكل منها اسم متخصص. لذلك ، تسمى البكتيريا على شكل كرة cocci ، والمكورات العقدية عبارة عن كرات مجمعة في سلسلة ، وإذا كان التكوين يشبه حفنة ، فإنه ينتمي إلى مجموعة المكورات العنقودية. تُعرف مثل هذه الأشكال المجهرية للحياة عندما تعيش بكتيريا في وقت واحد في كبسولة واحدة مغطاة بغشاء مخاطي. وتسمى هذه المكورات الثنائية. العصيات هي على شكل قضيب ، spirilla هي لولبية ، و vibrios هي مثال للبكتيريا (أي طالب يجتاز البرنامج بشكل مسؤول يجب أن يكون قادرًا على إحضاره) ، وهو مشابه في الشكل للفاصلة.

تم اعتماد هذا الاسم لأشكال الحياة المجهرية التي ، عند تحليلها بواسطة غرام ، لا تغير لونها عند تعرضها للبنفسجي البلوري. على سبيل المثال ، تحافظ البكتيريا الممرضة وغير الضارة الموجبة للجرام على صبغة أرجوانية حتى عند غسلها بالكحول ، لكن البكتريا سالبة الجرام تتغير تمامًا.

عند فحص شكل الحياة المجهري بعد غسل الجرام ، يجب استخدام صبغة العقد (السافرانين) ، والتي ستؤدي إلى تحول البكتيريا إلى اللون الوردي أو الأحمر. هذا التفاعل ناتج عن بنية الغشاء الخارجي الذي يمنع الصبغة من اختراق الداخل.

لماذا هذا مطلوب؟

إذا تم تكليف الطالب ، كجزء من دورة مدرسية ، بمهمة إعطاء أمثلة للبكتيريا ، فيمكنه عادةً أن يتذكر تلك الأشكال التي تم أخذها في الاعتبار في الكتاب المدرسي ، وقد تم الإشارة إلى ميزاتها الرئيسية بالفعل. تم اختراع اختبار البقع بدقة لاكتشاف هذه المعلمات المحددة. في البداية ، كانت الدراسة تهدف إلى تصنيف ممثلي شكل الحياة المجهري.

تسمح نتائج اختبار جرام باستخلاص استنتاجات فيما يتعلق بهيكل جدران الخلايا. بناءً على المعلومات الواردة ، يمكن تقسيم جميع النماذج المحددة إلى مجموعتين ، والتي يتم أخذها في الاعتبار أيضًا في العمل. على سبيل المثال ، البكتيريا المسببة للأمراض من فئة سالبة الجرام أكثر مقاومة لتأثير الأجسام المضادة ، لأن جدار الخلية غير قابل للاختراق ومحمي وقوي. ولكن بالنسبة للمقاومة الموجبة للجرام تتميز بانخفاض ملحوظ.

الإمراضية وخصائص التفاعل

من الأمثلة الكلاسيكية للمرض الذي تسببه البكتيريا عملية التهابية يمكن أن تتطور في مجموعة متنوعة من الأنسجة والأعضاء. في أغلب الأحيان ، يتم إثارة مثل هذا التفاعل من خلال أشكال الحياة سالبة الجرام ، لأن جدرانها الخلوية تسبب رد فعل من جهاز المناعة البشري. تحتوي الجدران على LPS (طبقة عديدات السكاريد الدهنية) ، استجابة لذلك يولد الجسم السيتوكينات. هذا يثير الالتهاب ، ويضطر الجسم المضيف إلى التعامل مع زيادة إنتاج المكونات السامة ، والذي يرجع إلى الصراع بين شكل الحياة المجهري والجهاز المناعي.

أي منها معروف؟

في الطب ، في الوقت الحاضر ، يتم إيلاء اهتمام خاص لثلاثة أشكال تسبب أمراضًا خطيرة. تنتقل بكتيريا النيسرية البنية عن طريق الاتصال الجنسي ، وتلاحظ أعراض أمراض الجهاز التنفسي عندما يصاب الجسم بـ Moraxella catarrhalis ، وأحد الأمراض الخطيرة جدًا للإنسان - التهاب السحايا - تثيره بكتيريا Neisseria meningitidis.

العصيات والأمراض

بالنظر ، على سبيل المثال ، البكتيريا والأمراض التي تثيرها ، من المستحيل ببساطة تجاهل العصيات. هذه الكلمة معروفة حاليًا لأي شخص عادي ، حتى لو كان سيئًا جدًا في تخيل سمات أشكال الحياة المجهرية ، وهذه المجموعة المتنوعة من البكتيريا سالبة الجرام مهمة للغاية للأطباء والباحثين المعاصرين ، لأنها تثير مشاكل خطيرة في الجهاز التنفسي للإنسان . هناك أيضًا أمثلة معروفة لأمراض الجهاز البولي التي تسببها مثل هذه العدوى. تؤثر بعض العصيات سلبًا على عمل الجهاز الهضمي. تعتمد درجة الضرر على مناعة الشخص والشكل المحدد الذي أصاب الجسم.

ترتبط مجموعة معينة من البكتيريا سالبة الجرام بزيادة احتمالية الإصابة بعدوى المستشفيات. يعتبر الالتهاب الرئوي من أخطر أنواع التهاب السحايا الثانوي انتشارًا نسبيًا. يجب أن يكون الأكثر دقة موظفي المؤسسات الطبية في وحدة العناية المركزة.

ليثوتروف

بالنظر إلى أمثلة التغذية البكتيرية ، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لمجموعة فريدة من lithotrophs. هذا هو مثل هذا الشكل المجهري للحياة ، والذي بسبب نشاطه يتلقى الطاقة من مركب غير عضوي. يتم استخدام المعادن وكبريتيد الهيدروجين والأمونيوم والعديد من المركبات الأخرى التي تستقبل البكتيريا منها الإلكترونات. يعمل جزيء الأكسجين أو مركب آخر اجتاز بالفعل مرحلة الأكسدة كعامل مؤكسد في التفاعل. يترافق نقل الإلكترون مع إنتاج الطاقة التي يخزنها الجسم وتستخدم في عملية التمثيل الغذائي.

بالنسبة للعلماء المعاصرين ، تعتبر الكائنات الصخرية ذات أهمية في المقام الأول لأنها كائنات حية غير نمطية إلى حد ما لكوكبنا ، وتسمح لنا الدراسة بتوسيع فهمنا بشكل كبير للإمكانيات التي تمتلكها بعض مجموعات الكائنات الحية. معرفة الأمثلة ، أسماء البكتيريا من فئة lithotrophs ، وفحص ميزات نشاطها الحيوي ، من الممكن إلى حد ما استعادة النظام البيئي الأساسي لكوكبنا ، أي الفترة التي لم يكن فيها التمثيل الضوئي ، والأكسجين فعل غير موجود ، وحتى المواد العضوية لم تظهر بعد. تعطي دراسة الكتل الصخرية فرصة لمعرفة الحياة على الكواكب الأخرى ، حيث يمكن إدراكها بسبب أكسدة المواد غير العضوية ، في حالة الغياب التام للأكسجين.

من وماذا؟

ما هي الليثوتروف في الطبيعة؟ ومن الأمثلة على ذلك بكتيريا العقيدات ، والتغذية الكيميائية ، والكربوكسي ، والميثانوجينات. حاليًا ، لا يستطيع العلماء الجزم بأنهم تمكنوا من اكتشاف جميع الأنواع التي تنتمي إلى هذه المجموعة من أشكال الحياة المجهرية. من المفترض أن إجراء المزيد من الأبحاث في هذا الاتجاه هو أحد المجالات الواعدة في علم الأحياء الدقيقة.

تلعب الليثوتروف دورًا نشطًا في العمليات الدورية المهمة لظروف وجود الحياة على كوكبنا. غالبًا ما يكون للتفاعلات الكيميائية التي تثيرها هذه البكتيريا تأثير قوي إلى حد ما على الفضاء. لذلك ، يمكن لبكتيريا الكبريت أكسدة كبريتيد الهيدروجين في الرواسب في قاع الخزان ، وبدون مثل هذا التفاعل ، سيتفاعل المكون مع الأكسجين الموجود في طبقات الماء ، مما يجعل الحياة فيه مستحيلة.

التكافل والمعارضة

من منا لا يعرف أمثلة على الفيروسات والبكتيريا؟ كجزء من الدورة المدرسية ، يتم إخبار الجميع عن الوذمة اللولبية الباهتة ، والتي يمكن أن تثير مرض الزهري ، فلامبيزيا. هناك أيضًا فيروسات البكتيريا ، والتي يعرفها العلم باسم العاثيات. أظهرت الدراسات أنه في ثانية واحدة فقط يمكن أن تصيب 10 إلى 24 درجة من البكتيريا! هذه أداة قوية للتطور وطريقة قابلة للتطبيق على الهندسة الوراثية ، والتي يدرسها العلماء حاليًا بنشاط.

أهمية الحياة

هناك اعتقاد خاطئ في البيئة التافهة بأن البكتيريا هي سبب المرض الذي يصيب الإنسان فقط ، ولا فائدة منها أو ضرر منها. ترجع هذه الصورة النمطية إلى الصورة البشرية للعالم المحيط ، أي فكرة أن كل شيء يرتبط بطريقة ما بشخص ما ، ويدور حوله ، ولا يوجد إلا بالنسبة له. في الواقع ، نحن نتحدث عن تفاعل مستمر دون أي مركز دوران محدد. تتفاعل البكتيريا وحقيقيات النوى طوال فترة وجود هاتين المملكتين.

ارتبطت الطريقة الأولى لمحاربة البكتيريا ، التي اخترعها الإنسان ، باكتشاف البنسلين ، وهو فطر يمكنه تدمير أشكال الحياة المجهرية. تنتمي الفطريات إلى مملكة حقيقيات النوى ، ومن وجهة نظر التسلسل الهرمي البيولوجي ، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالبشر أكثر من ارتباطها بالنباتات. لكن الدراسات أظهرت أن الفطريات ليست الشيء الوحيد الذي أصبح عدوًا للبكتيريا وليس حتى أول شيء ، لأن حقيقيات النوى ظهرت في وقت متأخر جدًا عن الحياة المجهرية. في البداية ، كان الصراع بين البكتيريا (والأشكال الأخرى ببساطة غير موجود) هو استخدام المكونات التي تنتجها هذه الكائنات من أجل الحصول على مكان لها في الوجود. في الوقت الحاضر ، يحاول الشخص اكتشاف طرق جديدة لمحاربة البكتيريا ، ويمكنه فقط اكتشاف تلك الأساليب التي عرفتها الطبيعة لفترة طويلة والتي استخدمتها الكائنات الحية في النضال من أجل الحياة. لكن مقاومة الأدوية ، التي تخيف الكثير من الناس ، هي رد فعل مقاومة طبيعي متأصل في الحياة المجهرية لعدة ملايين من السنين. كانت هي التي حددت قدرة البكتيريا على البقاء طوال هذا الوقت والاستمرار في التطور والتكاثر.

هاجم أو مت

عالمنا هو المكان الذي يستطيع فيه فقط أولئك الذين يتأقلمون مع الحياة ، والقادرون على الدفاع والهجوم والبقاء على قيد الحياة. في الوقت نفسه ، ترتبط القدرة على الهجوم ارتباطًا وثيقًا بخيارات حماية الذات وحياة الفرد ومصالحه. إذا لم تتمكن بكتيريا معينة من الإفلات من المضادات الحيوية ، فإن تلك الأنواع ستموت. تمتلك الكائنات الحية الدقيقة الموجودة حاليًا آليات دفاع متطورة ومعقدة تمامًا وفعالة ضد مجموعة متنوعة من المواد والمركبات. الطريقة الأكثر قابلية للتطبيق في الطبيعة هي إعادة توجيه الخطر إلى هدف آخر.

يصاحب ظهور المضاد الحيوي تأثير على جزيء كائن حي مجهري - على بروتين RNA. إذا قمت بتغيير الهدف ، فإن المكان الذي يمكن أن يرتبط فيه المضاد الحيوي سيتغير. تصبح الطفرة النقطية ، التي تجعل كائنًا حيًا واحدًا مقاومًا لعمل مكون عدواني ، سببًا في تحسين النوع بأكمله ، لأن هذه البكتيريا هي التي تستمر في التكاثر بنشاط.

الفيروسات والبكتيريا

هذا الموضوع يسبب حاليًا الكثير من الحديث بين المحترفين والناس العاديين. كل ثانية تقريبًا تعتبر نفسه متخصصًا في الفيروسات ، وهو مرتبط بعمل أنظمة الإعلام الجماهيري: بمجرد اقتراب وباء الإنفلونزا ، يتحدثون ويكتبون عن الفيروسات في كل مكان وفي كل مكان. يبدأ الشخص ، بعد التعرف على هذه البيانات ، في الاعتقاد بأنه يعرف كل ما هو ممكن. بالطبع ، من المفيد التعرف على البيانات ، لكن لا تكن مخطئًا: ليس الأشخاص العاديون فحسب ، بل المحترفون أيضًا ، في الوقت الحالي ، لم يكتشفوا بعد معظم المعلومات حول ميزات النشاط الحيوي للفيروسات والبكتيريا .

بالمناسبة ، في السنوات الأخيرة ، زاد عدد الأشخاص المقتنعين بأن السرطان مرض فيروسي بشكل كبير. لقد أجرت عدة مئات من المختبرات حول العالم دراسات يمكن من خلالها استخلاص مثل هذا الاستنتاج فيما يتعلق بسرطان الدم والساركوما. ومع ذلك ، هذه مجرد افتراضات حتى الآن ، وقاعدة الأدلة الرسمية ليست كافية للتوصل إلى نتيجة دقيقة.

علم الفيروسات

هذا فرع من فروع العلم ، نشأ منذ ثمانية عقود ، عندما اكتشف أنه يسبب مرض فسيفساء التبغ. لاحقًا بشكل ملحوظ ، تم الحصول على الصورة الأولى ، على الرغم من كونها غير دقيقة للغاية ، ولم يتم إجراء بحث صحيح إلى حد ما إلا في الخمسة عشر عامًا الماضية ، عندما أتاحت التقنيات المتاحة للبشرية دراسة أشكال الحياة الصغيرة هذه.

في الوقت الحالي ، لا توجد معلومات دقيقة حول كيفية ظهور الفيروسات ومتى ظهرت ، ولكن إحدى النظريات الرئيسية هي أن شكل الحياة هذا نشأ من البكتيريا. بدلاً من التطور ، حدث التدهور هنا ، وعاد التطور إلى الوراء ، وتشكلت كائنات جديدة وحيدة الخلية. تجادل مجموعة من العلماء بأن الفيروسات كانت في السابق أكثر تعقيدًا ، لكن عددًا من الميزات قد فقد بمرور الوقت. الحالة المتاحة للدراسة من قبل الإنسان الحديث ، فإن تنوع بيانات الصندوق الجيني ليس سوى أصداء بدرجات مختلفة ، ومراحل التدهور ، وخصائص نوع معين. ما زال مدى صحة هذه النظرية غير معروف ، لكن لا يمكن إنكار وجود علاقة وثيقة بين البكتيريا والفيروسات.

البكتيريا: مختلفة جدا

حتى لو فهم الإنسان الحديث أن البكتيريا تحيط به في كل مكان وفي كل مكان ، فلا يزال من الصعب إدراك مدى اعتماد عمليات العالم المحيط على أشكال الحياة المجهرية. في الآونة الأخيرة فقط ، اكتشف العلماء أن البكتيريا الحية تملأ الغيوم ، حيث ترتفع بالبخار. القدرات الممنوحة لمثل هذه الكائنات مدهشة وملهمة. يستفز البعض تحول الماء إلى جليد ، مما يؤدي إلى هطول الأمطار. عندما تبدأ الحبيبات في التساقط ، تذوب مرة أخرى ، ويسقط وابل من الماء - أو ثلج ، حسب المناخ والموسم - على الأرض. منذ وقت ليس ببعيد ، اقترح العلماء أنه من خلال البكتيريا ، يمكنك تحقيق زيادة في هطول الأمطار.

تم اكتشاف القدرات الموصوفة حتى الآن في دراسة الأنواع التي حصلت على الاسم العلمي Pseudomonas Syringae. افترض العلماء سابقًا أن الغيوم الواضحة للعين البشرية مليئة بالحياة ، وأن الوسائل والتقنيات والأدوات الحديثة جعلت من الممكن إثبات وجهة النظر هذه. وفقًا لتقديرات تقريبية ، فإن مترًا مكعبًا من السحابة مليء بالميكروبات بتركيز 300-30.000 نسخة. من بين أمور أخرى ، الشكل المذكور من Pseudomonas Syringae موجود هنا ، مما يؤدي إلى تكوين الجليد من الماء عند درجة حرارة عالية إلى حد ما. تم اكتشافه لأول مرة منذ عدة عقود أثناء دراسة النباتات ونمو في بيئة اصطناعية - اتضح أنه بسيط للغاية. حاليًا ، تعمل Pseudomonas Syringae بنشاط لصالح البشرية في منتجعات التزلج.

كيف يحدث هذا؟

يرتبط وجود Pseudomonas Syringae بإنتاج البروتينات التي تغطي سطح الكائن المجهري في شبكة. عندما يقترب جزيء الماء ، يبدأ تفاعل كيميائي ، ويتم تسوية الشبكة ، تظهر شبكة ، مما يؤدي إلى تكوين الجليد. اللب يجذب الماء ويزيد في الحجم والكتلة. إذا حدث كل هذا في سحابة ، فإن الزيادة في الوزن تؤدي إلى استحالة المزيد من الارتفاع وسقوط الحبيبات. يتم تحديد شكل هطول الأمطار من خلال درجة حرارة الهواء بالقرب من سطح الأرض.

من المفترض أنه يمكن اللجوء إلى Pseudomonas Syringae خلال فترة الجفاف ، حيث من الضروري إدخال مستعمرة من البكتيريا في السحابة. حاليًا ، لا يعرف العلماء بالضبط ما هو تركيز الكائنات الحية الدقيقة الذي يمكن أن يثير المطر ، لذلك يتم إجراء التجارب ، وأخذ العينات. في الوقت نفسه ، من الضروري معرفة سبب تحرك Pseudomonas Syringae بواسطة السحب ، إذا كانت الكائنات الحية الدقيقة تعيش بشكل طبيعي على النبات.

البكتيريا صغيرة جدًا ، قديمة بشكل لا يصدق ، وإلى حد ما كائنات دقيقة بسيطة جدًا. وفقًا للتصنيف الحديث ، تم تحديدها كمجال منفصل للكائنات الحية ، مما يشير إلى وجود فرق كبير بين البكتيريا وأشكال الحياة الأخرى.

البكتيريا هي الأكثر شيوعًا ، وبالتالي فهي الأكثر عددًا من الكائنات الحية ؛ بدون مبالغة ، فهي موجودة في كل مكان وتشعر بالراحة في أي بيئة: الماء والهواء والأرض ، وكذلك داخل الكائنات الحية الأخرى. لذلك في قطرة ماء واحدة ، يمكن أن يصل عددها إلى عدة ملايين ، وفي جسم الإنسان يوجد حوالي عشرة منهم أكثر من جميع خلايانا.

من هي البكتيريا؟

هذه كائنات مجهرية وحيدة الخلية في الغالب ، والفرق الرئيسي بينها هو عدم وجود نواة الخلية. أساس الخلية ، السيتوبلازم ، يحتوي على الريبوسومات والنيوكليويد ، وهو المادة الوراثية للبكتيريا. كل هذا مفصول عن العالم الخارجي بواسطة غشاء هيولي أو غشاء البلازما ، والذي بدوره مغطى بجدار خلوي وكبسولة أكثر كثافة. تحتوي بعض أنواع البكتيريا على سوط خارجي ، ويمكن أن يختلف عددها وحجمها اختلافًا كبيرًا ، لكن الغرض دائمًا هو نفسه - بمساعدتها ، تتحرك البكتيريا.

هيكل ومحتويات الخلية البكتيرية

ما هي البكتيريا؟

أشكال و أحجام

أشكال أنواع البكتيريا المختلفة متغيرة للغاية: يمكن أن تكون مستديرة ، على شكل قضيب ، ملتفة ، نجمية ، رباعي السطوح ، مكعب ، على شكل C أو O ، وأيضًا غير منتظمة.

تختلف البكتيريا بشكل كبير في الحجم. لذلك ، الميكوبلازما mycoides - أصغر الأنواع في المملكة بأكملها يبلغ طولها 0.1 - 0.25 ميكرومتر ، وأكبر بكتيريا Thiomargarita namibiensis يصل إلى 0.75 ملم - يمكن رؤيتها بالعين المجردة. في المتوسط ​​، تتراوح الأحجام من 0.5 إلى 5 ميكرون.

التمثيل الغذائي أو التمثيل الغذائي

فيما يتعلق بالحصول على الطاقة والمغذيات ، تظهر البكتيريا تنوعًا شديدًا. لكن في الوقت نفسه ، من السهل جدًا تعميمها وتقسيمها إلى عدة مجموعات.

وفقًا لطريقة الحصول على العناصر الغذائية (الكربون) ، تنقسم البكتيريا إلى:

• التغذية الذاتية- الكائنات الحية القادرة على تخليق جميع المواد العضوية التي تحتاجها للحياة بشكل مستقل ؛
• غيرية التغذية- الكائنات الحية القادرة على تحويل المركبات العضوية الجاهزة فقط ، وبالتالي تحتاج إلى مساعدة الكائنات الحية الأخرى التي قد تنتج هذه المواد لها.

عن طريق الحصول على الطاقة:

• فوتوتروفسالكائنات الحية التي تنتج الطاقة من خلال التمثيل الضوئي
• التغذية الكيميائية- الكائنات الحية التي تنتج الطاقة من خلال التفاعلات الكيميائية المختلفة.

كيف تتكاثر البكتيريا؟

يرتبط النمو والتكاثر في البكتيريا ارتباطًا وثيقًا. بعد أن وصلوا إلى حجم معين ، بدأوا في التكاثر. في معظم أنواع البكتيريا ، يمكن أن تستمر هذه العملية بسرعة كبيرة. يمكن أن يحدث الانقسام الخلوي ، على سبيل المثال ، في أقل من 10 دقائق ، بينما ينمو عدد البكتيريا الجديدة أضعافًا مضاعفة ، حيث سيتم تقسيم كل كائن حي جديد إلى قسمين.

هناك 3 أنواع مختلفة من التكاثر:

• قطاع- تنقسم بكتيريا واحدة إلى نوعين متطابقين تمامًا وراثيًا.
• في مهدها- يتشكل براعم واحد أو أكثر (حتى 4) عند أقطاب البكتيريا الأم ، بينما تتقدم الخلية الأم وتموت.
• بدائي العملية الجنسية- يتم نقل جزء من الحمض النووي للخلايا الأم إلى الابنة ، وتظهر بكتيريا بمجموعة جديدة من الجينات.

النوع الأول هو الأكثر شيوعًا والأسرع ، والنوع الأخير مهم للغاية ، ليس فقط للبكتيريا ، ولكن لجميع أشكال الحياة بشكل عام.

في هذه اللحظة بالذات ، يا رجل ، وأنت تقرأ هذه السطور ، فأنت تستفيد من عمل البكتيريا. من الأكسجين الذي نتنفسه إلى العناصر الغذائية التي تستخلصها معدتنا من الطعام ، لدينا بكتيريا نشكرها على الازدهار على هذا الكوكب. يوجد حوالي عشرة أضعاف الكائنات الحية الدقيقة في أجسامنا ، بما في ذلك البكتيريا ، من خلايانا. في الواقع ، نحن ميكروبات أكثر من البشر.

بدأنا مؤخرًا فقط نفهم ببطء الكائنات الدقيقة وتأثيرها على كوكبنا وصحتنا ، لكن التاريخ يظهر أنه منذ قرون استخدم أسلافنا قوة البكتيريا لتخمير الطعام والشراب (هل سمع أي شخص بالخبز والبيرة؟).

في القرن السابع عشر ، بدأنا في دراسة البكتيريا الموجودة بالفعل مباشرة في أجسامنا والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بنا - في الفم. أدى فضول أنتوني فان ليفينهوك إلى اكتشاف البكتيريا عندما فحص لوحة بين أسنانه. وصف Van Leeuwenhoek البكتيريا بشكل شاعر ، واصفًا المستعمرة البكتيرية الموجودة على أسنانه بأنها "مادة بيضاء صغيرة ، مثل العجين المتصلب". من خلال وضع العينة تحت المجهر ، رأى فان ليوينهوك أن الكائنات الحية الدقيقة كانت تتحرك. لذلك هم على قيد الحياة!

يجب أن تعلم أن البكتيريا لعبت دورًا محوريًا للأرض ، كونها المفتاح لخلق هواء قابل للتنفس والثروة البيولوجية للكوكب الذي نسميه الوطن.

في هذه المقالة ، سنزودك بالصورة الكبيرة عن هذه الكائنات الدقيقة الصغيرة ولكن المؤثرة للغاية. نحن ننظر إلى الطرق الجيدة والسيئة والغريبة تمامًا التي تشكل بها البكتيريا التاريخ البشري والبيئي. أولاً ، دعونا نلقي نظرة على كيفية اختلاف البكتيريا عن أنواع الحياة الأخرى.

أساسيات البكتيريا

حسنًا ، إذا كانت البكتيريا غير مرئية للعين المجردة ، فكيف يمكننا معرفة الكثير عنها؟

طور العلماء مجاهر قوية للنظر في البكتيريا - التي يتراوح حجمها من واحد إلى عدة ميكرون (جزء من المليون من المتر) - ومعرفة كيفية ارتباطها بأشكال الحياة الأخرى والنباتات والحيوانات والفيروسات والفطريات.

كما تعلم ، الخلايا هي اللبنات الأساسية للحياة ، فهي تشكل أنسجة الجسم والشجرة التي تنمو خارج النافذة. يمتلك البشر والحيوانات والنباتات خلايا تحتوي على معلومات وراثية موجودة في غشاء يسمى النواة. هذه الأنواع من الخلايا ، التي تسمى الخلايا حقيقية النواة ، لها عضيات خاصة ، تؤدي كل منها وظيفة فريدة في مساعدة الخلية على العمل.

ومع ذلك ، لا تحتوي البكتيريا على نوى ، وتطفو مادتها الوراثية (DNA) بحرية داخل الخلية. تفتقر هذه الخلايا المجهرية إلى العضيات ولديها طرق أخرى لتكاثر ونقل المواد الجينية. تعتبر البكتيريا خلايا بدائية النواة.

هل تعيش البكتيريا في بيئة بها أكسجين أم لا؟

شكلها: العصي (العصيات) ، والدوائر (الكوتشي) أو اللوالب (اللولبية)

هل البكتيريا سالبة الجرام أو موجبة الجرام ، أي هل لديها غشاء واقي خارجي يمنع تلطيخ داخل الخلية

كيف تتحرك البكتيريا وتستكشف بيئتها (العديد من البكتيريا لها هياكل صغيرة تشبه السوط تسمح لها بالتحرك في بيئتها)

علم الأحياء الدقيقة - علم جميع أنواع الميكروبات ، بما في ذلك البكتيريا والعتائق والفطريات والفيروسات والبروتوزوا - يميز البكتيريا عن أشقائها الميكروبيين.

بدائيات النوى الشبيهة بالبكتيريا ، المصنفة الآن على أنها عتائق ، كانت تتعايش مع البكتيريا ، ولكن عندما تعلم العلماء المزيد عنها ، فقد أعطوا البكتيريا والعتائق تصنيفاتها الخاصة.

التغذية الميكروبية (والمياسما)

تحتاج البكتيريا ، مثل البشر والحيوانات والنباتات ، إلى الغذاء للبقاء على قيد الحياة.

تستخدم بعض البكتيريا - ذاتية التغذية - الموارد الأساسية مثل ضوء الشمس والماء والمواد الكيميائية من البيئة لإنتاج الغذاء (فكر في البكتيريا الزرقاء ، التي حولت ضوء الشمس إلى أكسجين لمدة 2.5 مليون سنة). يسمي العلماء بكتيريا أخرى غيرية التغذية لأنها تستمد الطاقة من المواد العضوية الموجودة كغذاء (على سبيل المثال ، الأوراق الميتة في تربة الغابة).

الحقيقة هي أن ما قد يكون لذيذًا للبكتيريا سيكون مقرفًا لنا. لقد تطورت لاستيعاب جميع أنواع المنتجات ، من الانسكابات النفطية والمنتجات الثانوية للانشطار النووي إلى النفايات البشرية ومنتجات الاضمحلال.

لكن تقارب البكتيريا لمصدر غذاء معين يمكن أن يفيد المجتمع. على سبيل المثال ، تحول خبراء الفن في إيطاليا إلى بكتيريا يمكنها أن تأكل طبقات زائدة من الملح والصمغ تقلل من متانة الأعمال الفنية التي لا تقدر بثمن. إن قدرة البكتيريا على معالجة المادة العضوية مفيدة جدًا أيضًا للأرض ، سواء في التربة أو في الماء.

من التجربة اليومية ، أنت على دراية بالرائحة التي تسببها البكتيريا التي تبتلع محتويات سلة المهملات ، وهضم الطعام المتبقي ، وإطلاق منتجاتها الغازية الثانوية. ومع ذلك ، كل شيء لا يقتصر على هذا. يمكنك أيضًا إلقاء اللوم على البكتيريا في التسبب في تلك اللحظات المحرجة عندما تخرج الغازات بنفسك.

أسرة واحدة كبيرة

تنمو البكتيريا وتشكل مستعمرات عندما تتاح لها الفرصة. إذا كانت الظروف الغذائية والبيئية مواتية ، فإنها تتكاثر وتشكل كتلًا لزجة ، تسمى الأغشية الحيوية ، لتعيش على أسطح تتراوح من الصخور إلى أسنان فمك.

الأغشية الحيوية لها مزاياها وعيوبها. من ناحية ، فهي مفيدة للطرفين للأشياء الطبيعية (التبادلية). من ناحية أخرى ، يمكن أن تشكل تهديدًا خطيرًا. على سبيل المثال ، الأطباء الذين يعالجون المرضى بالزرعات والأجهزة الطبية قلقون للغاية بشأن الأغشية الحيوية ، لأنها عقارات للبكتيريا. بمجرد استعمارها ، يمكن أن تنتج الأغشية الحيوية منتجات ثانوية سامة - وأحيانًا قاتلة - للإنسان.

مثل الناس في المدن ، تتواصل الخلايا الموجودة في الأغشية الحيوية مع بعضها البعض ، وتتبادل المعلومات حول الغذاء والخطر المحتمل. ولكن بدلاً من الاتصال بالجيران عبر الهاتف ، ترسل البكتيريا ملاحظات باستخدام المواد الكيميائية.

كما أن البكتيريا لا تخشى أن تعيش بمفردها. طورت بعض الأنواع طرقًا مثيرة للاهتمام للبقاء على قيد الحياة في البيئات القاسية. عندما لا يكون هناك المزيد من الطعام ، وتصبح الظروف غير محتملة ، تحافظ البكتيريا على نفسها من خلال تكوين قشرة صلبة - البوغ الداخلي ، الذي يضع الخلية في حالة نائمة ويحافظ على المادة الوراثية للبكتيريا.

وجد العلماء بكتيريا في مثل هذه الكبسولات الزمنية التي تم تخزينها لمدة 100 أو حتى 250 مليون سنة. يشير هذا إلى أن البكتيريا يمكنها التخزين الذاتي لفترة طويلة.

الآن بعد أن عرفنا الفرص التي توفرها المستعمرات للبكتيريا ، دعنا نتعرف على كيفية وصولها إلى هناك - عن طريق القسمة والضرب.

تكاثر البكتيريا

كيف تخلق البكتيريا مستعمرات؟ مثل أشكال الحياة الأخرى على الأرض ، تحتاج البكتيريا إلى نسخ نفسها من أجل البقاء على قيد الحياة. الكائنات الحية الأخرى تفعل ذلك من خلال التكاثر الجنسي ، ولكن ليس البكتيريا. لكن أولاً ، دعنا نناقش سبب كون التنوع أمرًا جيدًا.

تخضع الحياة لانتقاء طبيعي ، أو تسمح القوى الانتقائية لبيئة معينة بنوع واحد من الازدهار والتكاثر أكثر من الآخر. قد تتذكر أن الجينات هي الآلية التي ترشد الخلية ما يجب أن تفعله وتحدد لون شعرك وعينيك. تحصل على الجينات من والديك. ينتج عن التكاثر الجنسي حدوث طفرات أو تغييرات عشوائية في الحمض النووي ، مما يؤدي إلى التنوع. كلما زاد التنوع الجيني ، زادت فرصة أن يكون الكائن الحي قادرًا على التكيف مع القيود البيئية.

بالنسبة للبكتيريا ، لا يعتمد التكاثر على تلبية الميكروب الصحيح ؛ إنهم ببساطة ينسخون الحمض النووي الخاص بهم وينقسمون إلى خليتين متطابقتين. تحدث هذه العملية ، التي تسمى الانشطار الثنائي ، عندما تنقسم بكتيريا واحدة إلى اثنتين ، تنسخ الحمض النووي الخاص بها وتنقله إلى كلا الجزأين من الخلية المنقسمة.

نظرًا لأن الخلية الناتجة ستكون في النهاية مطابقة للخلية التي ولدت منها ، فإن طريقة التكاثر هذه ليست الأفضل لإنشاء مجموعة جينية متنوعة. كيف تكتسب البكتيريا جينات جديدة؟

اتضح أن البكتيريا تستخدم حيلة ذكية: نقل الجينات الأفقي ، أو تبادل المادة الوراثية دون تكاثر. هناك عدة طرق تستخدمها البكتيريا للقيام بذلك. تتضمن إحدى الطرق حصاد المواد الجينية من البيئة خارج الخلية - من الميكروبات والبكتيريا الأخرى (من خلال جزيئات تسمى البلازميدات). طريقة أخرى هي الفيروسات التي تستخدم البكتيريا كمنزل لها. من خلال إصابة بكتيريا جديدة ، تترك الفيروسات المادة الوراثية للبكتيريا السابقة في البكتيريا الجديدة.

يمنح تبادل المواد الجينية البكتيريا المرونة في التكيف ، وهي تتكيف إذا شعرت بتغيرات مرهقة في البيئة ، مثل نقص الغذاء أو التغيرات الكيميائية.

يعد فهم كيفية تكيف البكتيريا أمرًا ضروريًا لمكافحتها وتطوير المضادات الحيوية في الطب. يمكن للبكتيريا أن تتبادل المواد الجينية بشكل متكرر لدرجة أن العلاج الذي كان يعمل من قبل لم يعد مجديًا.

لا جبال عالية ولا عمق كبير

إذا طرحت السؤال "أين البكتيريا؟" ، فمن الأسهل أن تسأل "أين لا توجد بكتيريا؟".

توجد البكتيريا في كل مكان تقريبًا على وجه الأرض. من المستحيل تخيل عدد البكتيريا الموجودة على الكوكب في نفس الوقت ، ولكن وفقًا لبعض التقديرات ، يبلغ عددها (البكتيريا والعتائق معًا) 5 أوكتليون - وهذا رقم به 27 صفراً.

تصنيف الأنواع البكتيرية معقد للغاية لأسباب واضحة. يوجد الآن ما يقرب من 30000 نوع تم تحديده رسميًا ، لكن قاعدة المعرفة تنمو باستمرار ، وهناك آراء بأن لدينا فقط قمة جبل الجليد لجميع أنواع البكتيريا.

الحقيقة هي أن البكتيريا كانت موجودة منذ فترة طويلة جدًا. لقد أدت إلى ظهور بعض أقدم الأحافير ، والتي يبلغ عمرها 3.5 مليار سنة. تشير نتائج البحث العلمي إلى أن البكتيريا الزرقاء بدأت في إنتاج الأكسجين منذ حوالي 2.3-2.5 مليار سنة في محيطات العالم ، مما أدى إلى تشبع الغلاف الجوي للأرض بالأكسجين الذي نتنفسه حتى يومنا هذا.

يمكن للبكتيريا أن تعيش في الهواء والماء والتربة والجليد والحرارة والنباتات والأمعاء والجلد - في كل مكان.

بعض البكتيريا هي من الكائنات الحية المتطرفة ، مما يعني أنها تستطيع تحمل البيئات القاسية حيث تكون إما شديدة الحرارة أو شديدة البرودة أو تفتقر إلى العناصر الغذائية والمواد الكيميائية التي نربطها عادة بالحياة. وجد الباحثون مثل هذه البكتيريا في خندق ماريانا ، أعمق نقطة على الأرض في قاع المحيط الهادئ ، بالقرب من الفتحات الحرارية المائية في الماء والجليد. هناك أيضًا بكتيريا محبة للحرارة ، مثل تلك التي تلون البركة البراقة في حديقة يلوستون الوطنية.

سيء (بالنسبة لنا)

بينما تقدم البكتيريا مساهمات مهمة في صحة الإنسان والكواكب ، إلا أن لها أيضًا جانبًا مظلمًا. يمكن أن تكون بعض البكتيريا مسببة للأمراض ، مما يعني أنها يمكن أن تسبب المرض والمرض.

على مدار تاريخ البشرية ، حصلت بعض البكتيريا (لأسباب مفهومة) على سمعة سيئة لتسببها في الهلع والهستيريا. خذ على سبيل المثال الطاعون. لم تقتصر بكتيريا اليرسينيا الطاعونية المسببة للطاعون على قتل أكثر من 100 مليون شخص فحسب ، بل ربما ساهمت في انهيار الإمبراطورية الرومانية. قبل ظهور المضادات الحيوية ، العقاقير التي تساعد في مكافحة الالتهابات البكتيرية ، كان من الصعب جدًا إيقافها.

حتى اليوم ، تخيفنا هذه البكتيريا المسببة للأمراض بشكل خطير. بفضل تطور مقاومة المضادات الحيوية ، فإن البكتيريا المسببة للجمرة الخبيثة والالتهاب الرئوي والتهاب السحايا والكوليرا وداء السلمونيلات والتهاب اللوزتين والأمراض الأخرى التي لا تزال باقية معنا تشكل دائمًا خطرًا علينا.

هذا ينطبق بشكل خاص على بكتيريا Staphylococcus aureus ، وهي البكتيريا المسؤولة عن عدوى المكورات العنقودية. يسبب هذا "الجراثيم الخارقة" العديد من المشاكل في العيادات ، حيث يلتقط المرضى هذه العدوى في كثير من الأحيان أثناء إدخال الغرسات الطبية والقسطرة.

لقد تحدثنا بالفعل عن الانتقاء الطبيعي وكيف تنتج بعض البكتيريا مجموعة متنوعة من الجينات التي تساعدها على التكيف مع الظروف البيئية. إذا كنت مصابًا بعدوى وكانت بعض البكتيريا في جسمك مختلفة عن غيرها ، يمكن للمضادات الحيوية أن تقتل معظم البكتيريا. لكن تلك البكتيريا التي ستبقى على قيد الحياة ستطور مقاومة للعقار وتبقى في انتظار الفرصة التالية. لذلك ، يوصي الأطباء بإكمال دورة المضادات الحيوية حتى النهاية ، وبشكل عام ، الاتصال بهم نادرًا قدر الإمكان ، فقط كملاذ أخير.

الأسلحة البيولوجية هي جانب آخر مخيف في هذه المحادثة. يمكن استخدام البكتيريا كسلاح في بعض الحالات ، على وجه الخصوص ، تم استخدام الجمرة الخبيثة في وقت واحد. بالإضافة إلى ذلك ، لا يعاني الأشخاص فقط من البكتيريا. أظهر نوع منفصل - Halomonas titanicae - شهية لبطانة المحيط الغارقة تايتانيك ، مما أدى إلى تآكل معدن السفينة التاريخية.

بالطبع ، يمكن أن تسبب البكتيريا أكثر من مجرد ضرر.

البكتيريا البطولية

دعنا نستكشف الجانب الجيد من البكتيريا. بعد كل شيء ، أعطتنا هذه الميكروبات الأطعمة اللذيذة مثل الجبن والبيرة والعجين المخمر وغيرها من العناصر المخمرة. كما أنها تحسن صحة الإنسان وتستخدم في الطب.

يمكن شكر البكتيريا الفردية لتشكيل التطور البشري. يقوم العلم بجمع المزيد والمزيد من البيانات حول الميكروفلورا - الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في أجسامنا ، وخاصة في الجهاز الهضمي والأمعاء. تظهر الأبحاث أن البكتيريا والمواد الوراثية الجديدة والتنوع الذي تجلبه لأجسامنا يسمح للبشر بالتكيف مع مصادر الغذاء الجديدة التي لم يتم استخدامها من قبل.

بعبارة أخرى ، من خلال تبطين سطح المعدة والأمعاء ، تعمل البكتيريا من أجلك. عندما تأكل ، تساعدك البكتيريا والميكروبات الأخرى على تكسير واستخراج العناصر الغذائية من الطعام ، وخاصة الكربوهيدرات. كلما زاد تنوع البكتيريا التي نستهلكها ، زاد تنوع أجسامنا.

على الرغم من أن معرفتنا بالميكروبات الخاصة بنا محدودة للغاية ، إلا أن هناك سببًا للاعتقاد بأن غياب بعض الميكروبات والبكتيريا في الجسم قد يكون مرتبطًا بالصحة والتمثيل الغذائي والتعرض لمسببات الحساسية البشرية. أظهرت الدراسات الأولية التي أجريت على الفئران أن أمراض التمثيل الغذائي مثل السمنة مرتبطة بالتنوع والنباتات الدقيقة الصحية ، بدلاً من عقلية "السعرات الحرارية الموجودة والسعرات الحرارية" السائدة لدينا.

يتم الآن استكشاف إمكانية إدخال بعض الميكروبات والبكتيريا في جسم الإنسان ، والتي يمكن أن توفر فوائد معينة ، ومع ذلك ، في وقت كتابة هذا التقرير ، لم يتم بعد وضع توصيات عامة لاستخدامها.

بالإضافة إلى ذلك ، لعبت البكتيريا دورًا مهمًا في تطوير الفكر العلمي والطب البشري. لعبت البكتيريا دورًا رائدًا في تطوير افتراضات كوخ لعام 1884 ، مما أدى إلى الفهم العام بأن الأمراض سببها نوع معين من الميكروبات.

اكتشف الباحثون الذين يدرسون البكتيريا عن طريق الخطأ البنسلين ، وهو مضاد حيوي أنقذ أرواحًا لا تعد ولا تحصى. وفي الآونة الأخيرة أيضًا ، في هذا الصدد ، تم اكتشاف طريقة سهلة لتعديل جينوم الكائنات الحية ، والتي يمكن أن تحدث ثورة في الطب.

في الواقع ، لقد بدأنا للتو في فهم كيفية الاستفادة من تعايشنا مع هؤلاء الأصدقاء الصغار. بالإضافة إلى ذلك ، ليس من الواضح من هو المالك الحقيقي للأرض: البشر أم الميكروبات.