Oamenii încearcă să găsească noi modalități de a se proteja de influența lor dăunătoare. Există însă și microorganisme utile: favorizează coacerea smântânii, formarea nitraților pentru plante, descompun țesutul mort etc. Microorganismele trăiesc în apă, sol, aer, pe corpul organismelor vii și în interiorul acestora.

Forme de bacterii

Există 4 forme principale de bacterii, și anume:

1. Micrococi – localizați separat sau în grupuri neregulate. De obicei sunt nemișcați.
2. Diplococii sunt aranjați în perechi și pot fi înconjurați de o capsulă în corp.
3. Streptococii apar în lanțuri.
4. Sarcinele formează grupuri de celule în formă de pachete.
5. stafilococi. Ca rezultat al procesului de divizare, ele nu diverg, ci formează clustere (clusters).

Tipurile în formă de tijă (bacili) se disting prin dimensiune, poziția relativă și formă:

Bacteria are o structură complexă:

• Perete celulele protejează un organism unicelular de influențele externe, îi conferă o anumită formă, asigură nutriție și îi păstrează conținutul intern.
• Membrana citoplasmatica conține enzime, participă la procesul de reproducere și biosinteza componentelor.
• Citoplasma servește la îndeplinirea funcțiilor vitale. La multe specii, citoplasma conține ADN, ribozomi, diverse granule și o fază coloidală.
• Nucleoid- Asta zona nucleara formă neregulată, în care se află ADN-ul.
• Capsulă este o structură de suprafață care face carcasa mai durabilă și protejează împotriva deteriorării și uscării. Această structură mucoasă are o grosime mai mare de 0,2 microni. Cu o grosime mai mică se numește microcapsulă. Uneori în jurul cochiliei există mucus, nu are limite clare și este solubil în apă.
• flageli sunt numite structuri de suprafață care servesc la deplasarea celulelor într-un mediu lichid sau pe o suprafață solidă.
• A băut- formațiuni filiforme, mult mai subțiri și mai puține flageli. Ele vin în diferite tipuri, diferă ca scop și structură. Pili sunt necesare pentru a atașa organismul de celula afectată.
• Controversă. Sporularea are loc atunci când apar condiții nefavorabile și servește la adaptarea speciei sau la conservarea acesteia.

Tipuri de bacterii

Vă sugerăm să luați în considerare principalele tipuri de bacterii:

Activitatea vieții

Nutrienții pătrund în celulă prin întreaga suprafață. Microorganismele s-au răspândit datorită existenței diferitelor tipuri de nutriție. Pentru a trăi, au nevoie de o varietate de elemente: carbon, fosfor, azot etc. Aportul de nutrienți este reglat cu ajutorul unei membrane.

Tipul de nutriție este determinat de modul în care carbonul și azotul sunt absorbiți și de tipul sursei de energie. Unele dintre ele pot obține aceste elemente din aer și pot folosi energia solară, în timp ce altele necesită substanțe de origine organică pentru a exista. Toți au nevoie de vitamine și aminoacizi care pot acționa ca catalizatori pentru reacțiile care apar în corpul lor. Îndepărtarea substanțelor din celulă are loc prin procesul de difuzie.

În multe tipuri de microorganisme rol important Oxigenul joacă un rol în metabolism și respirație. Ca urmare a respirației, este eliberată energie, pe care o folosesc pentru a forma compuși organici. Dar există bacterii pentru care oxigenul este letal.

Reproducerea are loc prin împărțirea celulei în două părți. După ce atinge o anumită dimensiune, începe procesul de separare. Celula se alungește și în ea se formează un sept transversal. Părțile rezultate se dispersează, dar unele specii rămân conectate și formează grupuri. Fiecare dintre părțile nou formate se hrănește și crește ca un organism independent. Când este plasat într-un mediu favorabil, procesul de reproducere are loc cu viteză mare.

Microorganismele sunt capabile să se descompună substanțe complexeîn altele simple, care pot fi apoi folosite din nou de către plante. Prin urmare, bacteriile sunt indispensabile în ciclul substanțelor fără ele, multe procese importante pe Pământ ar fi imposibile.

Știi?

Concluzie: Nu uitați să vă spălați pe mâini de fiecare dată când veniți acasă după ce ieșiți afară. Când mergeți la toaletă, spălați-vă și mâinile cu săpun. O regulă simplă, dar atât de importantă! Păstrează-l curat și bacteriile nu te vor deranja!

Pentru a consolida materialul, vă invităm să finalizați sarcinile noastre interesante. Vă dorim mult succes!

Sarcina nr. 1

Privește cu atenție imaginea și spune-mi care dintre aceste celule este bacteriană? Încercați să denumiți celulele rămase fără să vă uitați la indicii:

Bacteriile sunt microorganisme formate dintr-o singură celulă. Caracteristică bacterii - lipsa unui nucleu clar definit. De aceea sunt numiți „procariote”, ceea ce înseamnă că nu sunt nucleare.

Știința cunoaște acum aproximativ zece mii de specii de bacterii, dar există o presupunere că există mai mult de un milion de specii de bacterii pe pământ. Se crede că bacteriile sunt cele mai vechi organisme de pe Pământ. Ei trăiesc aproape peste tot - în apă, sol, atmosferă și în interiorul altor organisme.

Aspect

Bacteriile sunt foarte mici și pot fi văzute doar cu un microscop. Forma bacteriilor este destul de diversă. Cele mai comune forme sunt sub formă de bețe, bile și spirale.

Bacteriile în formă de baston se numesc „bacili”.

Bacteriile sub formă de bile sunt coci.

Bacteriile sub formă de spirale sunt spirilla.

Forma bacteriei determină mobilitatea și capacitatea acesteia de a se atașa de o anumită suprafață.

Structura bacteriilor

Bacteriile au o structură destul de simplă. Aceste organisme au mai multe structuri principale - nucleoid, citoplasmă, membrană și peretele celular, în plus, multe bacterii au flageli la suprafață.

Nucleoid- Acesta este ceva asemănător unui nucleu care conține materialul genetic al bacteriei. Este format dintr-un singur cromozom, care arată ca un inel.

Citoplasmaînconjoară nucleoidul. Citoplasma conține structuri importante - ribozomi, necesari bacteriilor pentru a sintetiza proteine.

Membrană, care acoperă citoplasma din exterior, joacă un rol important în viața bacteriei. Delimitează conținutul intern al bacteriei de mediu extern si asigura procesele de schimb intre celula si mediu.

Exteriorul membranei este înconjurat peretele celular.

Numărul de flageli poate varia. În funcție de specie, o bacterie are de la unu la o mie de flageli, dar există bacterii fără ele. Bacteriile au nevoie de flageli pentru a se deplasa prin spațiu.

Nutriția bacteriilor

Bacteriile au două tipuri de nutriție. O parte a bacteriilor este autotrofe, iar cealaltă este heterotrofe.

Autotrofii se creează singuri nutrienti prin reacții chimice, iar heterotrofei se hrănesc cu substanțe organice pe care alte organisme le-au creat.

Reproducerea bacteriilor

Bacteriile se reproduc prin diviziune. Înainte de procesul de divizare, cromozomul situat în interiorul bacteriei se dublează. Apoi celula se împarte în două. Rezultatul sunt două identice celule fiice, dintre care fiecare primește o copie a cromozomului matern.

Importanța bacteriilor

Bacteriile joacă un rol vital în ciclul substanțelor din natură - transformă reziduurile organice în Nu materie organică. Dacă nu ar exista bacterii, atunci întregul pământ ar fi acoperit cu copaci căzuți, frunze căzute și animale moarte.

Bacteriile joacă un rol dublu în viața umană. Unele bacterii sunt de mare beneficiu, în timp ce altele provoacă daune semnificative.

Multe bacterii sunt patogene și provoacă diverse boli, cum ar fi difterie, tifoidă, ciuma, tuberculoză, holera și altele.

Cu toate acestea, există bacterii care beneficiază oamenii. Deci in sistemul digestiv Oamenii trăiesc cu bacterii care contribuie la digestia normală. Și bacteriile lactice au fost folosite de multă vreme de oameni pentru a produce produse cu acid lactic - brânzeturi, iaurt, chefir etc. Bacteriile joacă, de asemenea, un rol important în fermentarea legumelor și în producția de oțet.

Informații scurte despre bacterii.

Atât programa școlară, cât și învățământul universitar de specialitate iau în considerare în mod necesar exemple din regnul bacteriilor. Această formă de viață cea mai veche de pe planeta noastră a apărut mai devreme decât oricare altele, cunoscută omului. Pentru prima dată, oamenii de știință estimează că bacteriile s-au format acum aproximativ trei miliarde și jumătate de ani, iar timp de aproximativ un miliard de ani nu au existat alte forme de viață pe planetă. Exemple de bacterii, dușmanii și prietenii noștri, sunt considerate în mod necesar în cadrul oricărei program educațional, pentru că aceste forme microscopice de viață sunt cele care fac posibile procesele caracteristice lumii noastre.

Caracteristici ale prevalenței

Unde în lumea vie puteți găsi exemple de bacterii? Da, aproape peste tot! Se găsesc în apă de izvor, dune deșertice și elemente de sol, aer și stâncă. ÎN Gheață antarctică, de exemplu, bacteriile trăiesc la un îngheț de -83 de grade, dar temperaturile ridicate nu interferează cu ele - au fost descoperite forme de viață în surse în care lichidul este încălzit la +90. Densitatea populației lumii microscopice este evidențiată de faptul că, de exemplu, bacteriile dintr-un gram de sol sunt nenumărate sute de milioane.

Bacteriile pot trăi pe orice altă formă de viață - pe o plantă, un animal. Mulți oameni cunosc expresia „microfloră intestinală”, iar la televizor fac publicitate constantă la produse care o îmbunătățesc. De fapt, a fost, de exemplu, format din bacterii, adică, în mod normal, nenumărate forme de viață microscopice trăiesc și în corpul uman. Sunt și pe pielea noastră, în gură – într-un cuvânt, oriunde. Unele dintre ele sunt cu adevărat dăunătoare și chiar pun în pericol viața, motiv pentru care agenții antibacterieni sunt atât de răspândiți, dar fără alții ar fi pur și simplu imposibil să supraviețuim - specia noastră coexistă în simbioză.

Condiții de viață

Indiferent de exemplul de bacterii pe care îl dați, aceste organisme sunt extrem de rezistente și pot supraviețui conditii nefavorabile, se adaptează cu ușurință la factorii negativi. Unele forme necesită oxigen pentru a supraviețui, în timp ce altele pot supraviețui foarte bine chiar și fără el. Există multe exemple de bacterii care supraviețuiesc excelent într-un mediu fără oxigen.

Cercetările au arătat că formele de viață microscopice pot supraviețui îngheț puternic, nu se tem de uscăciune foarte mare sau de temperatură crescută. Sporii prin care bacteriile se reproduc pot face față cu ușurință chiar și cu fierbere prelungită sau tratament la temperaturi scăzute.

Ce sunt ei?

Când analizăm exemple de bacterii (dușmani și prieteni ai oamenilor), trebuie să ne amintim că biologia modernă introduce un sistem de clasificare care simplifică oarecum înțelegerea acestui regn divers. Este obișnuit să vorbim despre mai multe forme diferite, fiecare dintre ele având un nume specializat. Deci, cocii se numesc bacterii în formă de minge, streptococii sunt bile adunate într-un lanț, iar dacă formarea arată ca o grămadă, atunci este clasificată ca un grup de stafilococi. Astfel de forme microscopice de viață sunt cunoscute atunci când două bacterii trăiesc într-o capsulă acoperită cu o membrană mucoasă. Aceștia se numesc diplococi. Bacilii au formă de tije, spirilla au formă de spirală, iar vibrionii sunt un exemplu de bacterie (orice școlar care finalizează în mod responsabil programul ar trebui să o poată oferi) care este similară ca formă cu virgulă.

Acest nume a fost adoptat pentru a se referi la formele de viață microscopice care, atunci când sunt analizate de Gram, nu își schimbă culoarea atunci când sunt expuse la cristal violet. De exemplu, bacteriile patogene și inofensive din clasa gram-pozitive păstrează o nuanță violet chiar dacă sunt spălate cu alcool, dar bacteriile gram-negative sunt complet decolorate.

Când se examinează o formă de viață microscopică, după o spălare Gram, este necesar să se folosească un colorant contract (safranină), sub influența căruia bacteria va deveni roz sau roșie. Această reacție se datorează structurii membranei exterioare, care împiedică pătrunderea vopselei în interior.

De ce este necesar acest lucru?

Dacă, în cadrul unui curs școlar, unui student i se dă sarcina de a da exemple de bacterii, el își poate aminti de obicei acele forme care sunt discutate în manual și pentru ele au fost deja indicate caracteristicile lor cheie. Testul de colorare a fost inventat tocmai pentru a identifica acești parametri specifici. Inițial, studiul și-a propus să clasifice reprezentanții formelor de viață microscopice.

Rezultatele testului Gram ne permit să tragem concluzii cu privire la structura pereților celulari. Pe baza informațiilor primite, toate formularele identificate pot fi împărțite în două grupuri, ceea ce este luat în considerare în continuare în lucrare. De exemplu, bacteriile patogene din clasa gram-negative sunt mult mai rezistente la influența anticorpilor, deoarece peretele celular este impenetrabil, protejat și puternic. Dar pentru cele gram-pozitive, rezistența este vizibil mai mică.

Caracteristici de patogenitate și interacțiune

Un exemplu clasic de boală cauzată de bacterii este un proces inflamator care se poate dezvolta într-o mare varietate de țesuturi și organe. Cel mai adesea, această reacție este provocată de formele de viață gram-negative, deoarece pereții lor celulari declanșează o reacție din partea sistemului imunitar uman. Pereții conțin LPS (strat de lipopolizaharidă), ca răspuns la care organismul generează citokine. Acest lucru provoacă inflamație, corpul gazdei este forțat să facă față producției crescute de componente toxice, care se datorează luptei dintre forma de viață microscopică și sistemul imunitar.

Care sunt cunoscute?

În medicină, în prezent se acordă o atenție deosebită celor trei forme care provoacă boli grave. Bacteria Neisseria gonorrhoeae se transmite pe cale sexuală, simptomele patologiilor respiratorii se observă atunci când organismul este infectat cu Moraxella catarrhalis, iar una dintre bolile foarte periculoase pentru om - meningita - este provocată de bacteria Neisseria meningitidis.

Bacili și boli

Având în vedere, de exemplu, bacteriile și bolile pe care le provoacă, este pur și simplu imposibil să ignori bacilii. Acest cuvânt este cunoscut în prezent oricărui profan, chiar dacă are o idee foarte mică despre caracteristicile formelor de viață microscopice, dar tocmai acest tip de bacterii gram-negative este extrem de important pentru medicii și cercetătorii moderni, deoarece provoacă probleme serioase sistemul respirator uman. Există, de asemenea, exemple cunoscute de boli ale sistemului urinar provocate de o astfel de infecție. Unii bacili afectează negativ funcționarea tractului gastrointestinal. Gradul de deteriorare depinde atât de imunitatea persoanei, cât și de forma specifică care a infectat organismul.

Cu un anumit grup de bacterii gram-negative este asociat probabilitate crescută infecție nosocomială. Cele mai periculoase dintre cele relativ răspândite provoacă meningită secundară și pneumonie. Angajații trebuie să fie cei mai atenți institutii medicale unități de terapie intensivă.

Litotrofe

Când luăm în considerare exemple de nutriție bacteriană, ar trebui să se acorde o atenție deosebită grupului unic de litotrofe. Aceasta este o formă microscopică de viață care primește energie de la compus anorganic. Se consumă metale, hidrogen sulfurat, amoniu și mulți alți compuși de la care bacteria primește electroni. Agentul de oxidare din reacție este o moleculă de oxigen sau un alt compus care a trecut deja în stadiul de oxidare. Transferul de electroni este însoțit de producerea de energie stocată de organism și utilizată în metabolism.

Pentru oamenii de știință moderni, litotrofele sunt interesante în primul rând pentru că sunt organisme vii care sunt destul de atipice pentru planeta noastră, iar studiul ne permite să ne extindem în mod semnificativ înțelegerea capacităților pe care le au unele grupuri de ființe vii. Cunoscând exemplele, numele bacteriilor din clasa litotrofelor și examinând caracteristicile activității lor de viață, este posibil, într-o oarecare măsură, restabilirea primului sistem ecologic a planetei noastre, adică o perioadă în care nu exista fotosinteză, oxigenul nu exista și nici măcar materia organică nu apăruse încă. Studiul litotrofelor oferă șansa de a înțelege viața de pe alte planete, unde poate fi realizată prin oxidarea substanțelor anorganice, în absența completă a oxigenului.

Cine și ce?

Ce sunt litotrofele în natură? Exemplu - bacterii nodulare, chimiotrofe, carboxitrofe, metanogene. În prezent, oamenii de știință nu pot spune cu siguranță că au descoperit toate speciile aparținând acestui grup de forme de viață microscopice. Se presupune că cercetările ulterioare în această direcție sunt una dintre cele mai promițătoare domenii ale microbiologiei.

Litotrofele participă activ la procesele ciclice care sunt importante pentru condițiile de viață de pe planeta noastră. Adesea reacțiile chimice provocate de aceste bacterii au un efect destul de puternic asupra spațiului. Astfel, bacteriile cu sulf pot oxida hidrogenul sulfurat din sedimentele de la fundul unui rezervor, iar fără o astfel de reacție componenta ar reacționa cu oxigenul conținut în straturile de apă, ceea ce ar face imposibilă viața în acesta.

Simbioză și confruntare

Cine nu cunoaște exemple de viruși și bacterii? În cadrul cursului școlar, tuturor li se spune despre Treponema pallidum, care poate provoca sifilis și flambezie. Există, de asemenea, viruși bacterieni, care sunt cunoscuți de știință ca bacteriofagi. Studiile au arătat că în doar o secundă pot infecta 10 până la al 24-lea grad de bacterii! Este atât un instrument puternic pentru evoluție, cât și aplicabil inginerie genetică o metodă în prezent cercetată activ de oamenii de știință.

Importanța vieții

Există o concepție greșită în rândul oamenilor obișnuiți că bacteriile sunt doar cauza bolilor umane și nu există niciun alt beneficiu sau rău de la ele. Acest stereotip se datorează imaginii antropocentrice a lumii înconjurătoare, adică ideii că totul este cumva legat de o persoană, se învârte în jurul lui și există doar pentru el. De fapt, despre care vorbim despre interacțiunea constantă fără niciun centru specific de rotație. Bacteriile și eucariotele au interacționat atâta timp cât au existat ambele regate.

Prima metodă de combatere a bacteriilor inventată de omenire a fost asociată cu descoperirea penicilinei, o ciupercă capabilă să distrugă formele de viață microscopice. Ciupercile aparțin regnului eucariotelor și, din punct de vedere al ierarhiei biologice, sunt mai strâns legate de oameni decât de plante. Dar cercetările au arătat că ciupercile sunt departe de singurele și nici măcar primele care au devenit inamicul bacteriilor, deoarece eucariotele au apărut mult mai târziu decât viața microscopică. Inițial, lupta dintre bacterii (și alte forme pur și simplu nu a existat) a avut loc folosind componentele pe care aceste organisme le-au produs pentru a câștiga un loc pentru existență. În prezent, o persoană, care încearcă să descopere noi modalități de a lupta împotriva bacteriilor, poate descoperi doar acele metode care sunt cunoscute naturii de mult timp și au fost folosite de organisme în lupta pentru viață. Dar rezistența la medicamente, care sperie atât de mulți oameni, este o reacție normală de rezistență inerentă vieții microscopice de multe milioane de ani. Acesta a fost cel care a determinat capacitatea bacteriilor de a supraviețui în tot acest timp și de a continua să se dezvolte și să se înmulțească.

Ataca sau mori

Lumea noastră este un loc în care doar cei adaptați la viață, capabili să se apere, să atace și să supraviețuiască pot supraviețui. În același timp, capacitatea de a ataca este strâns legată de opțiunile de protejare a propriei persoane, a vieții și a intereselor. Dacă o anumită bacterie nu ar putea scăpa de antibiotice, acea specie ar muri. Microorganismele existente în prezent sunt destul de dezvoltate și complexe mecanisme de apărare, eficient împotriva celor mai multe diferite substanțeși conexiuni. Cea mai aplicabilă metodă în natură este redirecționarea pericolului către o altă țintă.

Apariția unui antibiotic este însoțită de un efect asupra moleculei unui organism microscopic - asupra ARN-ului, proteinei. Dacă schimbați ținta, atunci locul unde se poate lega antibioticul se va schimba. O mutație punctuală, care face ca un organism să fie rezistent la efectele unei componente agresive, devine motivul îmbunătățirii întregii specii, deoarece această bacterie continuă să se reproducă activ.

Viruși și bacterii

Acest subiect provoacă în prezent multe conversații atât între profesioniști, cât și între oameni obișnuiți. Aproape fiecare a doua persoană se consideră un specialist în viruși, ceea ce are legătură cu funcționarea sistemelor mass-media: De îndată ce se apropie epidemia de gripă, oamenii vorbesc și scriu despre viruși peste tot. O persoană, făcând cunoștință cu aceste date, începe să creadă că știe tot ce este posibil. Desigur, este util să vă familiarizați cu datele, dar nu vă înșelați: nu numai oamenii obișnuiți, ci și profesioniștii nu au descoperit încă majoritatea informațiilor despre particularitățile vieții virușilor și bacteriilor.

Apropo, în ultimii ani S-a înregistrat o creștere semnificativă a numărului de oameni care sunt convinși că cancerul este boala virala. Multe sute de laboratoare din intreaga lume au realizat studii din care se poate trage aceasta concluzie cu privire la leucemie si sarcom. Cu toate acestea, deocamdată acestea sunt doar presupuneri, iar baza oficială de dovezi nu este suficientă pentru a face o concluzie definitivă.

Virologie

Acesta este un domeniu de știință destul de tânăr, născut cu opt decenii în urmă, când au descoperit ce cauzează boala mozaicului de tutun. Mult mai târziu, prima imagine a fost primită, deși era foarte inexactă, iar cercetările mai mult sau mai puțin corecte au fost efectuate abia în ultimii cincisprezece ani, când tehnologiile de care dispunea omenirea au făcut posibilă studierea unor forme de viață atât de mici.

În prezent, nu există informații exacte despre cum și când au apărut virușii, dar una dintre principalele teorii este că această formă de viață provine din bacterii. În loc de evoluție, aici a avut loc degradarea, dezvoltarea sa întors și s-au format noi organisme unicelulare. Un grup de oameni de știință susține că virușii erau anterior mult mai complexi, dar și-au pierdut o serie de caracteristici în timp. O condiție care este accesibilă omului modern pentru studiu, diversitatea datelor din fondul genetic este doar un ecou grade diferite, stadii de degradare caracteristice unei anumite specii. Cât de corectă este această teorie este încă necunoscut, dar prezența unei legături strânse între bacterii și viruși nu poate fi negata.

Bacteriile: atât de diferite

Chiar dacă omul modern înțelege că bacteriile îl înconjoară peste tot, este totuși greu de realizat cât de mult depind procesele lumii înconjurătoare de formele de viață microscopice. Doar recent oamenii de știință au descoperit că bacteriile vii chiar umplu norii de unde se ridică cu abur. Abilitățile oferite unor astfel de organisme sunt surprinzătoare și inspiratoare. Unele fac ca apa să se transforme în gheață, provocând precipitații. Când granula începe să cadă, se topește din nou, iar un curent de apă - sau zăpadă, în funcție de climă și anotimp - cade pe pământ. Nu cu mult timp în urmă, oamenii de știință au sugerat că bacteriile ar putea fi folosite pentru a crește precipitațiile.

Abilitățile descrise au fost descoperite până acum în timpul studiului unei specii care a primit denumirea științifică Pseudomonas Syringae. Oamenii de știință au presupus anterior că norii care sunt clari pentru ochiul uman sunt plini de viață și mijloace moderne, tehnologia și instrumentele au făcut posibilă demonstrarea acestui punct. De estimări brute, un metru cub de nor este umplut cu microbi într-o concentrație de 300-30.000 de exemplare. Printre altele, se numără și forma menționată de Pseudomonas Syringae, care provoacă formarea de gheață din apă la o temperatură destul de ridicată. A fost descoperit pentru prima dată în urmă cu câteva decenii în timp ce studia plantele și a fost crescut într-un mediu artificial - s-a dovedit a fi destul de simplu. În prezent, Pseudomonas Syringae lucrează activ în beneficiul umanității în stațiunile de schi.

Cum se întâmplă asta?

Existența Pseudomonas Syringae este asociată cu producerea de proteine ​​care acoperă suprafața organismului microscopic într-o rețea. Când o moleculă de apă se apropie, începe reacție chimică, zăbrelele se nivelează, apare o plasă, care provoacă formarea gheții. Miezul atrage apa și crește în dimensiune și masă. Dacă toate acestea s-au întâmplat în nor, atunci creșterea în greutate face imposibil să se înalțe mai departe și granulele cade. Forma precipitațiilor este determinată de temperatura aerului de lângă suprafața pământului.

Probabil, Pseudomonas Syringae poate fi folosit în perioadele de secetă prin introducerea unei colonii de bacterii într-un nor. În prezent, oamenii de știință nu știu exact ce concentrație de microorganisme poate provoca ploaia, așa că se fac experimente și se prelevează probe. În același timp, este necesar să aflăm de ce Pseudomonas Syringae se mișcă în nori, dacă microorganismul trăiește în mod normal pe plantă.

Bacteriile sunt microorganisme foarte mici, incredibil de vechi și într-o oarecare măsură destul de simple. Conform clasificare modernă au fost separate într-un domeniu separat de organisme, ceea ce indică o diferență semnificativă între bacterii și alte forme de viață.

Bacteriile sunt cele mai comune și, în consecință, cele mai numeroase organisme vii ele sunt, fără exagerare, omniprezente și prosperă în orice mediu: apă, aer, pământ, precum și în interiorul altor organisme. Deci, într-o picătură de apă, numărul lor poate ajunge la câteva milioane, iar în corpul uman sunt cu aproximativ zece mai multe decât toate celulele noastre.

Ce sunt bacteriile?

Acestea sunt organisme microscopice, predominant unicelulare, a căror principală diferență este absența unui nucleu celular. Baza celulei, citoplasma conține ribozomi și un nucleoid, care servește ca material genetic al bacteriilor. Din lumea exterioară toate acestea sunt separate de o membrană citoplasmatică sau plasmalemă, care la rândul său este acoperită de un perete celular și o capsulă mai densă. Unele tipuri de bacterii au flageli externi, numărul și dimensiunea lor pot varia foarte mult, dar scopul lor este întotdeauna același - ajută bacteriile să se miște.

Structura și conținutul unei celule bacteriene

Ce sunt bacteriile?

Forme și dimensiuni

Formele diferitelor tipuri de bacterii variază foarte mult: pot fi rotunde, în formă de tijă, întortocheate, stelate, tetraedrice, cubice, în formă de C sau O sau neregulate.

Bacteriile variază și mai mult ca mărime. Deci, Mycoplasma mycoides - cea mai mică aparițieîn întregul regat are o lungime de 0,1 - 0,25 micrometri, iar cea mai mare bacterie Thiomargarita namibiensis ajunge la 0,75 mm - poate fi văzută chiar și cu ochiul liber. În medie, dimensiunile variază de la 0,5 la 5 microni.

Metabolism sau metabolism

Când vine vorba de obținerea de energie și nutrienți, bacteriile prezintă o diversitate extremă. Dar, în același timp, este destul de ușor să le generalizezi împărțindu-le în mai multe grupuri.

Conform metodei de obținere a nutrienților (carboni), bacteriile sunt împărțite în:

• autotrofi- organisme care sunt capabile să sintetizeze în mod independent toate substanțele organice de care au nevoie pentru viață;
• heterotrofi- organisme capabile să le transforme doar pe cele gata făcute compuși organici, și de aceea au nevoie de ajutorul altor organisme pentru a produce aceste substanțe pentru ei.

După metoda de obținere a energiei:

• fototrofe- organisme care produc energia necesară în urma fotosintezei
• chimiotrofe- organisme care produc energie prin desfășurarea diferitelor reacții chimice.

Cum se reproduc bacteriile?

Creșterea și reproducerea în bacterii sunt strâns legate. După ce au ajuns la o anumită dimensiune, încep să se reproducă. La majoritatea tipurilor de bacterii acest proces poate avea loc extrem de rapid. Diviziunea celulară, de exemplu, poate avea loc în mai puțin de 10 minute, iar numărul de bacterii noi va crește exponențial pe măsură ce fiecare organism nou se împarte în două.

Selectați 3 diverse tipuri reproducere:

• diviziune- o bacterie se împarte în două absolut identice genetic.
• înmugurire- se formează unul sau mai mulți muguri (până la 4) la polii bacteriei mame, în timp ce celula mamă îmbătrânește și moare.
• primitiv proces sexual- o parte din ADN-ul celulelor părinte este transferată la celulele fiice și apare o bacterie cu un set fundamental nou de gene.

Primul tip este cel mai comun și mai rapid, cel din urmă este incredibil de important, nu numai pentru bacterii, ci pentru toată viața în general.

Chiar în acest moment, omule, când citești aceste rânduri, beneficiezi de munca bacteriilor. De la oxigenul pe care îl respirăm până la nutrienții extrași de stomacul nostru din alimente, avem bacterii de care să le mulțumim pentru prosperitatea pe această planetă. În corpul nostru există de aproximativ zece ori mai multe microorganisme, inclusiv bacterii, decât propriile noastre celule. În esență, suntem mai mulți microbi decât oameni.

Abia recent am început să înțelegem puțin despre organismele microscopice și impactul lor asupra planetei și sănătății noastre, dar istoria arată că cu secole în urmă strămoșii noștri valorificau deja puterea bacteriilor pentru a fermenta alimente și băuturi (oricine a auzit de pâine și bere?).

În secolul al XVII-lea, am început să studiem bacteriile direct în corpul nostru în strânsă legătură cu noi - în gură. Curiozitatea lui Antoni van Leeuwenhoek a dus la descoperirea bacteriilor atunci când a examinat o placă între proprii dinți. Van Leeuwenhoek a vorbit poetic despre bacterii, descriind colonia bacteriană de pe dinții săi drept „un pic materie albă, similar cu aluatul congelat." Punând proba la microscop, van Leeuwenhoek a văzut că microorganismele se mișcau. Deci sunt vii!

Trebuie să știți că bacteriile au jucat un rol esențial pe Pământ, fiind cheia creării aerului respirabil și a bogăției biologice a planetei pe care o numim acasă.

În acest articol, vă vom oferi o privire de ansamblu asupra acestor microorganisme minuscule, dar foarte influente. Ne vom uita la modurile bune, rele și de-a dreptul bizare în care bacteriile au modelat istoria umanității și mediu. În primul rând, să vedem cum diferă bacteriile de alte tipuri de viață.

Bazele bacteriilor

Ei bine, dacă bacteriile sunt invizibile cu ochiul liber, cum putem ști atât de multe despre ele?

Oamenii de știință au dezvoltat microscoape puternice pentru a observa bacteriile - care variază în mărime de la unu la câțiva microni (milionimi de metru) - și pentru a descoperi cum se leagă ele cu alte forme de viață, plante, animale, viruși și ciuperci.

După cum probabil știți, celulele sunt elementele de bază ale vieții, de la țesuturile corpului nostru până la copacul care crește în afara ferestrei noastre. Oamenii, animalele și plantele au celule cu informatii genetice, închis într-o membrană numită nucleu. Aceste tipuri de celule, numite celule eucariote, au organite specializate, fiecare având o sarcină unică de a ajuta celulele să funcționeze.

Bacteriile, însă, nu au un nucleu, iar materialul lor genetic (ADN) plutește liber în interiorul celulei. Aceste celule microscopice nu au organele și au alte metode de reproducere și transfer de material genetic. Bacteriile sunt considerate celule procariote.

Bacteriile supraviețuiesc într-un mediu cu sau fără oxigen?

Forma lor: tije (bacil), cercuri (coci) sau spirale (spirillum)

Bacteriile sunt gram-negative sau gram-pozitive, adică au o membrană de protecție exterioară care previne colorarea interiorului celulei?

Modul în care bacteriile se mișcă și își explorează mediul (multe bacterii au flageli, structuri mici asemănătoare unor bici care le permit să se miște în mediul lor)

Microbiologia - studiul tuturor tipurilor de microbi, inclusiv bacterii, arhee, ciuperci, viruși și protozoare - distinge bacteriile de verii lor microbieni.

Procariotele asemănătoare bacteriilor, acum clasificate ca arhei, au fost cândva împreună cu bacteriile, dar pe măsură ce oamenii de știință au aflat mai multe despre ele, au dat bacteriilor și arheilor propriile categorii.

Nutriția microbiană (și miasme)

La fel ca oamenii, animalele și plantele, bacteriile au nevoie de hrană pentru a supraviețui.

Unele bacterii - autotrofe - folosesc resurse de bază precum lumina soarelui, apa și chimicale din mediu pentru a crea alimente (gândiți-vă la cianobacteriile, care s-au transformat lumina soareluiîn oxigen în decurs de 2,5 milioane de ani). Alte bacterii sunt numite heterotrofe de către oamenii de știință deoarece își obțin energia din materia organică existentă ca hrană (de exemplu, frunzele moarte de pe podelele pădurii).

Adevărul este că ceea ce poate fi gustos pentru bacterii va fi dezgustător pentru noi. Au evoluat pentru a absorbi toate tipurile de produse, de la scurgeri de petrol și produse secundare nucleare până la deșeuri umane și produse de descompunere.

Dar afinitatea unei bacterii pentru o anumită sursă de hrană ar putea beneficia societatea. De exemplu, experții în artă din Italia s-au orientat către bacteriile care pot mânca straturi în exces de sare și lipici, reducând durabilitatea neprețuitului. opere de artă. Capacitatea bacteriilor de a procesa materia organică este, de asemenea, foarte benefică pentru Pământ, atât în ​​sol, cât și în apă.

Din experiența de zi cu zi, ești conștient de mirosul cauzat de bacteriile care consumă conținutul tău Coș de gunoi, procesând resturile de alimente și emitând propriile sale produse secundare gazoase. Totuși, asta nu este tot. De asemenea, puteți da vina pe bacterii pentru că provoacă acele momente incomode când dați singur gaz.

O familie mare

Bacteriile cresc și formează colonii atunci când au ocazia. Dacă mâncarea și condiţiile de mediu sunt benigne, se înmulțesc și formează aglomerări lipicioase, numite biofilme, pentru a supraviețui pe suprafețe de la roci până la dinții gurii.

Biofilmele au avantajele și dezavantajele lor. Pe de o parte, sunt reciproc avantajoase obiecte naturale(mutualism). Pe de altă parte, ele pot reprezenta o amenințare serioasă. De exemplu, medicii care tratează pacienții cu implanturi și dispozitive medicale au serioase îngrijorări cu privire la biofilme, deoarece acestea oferă bunuri imobiliare pentru bacterii. Odată colonizate, biofilmele pot produce produse secundare care sunt toxice – și uneori fatale – pentru oameni.

La fel ca oamenii din orașe, celulele dintr-un biofilm comunică între ele, schimbând informații despre alimente și potențiale pericole. Dar, în loc să sune vecinii la telefon, bacteriile trimit note folosind substanțe chimice.

De asemenea, bacteriilor nu le este frică să trăiască singure. Unele specii au dezvoltat moduri interesante de a supraviețui în medii dure. Când nu mai există hrană și condițiile devin insuportabile, bacteriile se păstrează prin crearea unei învelișuri dure, un endospor, care pune celula într-o stare de repaus și păstrează materialul genetic al bacteriei.

Oamenii de știință găsesc bacterii în astfel de capsule ale timpului care au fost păstrate timp de 100 și chiar 250 de milioane de ani. Acest lucru sugerează că bacteriile pot fi stocate independent pentru o perioadă lungă de timp.

Acum că știm ce oportunități oferă coloniile bacteriilor, să ne dăm seama cum ajung acestea acolo - prin diviziune și reproducere.

Reproducerea bacteriilor

Cum creează bacteriile colonii? Ca și alte forme de viață de pe Pământ, bacteriile trebuie să se replice pentru a supraviețui. Alte organisme fac acest lucru prin reproducere sexuală, dar nu bacterii. Dar mai întâi, să discutăm de ce diversitatea este bună.

Viața este supusă selecției naturale, sau forțele selective ale unui anumit mediu permit unui tip să înflorească și să se reproducă mai mult decât altul. Poate vă amintiți că genele sunt mecanismul care instruiește o celulă ce trebuie să facă și determină ce culoare vor avea părul și ochii tăi. Primești gene de la părinții tăi. Reproducerea sexuală duce la mutații sau modificări aleatorii ale ADN-ului, care creează diversitate. Cu cât există mai multă diversitate genetică, cu atât este mai mare șansa ca un organism să se poată adapta la constrângerile de mediu.

Pentru bacterii, reproducerea nu depinde de întâlnirea cu microbul potrivit; pur și simplu își copiază propriul ADN și se împart în două celule identice. Acest proces, numit fisiune binară, are loc atunci când o bacterie se împarte în două, copiend ADN-ul și trecându-l în ambele părți ale celulei divizate.

Deoarece celula rezultată va fi în cele din urmă identică cu cea din care s-a născut, această metodă de propagare nu este cea mai bună pentru crearea unui pool genetic divers. Cum dobândesc bacteriile noi gene?

Se pare că bacteriile folosesc un truc inteligent: transferul orizontal al genelor sau schimbul de material genetic fără a se reproduce. Există mai multe moduri pe care bacteriile le folosesc pentru a face acest lucru. O metodă presupune colectarea materialului genetic din mediul din afara celulei - de la alți microbi și bacterii (prin molecule numite plasmide). O altă cale sunt virușii, care folosesc bacteriile drept casă. Când virusurile infectează o nouă bacterie, ei lasă materialul genetic al bacteriei anterioare în noua.

Schimbul de material genetic oferă bacteriilor flexibilitatea de a se adapta și se adaptează dacă simt schimbări stresante în mediu, cum ar fi penuria de alimente sau modificări chimice.

Înțelegerea modului în care bacteriile se adaptează este extrem de importantă pentru combaterea lor și crearea de antibiotice pentru medicină. Bacteriile pot face schimb de material genetic atât de frecvent încât uneori tratamentele care au funcționat înainte nu mai funcționează.

Fără munți înalți, fără adâncimi mari

Dacă pui întrebarea „unde sunt bacteriile?”, este mai ușor să întrebi „unde nu există bacterii?”

Bacteriile se găsesc aproape peste tot pe Pământ. Este imposibil să ne imaginăm numărul de bacterii de pe planetă la un moment dat, dar unele estimări pun numărul lor (bacterii și arhee împreună) la 5 octilioane - un număr cu 27 de zerouri.

Clasificarea speciilor bacteriene este extrem de dificilă din motive evidente. Acum există aproximativ 30.000 de specii identificate oficial, dar baza de cunoștințe este în continuă creștere și există păreri că suntem doar vârful aisbergului tuturor tipurilor de bacterii.

Adevărul este că bacteriile există de foarte mult timp. Ei au produs unele dintre cele mai vechi fosile, datând de 3,5 miliarde de ani. Rezultate cercetarea stiintifica sugerează că cianobacteriile au început să creeze oxigen în urmă cu aproximativ 2,3-2,5 miliarde de ani în oceanele lumii, saturând atmosfera Pământului cu oxigenul pe care îl respirăm până astăzi.

Bacteriile pot supraviețui în aer, apă, sol, gheață, căldură, pe plante, în intestine, pe piele - peste tot.

Unele bacterii sunt extremofile, ceea ce înseamnă că pot rezista conditii extreme, atunci când este fie foarte cald, fie frig, fie există o lipsă de nutrienți și substanțe chimice pe care de obicei le asociam cu viața. Cercetătorii au descoperit astfel de bacterii în Mariana Trench, cel mai adânc punct de pe Pământ în partea de jos Oceanul Pacific, lângă gurile hidrotermale în apă și gheață. Există și bacterii care iubesc temperatură ridicată- cum ar fi, de exemplu, vopsiți piscina opalescentă din Parcul Național Yellowstone.

rău (pentru noi)

În timp ce bacteriile aduc contribuții importante la sănătatea umană și planetară, ele au și ele partea întunecată. Unele bacterii pot fi patogene, ceea ce înseamnă că provoacă boli și boli.

De-a lungul istoriei omenirii, anumite bacterii au primit (de înțeles) o reputație proastă, provocând panică și isterie. Luați ciuma, de exemplu. Bacteria care provoacă ciuma, Yersinia pestis, nu numai că a ucis peste 100 de milioane de oameni, dar ar fi putut contribui la prăbușirea Imperiului Roman. Înainte de apariția antibioticelor, medicamente care ajută la combaterea infecțiilor bacteriene, acestea erau foarte greu de oprit.

Chiar și astăzi, aceste bacterii patogene ne sperie serios. Datorită dezvoltării rezistenței la antibiotice, bacteriile care provoacă antraxul, pneumonia, meningita, holera, salmoneloza, amigdalita și alte boli care rămân încă aproape de noi reprezintă întotdeauna un pericol pentru noi.

Acest lucru este valabil mai ales pentru Staphylococcus aureus, bacteriile responsabile de infecții cu stafilococ. Acest „superbacteu” cauzează numeroase probleme în clinici, deoarece pacienții contractează foarte des această infecție atunci când implantează implanturi medicale și catetere.

Am vorbit deja despre selecția naturalăși că unele bacterii produc o varietate de gene care le ajută să facă față condițiilor de mediu. Dacă aveți o infecție și unele dintre bacteriile din corpul dumneavoastră sunt diferite de altele, antibioticele pot afecta majoritatea populației bacteriene. Dar acele bacterii care supraviețuiesc vor dezvolta rezistență la medicament și vor rămâne, așteptând următoarea șansă. Prin urmare, medicii recomandă finalizarea cursului de antibiotice până la sfârșit și, în general, utilizarea lor cât mai rar posibil, doar ca ultimă soluție.

Armele biologice sunt un alt aspect înfricoșător al acestei conversații. Bacteriile pot fi folosite ca armă în unele cazuri, în special antraxul a fost folosit la un moment dat. În plus, nu numai oamenii suferă de bacterii. Vedere separată- Halomonas titanicae - și-a arătat un apetit pentru transatlanul scufundat Titanic, corodând metalul navei istorice.

Desigur, bacteriile pot provoca mai mult decât doar rău.

Bacteriile eroice

Să explorăm partea buna bacterii. La urma urmei, acești microbi ne-au oferit alimente delicioase precum brânză, bere, aluat și alte elemente fermentate. De asemenea, îmbunătățesc sănătatea umană și sunt utilizate în medicină.

Bacteriile individuale pot fi mulțumite pentru modelarea evoluției umane. Știința colectează din ce în ce mai multe date despre microfloră - microorganisme care trăiesc în corpul nostru, în special în sistemul digestiv și intestine. Cercetările arată că bacteriile, noile materiale genetice și diversitatea pe care le aduc organismului nostru le permit oamenilor să se adapteze la noi surse de hrană care nu au fost exploatate înainte.

Să ne uităm astfel: căptușind suprafața stomacului și a intestinelor, bacteriile „lucrează” pentru tine. Când mănânci, bacteriile și alți microbi te ajută să descompune și să extragi nutrienți din alimente, în special carbohidrații. Cu cât bacteriile pe care le consumăm sunt mai diverse, cu atât corpul nostru câștigă mai multă diversitate.

Deși cunoștințele noastre despre microbii noștri sunt foarte limitate, există motive să credem că absența anumitor microbi și bacterii în organism poate fi asociată cu sănătatea umană, metabolismul și susceptibilitatea la alergeni. Studiile preliminare la șoareci au arătat că bolile metabolice, cum ar fi obezitatea, sunt asociate cu o microbiotă diversă și sănătoasă, mai degrabă decât cu mentalitatea predominantă de „calorii în, calorii afară”.

Posibilitățile de introducere a anumitor microbi și bacterii în corpul uman, care pot oferi anumite beneficii, sunt acum studiate activ, dar la momentul scrierii recomandari generale cu privire la utilizarea lor nu au fost încă stabilite.

În plus, bacteriile au jucat un rol important în dezvoltarea gândirii științifice și a medicinei umane. Bacteriile au jucat un rol principal în dezvoltarea postulatelor lui Koch din 1884, ceea ce a condus la înțelegerea generală că boala este cauzată de un anumit tip de microbi.

Cercetătorii care studiau bacteriile au descoperit accidental penicilina, un antibiotic care a salvat multe vieți. De asemenea, destul de recent, în legătură cu aceasta, a fost deschis cale usoara editați genomul organismelor, care ar putea revoluționa medicina.

De fapt, abia începem să înțelegem cum să beneficiem de pe urma conviețuirii noastre cu acești mici prieteni. În plus, nu este clar cine este adevăratul proprietar al Pământului: oameni sau microbi.