البكتيريا هي أكبر عدد من سكان كوكب الأرض. لقد سكنوها في العصور القديمة وما زالوا موجودين حتى اليوم. حتى أن بعض الأنواع لم تتغير إلا قليلاً منذ ذلك الحين. تحيط بنا البكتيريا المفيدة والضارة في كل مكان (وحتى تخترق الكائنات الحية الأخرى). مع بنية أحادية الخلية بدائية إلى حد ما، ربما تكون واحدة من أكثر أشكال الطبيعة الحية فعالية وتصنف على أنها مملكة خاصة.
هامش الأمان
ويقال إن هذه الكائنات الحية الدقيقة لا تغرق في الماء ولا تحترق في النار. حرفيًا: يمكنهم تحمل درجات حرارة تصل إلى 90 درجة، والتجميد، ونقص الأكسجين، والضغط - المرتفع والمنخفض. يمكننا القول أن الطبيعة استثمرت فيها هامشًا كبيرًا من الأمان.
البكتيريا المفيدة والضارة لجسم الإنسان
كقاعدة عامة، لا تحظى البكتيريا التي تسكن أجسامنا بكثرة بالاهتمام الواجب. ففي نهاية المطاف، فهي صغيرة جدًا لدرجة أنها لا تبدو ذات أهمية كبيرة. أولئك الذين يعتقدون ذلك مخطئون إلى حد كبير. لقد قامت البكتيريا المفيدة والضارة "باستعمار" الكائنات الأخرى لفترة طويلة وبشكل موثوق والتعايش معها بنجاح. نعم، لا يمكن رؤيتها دون مساعدة البصريات، لكنها يمكن أن تسبب ضررا لجسمنا.
من يعيش في الأمعاء؟
يقول الأطباء أنه إذا قمت بجمع البكتيريا التي تعيش في الأمعاء ووزنتها، فستحصل على ما يقارب ثلاثة كيلوغرامات! ولا يمكن تجاهل مثل هذا الجيش الضخم. تدخل العديد من الكائنات الحية الدقيقة إلى البيئة بشكل مستمر، لكن بعض الأنواع فقط هي التي تجد الظروف الملائمة للعيش والحياة هناك. وفي عملية التطور، قاموا بتكوين نباتات دقيقة دائمة، والتي تم تصميمها لأداء وظائف فسيولوجية مهمة.
الجيران "الحكماء".
لقد لعبت البكتيريا دورًا مهمًا منذ فترة طويلة، على الرغم من أنه حتى وقت قريب جدًا لم يكن لدى الناس أي فكرة عن ذلك. أنها تساعد صاحبها في عملية الهضم وأداء عدد من الوظائف الأخرى. ما هؤلاء الجيران غير المرئيين؟
البكتيريا الدائمة
99% من السكان يقيمون بشكل دائم في الأمعاء. إنهم أنصار ومساعدون متحمسون للإنسان.
- البكتيريا المفيدة الأساسية. الأسماء: bifidobacteria و bacteroides. وهم الغالبية العظمى.
- البكتيريا المفيدة المرتبطة بها. الأسماء: الإشريكية القولونية، المكورات المعوية، العصيات اللبنية. يجب أن يكون عددهم 1-9٪ من المجموع.
تحتاج أيضًا إلى معرفة أنه في ظل الظروف السلبية المناسبة، يمكن لجميع هؤلاء الممثلين للنباتات المعوية (باستثناء البكتيريا المشقوقة) أن يسببوا الأمراض.
ماذا يفعلون؟
وتتمثل المهام الرئيسية لهذه البكتيريا في مساعدتنا في عملية الهضم. وقد لوحظ أن دسباقتريوز يمكن أن يحدث عند شخص يعاني من سوء التغذية. ونتيجة لذلك - الركود والإمساك والمضايقات الأخرى. عندما يتم تطبيع النظام الغذائي المتوازن، عادة ما ينحسر المرض.
وظيفة أخرى لهذه البكتيريا هي الحراسة. يراقبون البكتيريا المفيدة. لضمان عدم اختراق "الغرباء" لمجتمعهم. على سبيل المثال، إذا حاول العامل المسبب للدوسنتاريا، Shigella Sonne، اختراق الأمعاء، فإنها تقتله. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن هذا يحدث فقط في جسم شخص يتمتع بصحة جيدة نسبياً ويتمتع بمناعة جيدة. خلاف ذلك، فإن خطر الإصابة بالمرض يزيد بشكل كبير.
البكتيريا المتقلبة
حوالي 1% من جسم الشخص السليم يتكون مما يسمى بالميكروبات الانتهازية. إنهم ينتمون إلى النباتات الدقيقة غير المستقرة. وفي الظروف العادية تؤدي وظائف معينة لا تضر الإنسان وتعمل لصالحه. ولكن في حالات معينة يمكن أن تظهر نفسها كآفات. هذه هي في الأساس المكورات العنقودية وأنواع مختلفة من الفطريات.
خلع في الجهاز الهضمي
في الواقع، يحتوي الجهاز الهضمي بأكمله على ميكروفلورا غير متجانسة وغير مستقرة - البكتيريا المفيدة والضارة. يحتوي المريء على نفس السكان الموجودين في تجويف الفم. لا يوجد في المعدة سوى عدد قليل من البكتيريا المقاومة للأحماض: العصيات اللبنية، والبكتيريا الملوية، والمكورات العقدية، والفطريات. كما أن البكتيريا الدقيقة في الأمعاء الدقيقة متناثرة أيضًا. تم العثور على معظم البكتيريا في القولون. وبالتالي، عند التبرز، يكون الشخص قادرًا على إخراج أكثر من 15 تريليون كائن حي دقيق يوميًا!
دور البكتيريا في الطبيعة
وهي أيضًا رائعة بالطبع. هناك العديد من الوظائف العالمية، والتي بدونها ربما لم تعد الحياة على هذا الكوكب موجودة منذ فترة طويلة. والأهم هو الصحي. تأكل البكتيريا الكائنات الميتة الموجودة في الطبيعة. إنها، في جوهرها، تعمل كنوع من المساحات، مما يمنع تراكم رواسب الخلايا الميتة. علميا يطلق عليهم saprotrops.
الدور المهم الآخر للبكتيريا هو المشاركة في العالم في البر والبحر. على كوكب الأرض، تنتقل جميع المواد الموجودة في المحيط الحيوي من كائن حي إلى آخر. وبدون بعض البكتيريا، سيكون هذا التحول مستحيلا. إن دور البكتيريا لا يقدر بثمن، على سبيل المثال، في تداول وتكاثر عنصر مهم مثل النيتروجين. توجد بكتيريا معينة في التربة تصنع الأسمدة النيتروجينية للنباتات من النيتروجين الموجود في الهواء (تعيش الكائنات الحية الدقيقة في جذورها مباشرة). ويدرس العلم هذا التعايش بين النباتات والبكتيريا.
المشاركة في السلاسل الغذائية
كما ذكرنا سابقًا، تعد البكتيريا أكبر عدد من سكان المحيط الحيوي. وبناء على ذلك، يمكنهم ويجب عليهم المشاركة في الطبيعة المتأصلة للحيوانات والنباتات. وبطبيعة الحال، بالنسبة للإنسان، على سبيل المثال، لا تشكل البكتيريا جزءا رئيسيا من النظام الغذائي (إلا إذا كان من الممكن استخدامها كمضافات غذائية). ومع ذلك، هناك كائنات حية تتغذى على البكتيريا. وتتغذى هذه الكائنات بدورها على حيوانات أخرى.
البكتيريا الزرقاء
هذه (اسم قديم لهذه البكتيريا، غير صحيح بالأساس من وجهة نظر علمية) قادرة على إنتاج كميات هائلة من الأكسجين نتيجة لعملية التمثيل الضوئي. ذات مرة، بدأوا في تشبع جونا بالأكسجين. وتستمر البكتيريا الزرقاء في القيام بذلك بنجاح حتى يومنا هذا، حيث تنتج جزءًا معينًا من الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي الحديث!
الكائنات الحية الدقيقة هي مجموعة من الحيوانات والنباتات الصغيرة جدًا التي لا يمكن تمييزها إلا باستخدام المجهر. يمكن أن تكون ضارة ومفيدة للإنسان، فهي تشارك في الدورة الطبيعية للمواد، وعمليات تحلل المواد العضوية، وتقسيم المواد المعقدة إلى مواد أبسط، والتخمير، وما إلى ذلك.
تنتمي الكائنات الحية الدقيقة إلى أشكال الحياة بدائية النواة؛ ولا تحتوي خلاياها على نواة، وتحتوي على عدد قليل من العضيات، وهي أبسط في البنية من العضيات النووية. ولكن على الرغم من كل بساطتها، فإن هذه الخلايا قابلة للحياة للغاية، وتتكاثر بسرعة، ومن حيث معدل البقاء على قيد الحياة أعلى من الكائنات متعددة الخلايا.
تعيش العديد من البكتيريا في أمعاء الحيوانات وتساعد على هضم الأطعمة النباتية التي يصعب الوصول إليها، وتنتج الإنزيمات الضرورية، وكذلك الفيتامينات والأحماض الأمينية الأساسية. ومن بين البكتيريا المفيدة، تجدر الإشارة إلى البكتيريا المثبتة للنيتروجين - وهي نباتات البقوليات المتعايشة. تدخل البكتيريا العقيدية في تكافل مع الجذور، وتثبيت النيتروجين، الذي تستخدمه النباتات لاحقًا لبناء الأنسجة الخلوية للنمو.
ومع ذلك، بين الكائنات الحية الدقيقة هناك العديد من السلالات المسببة للأمراض التي يمكن أن تسبب أمراضا خطيرة وتؤدي إلى الوفاة. ومن هذه الأمراض الكوليرا والجمرة الخبيثة والتيفوس وغيرها.
يتم استخدام أنواع كثيرة من الكائنات الحية الدقيقة المفيدة في صناعة الأغذية. هذه هي الطريقة التي يتم بها إنتاج منتجات الحليب المخمر - الزبادي والكفير والجبن، ويستخدم بعضها في التخليل والتخمير مما يمنع تلف المنتجات. ومع ذلك، هناك أيضًا كائنات دقيقة ضارة تؤدي إلى تلف المنتجات. وتشمل هذه العفن وأنواع مختلفة من الفطريات. فهي تغير الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمنتجات، مما يؤدي في النهاية إلى تلف المنتجات وعدم القدرة على تناولها.
تشمل الأنواع الرئيسية للكائنات الحية الدقيقة ما يلي:
- المكورات هي كائنات دقيقة ذات خلايا مستديرة الشكل قد تختلف في مواقعها النسبية مع بعضها البعض. اعتمادا على هذا الموقع، يتم تقسيمهم إلى عدة مجموعات. على سبيل المثال، تصطف خلايا المكورات العقدية في سلسلة طويلة من الكرات، وتوجد المكورات الثنائية على شكل خليتين متجاورتين تعيشان باستمرار في أزواج، وتتميز المكورات العنقودية بحقيقة أن خلاياها تقع بشكل عشوائي في المستعمرة. إذا دخلت جسم الإنسان، فإنها يمكن أن تسبب مرضا خطيرا. ومع ذلك، ليست كل أنواع المكورات ضارة ويمكن أن تتعايش مع الجسم دون التسبب في أي ضرر. إذا انخفضت مناعة الشخص، فإن تفشي الكائنات الحية الدقيقة يتضاعف ويبدأ المرض في التقدم.
- تختلف البكتيريا على شكل قضيب في الحجم والشكل ويمكن أن تشكل جراثيم. العصيات هي بكتيريا قادرة على التبويض. وتشمل هذه الجمرة الخبيثة وعصيات الكزاز. الجراثيم هي تكوينات خاصة في حياة البكتيريا، مصممة للبقاء على قيد الحياة في الظروف غير المواتية. في هذه الحالة، يتم تغطية الخلية بقشرة واقية صلبة وتكون قادرة على البقاء نائمة لفترة طويلة، في انتظار ظهور الظروف المواتية للتنمية. بعض الجراثيم شديدة المقاومة لدرجة أنها تستطيع تحمل درجات حرارة تزيد عن 120 درجة مئوية.
- الخلايا ذات الأطراف المدببة، مثل البكتيريا المغزلية. إنهم ممثلون للبكتيريا الطبيعية في الجهاز التنفسي ولا يشكلون خطراً على البشر، بل على العكس من ذلك، يساعدون على الأداء الطبيعي للأغطية الظهارية؛
- خلايا ذات نهايات سميكة، على شكل مضرب. ممثل واضح للوتدية - العامل المسبب للدفتيريا.
- أشكال خلوية ذات نهايات مدورة. ممثل هو E. القولونية، وهو أمر ضروري لعملية الهضم في الأمعاء؛
- خلايا على شكل قضيب ذات أطراف مستقيمة. هذا هو شكل الخلية لمسببات مرض الجمرة الخبيثة.
كقاعدة عامة، توجد البكتيريا على شكل قضيب بشكل عشوائي في الفضاء بالنسبة لبعضها البعض، ولكن يمكن أن يوجد بعضها في أزواج أو في شكل سلسلة. في الحالة الأولى، هذه هي البكتيريا الدبلوباكتريا أو العصيات الثنائية، في الحالة الثانية - العقدية أو العقدية.
البكتيريا سالبة الجرام وإيجابية الجرام
منذ أكثر من 100 عام، اخترع العالم الدنماركي غرام صبغة قسمت عالم البكتيريا إلى مجموعتين - البكتيريا سالبة الجرام وإيجابية الجرام. يطلق عليهم ذلك بسبب قدرتهم على التلوين بصبغة مخترعة. والحقيقة هي أن بعض الخلايا مغطاة بغشاء دهني إضافي، مما يمنع المواد من اختراق جدار الخلية وبالتالي لا تتلطخ هذه الخلايا. على العكس من ذلك، فإن تلك التي لا تحتوي على غشاء دهني إضافي تصبغ جيدًا بالجرام، وتشكل اتصالًا مستقرًا مع جدار الخلية.
القشرة الدهنية للبكتيريا سالبة الجرام تجعلها أكثر مقاومة للمضادات الحيوية، وهي ميزة مهمة في التشخيص الطبي للأمراض واختيار طرق العلاج. الكلاميديا والريكتسيا سلبية الجرام، والمكورات العقدية والمكورات العنقودية إيجابية الجرام.
البكتيريا الهوائية واللاهوائية
أبسط أنواع البكتيريا تعيش على أعماق كبيرة تحت الماء. ولا يتطلب تطورها وجود الأكسجين، على عكس تلك الأكثر تنظيمًا والتي وصلت إلى الأرض. ولذلك تنقسم البكتيريا في العلم الحديث إلى هوائية ولاهوائية حسب حاجتها للأكسجين.
لا يمكن للكائنات الهوائية أن توجد بدون الأكسجين:
- الكائنات الهوائية الملزمة هي ميكروبات تعيش بحرية في البيئة الخارجية. على سبيل المثال، عصية كوخ، العامل المسبب لمرض السل، مستقرة تمامًا ويمكن أن تعيش في الماء لمدة 5 أشهر تقريبًا، وفي غرفة دافئة ومرطبة لمدة تصل إلى 7 سنوات؛
- محبي الكائنات الحية الدقيقة. بالنسبة لمثل هذه الكائنات الحية الدقيقة، يكون محتوى الأكسجين حوالي 2٪ في البيئة كافيا، حيث يمكنهم التكاثر والتطور بشكل طبيعي. وتشمل هذه العقديات، العوامل المسببة لأمراض الجهاز التنفسي العلوي.
الكائنات اللاهوائية التي لا تحتاج إلى الأكسجين لتطورها:
- اللاهوائية الإجبارية. على سبيل المثال، تزدهر البكتيريا المغزلية في بيئة خالية من الأكسجين؛
- اللاهوائية الاختيارية. يمكن أن تتطور بدون الأكسجين، على سبيل المثال، المكورات البنية أو العقديات.
- الكائنات الحية الدقيقة المقاومة للهواء. إنهم لا يحتاجون إلى الأكسجين لنموهم، لكنهم قادرون على العيش في بيئة تحتوي على الأكسجين، على سبيل المثال، البكتيريا التي تسبب حامض الحليب.
كيف سيكون رد فعلك إذا علمت أن الوزن الإجمالي للبكتيريا في جسمك يتراوح من 1 إلى 2.5 كيلو جرام؟
وهذا على الأرجح سوف يسبب المفاجأة والصدمة. يعتقد معظم الناس أن البكتيريا خطيرة ويمكن أن تسبب أضرارًا جسيمة للجسم. نعم هذا صحيح، ولكن بالإضافة إلى البكتيريا الخطيرة، هناك أيضًا بكتيريا مفيدة، علاوة على ذلك، فهي حيوية لصحة الإنسان.
إنها موجودة بداخلنا، وتلعب دورًا كبيرًا في عمليات التمثيل الغذائي المختلفة. المشاركة بنشاط في الأداء السليم لعمليات الحياة، سواء في البيئة الداخلية والخارجية لجسمنا. وتشمل هذه البكتيريا bifidobacteria ريزوبيومو بكتريا قولونية، و أكثر من ذلك بكثير.
البكتيريا المفيدة للإنسان
يحتوي جسم الإنسان على الملايين من جميع أنواع البكتيريا المفيدة التي تشارك في وظائف الجسم المختلفة. وكما تعلم فإن عدد البكتيريا في الجسم يتراوح من 1 إلى 2 كيلو جرام ونصف؛ ويحتوي هذا الحجم على عدد هائل من البكتيريا المختلفة. يمكن أن تتواجد هذه البكتيريا في جميع أجزاء الجسم التي يمكن الوصول إليها، ولكنها توجد بشكل رئيسي في الأمعاء، حيث تساعد في عمليات الهضم. كما أنها تلعب دورًا مهمًا للغاية في المساعدة على منع الالتهابات البكتيرية في الأعضاء التناسلية، وكذلك عدوى الخميرة (الفطرية).
بعض البكتيريا المفيدة للإنسان تعمل على تنظيم التوازن الحمضي القاعدي وتشارك في الحفاظ على درجة الحموضة. بل إن بعضها يشارك في حماية الجلد (وظيفة الحاجز) من العديد من الالتهابات. إنها ضرورية ومفيدة كعاملين نشطين في عمليات إنتاج فيتامين K وفي الأداء الطبيعي للجهاز المناعي.
البيئة والبكتيريا النافعة
اسم أحد أكثر البكتيريا المفيدة في البيئة الخارجية هو الريزوبيوم. وتسمى هذه البكتيريا أيضًا بالبكتيريا المثبتة للنيتروجين. وهي موجودة في العقيدات الجذرية للنباتات وتطلق النيتروجين في الغلاف الجوي. تعتبر مفيدة جدًا للبيئة.
ومن الوظائف الأخرى التي لا تقل أهمية والتي تؤديها البكتيريا للبيئة، هضم النفايات العضوية، مما يساعد في الحفاظ على خصوبة التربة. البكتيريا الآزوتية هي مجموعة من البكتيريا التي تشارك في تحويل غاز النيتروجين إلى نترات، والتي تستخدم في أسفل السلسلة بواسطة الريزوبيوم - الميكروبات المثبتة للنيتروجين.
وظائف أخرى للبكتيريا المفيدة
البكتيريا مفيدة من خلال المشاركة في عمليات التخمير. لذلك، في العديد من الصناعات المرتبطة بإنتاج البيرة والنبيذ واللبن والجبن، لا يمكن الاستغناء عن استخدام هذه الكائنات الحية الدقيقة في عمليات التخمير. تسمى البكتيريا المستخدمة في عمليات التخمير العصيات اللبنية.
تلعب البكتيريا دورًا مهمًا في معالجة مياه الصرف الصحي. يتم استخدامها لتحويل المواد العضوية إلى غاز الميثان. ولذلك، يتم استخدامها في العديد من الصناعات. كما تفيد بعض أنواع البكتيريا في تنظيف وإزالة الانسكابات النفطية على سطح الأحواض المائية في الأرض.
وتستخدم بكتيريا أخرى في إنتاج المضادات الحيوية مثل التتراسيكلين والستربتوميسين. الستربتوميسيس هي بكتيريا التربة المستخدمة في الإنتاج الصناعي للمضادات الحيوية في صناعة الأدوية.
بكتريا قولونية، هي البكتيريا الموجودة في معدة الحيوانات مثل الأبقار والجاموس وغيرها. مساعدتهم على هضم الأطعمة النباتية.
إلى جانب هذه البكتيريا المفيدة، هناك بكتيريا خطيرة وضارة جدًا يمكن أن تؤدي إلى الإصابة بالعدوى، لكنها قليلة العدد.
بناء
البكتيريا كائنات حية صغيرة جدًا. ولا يمكن رؤيتها إلا تحت المجهر ذو التكبير العالي جدًا. جميع البكتيريا وحيدة الخلية. التركيب الداخلي للخلية البكتيرية لا يشبه الخلايا النباتية والحيوانية. ليس لديهم نواة ولا بلاستيدات. المواد النووية والأصباغ موجودة، ولكن في حالة "الرش". النموذج متنوع.
الخلية البكتيرية مغطاة بقشرة كثيفة خاصة - جدار الخلية، الذي يؤدي وظائف الحماية والدعم، ويعطي البكتيريا شكلًا مميزًا دائمًا. يشبه جدار خلية البكتيريا جدار الخلية النباتية. إنه منفذ: من خلاله تمر العناصر الغذائية بحرية إلى الخلية، وتخرج المنتجات الأيضية إلى البيئة. في كثير من الأحيان، تنتج البكتيريا طبقة واقية إضافية من المخاط أعلى جدار الخلية - كبسولة. يمكن أن يكون سمك الكبسولة أكبر بعدة مرات من قطر الخلية نفسها، ولكنه قد يكون أيضًا صغيرًا جدًا. الكبسولة ليست جزءًا أساسيًا من الخلية، فهي تتشكل اعتمادًا على الظروف التي تجد البكتيريا نفسها فيها. يحمي البكتيريا من الجفاف.
يوجد على سطح بعض البكتيريا أسواط طويلة (واحد أو اثنان أو أكثر) أو زغابات رفيعة قصيرة. يمكن أن يكون طول السوط أكبر بعدة مرات من حجم جسم البكتيريا. تتحرك البكتيريا بمساعدة السوط والزغابات.
يوجد داخل الخلية البكتيرية سيتوبلازم كثيف غير متحرك. إنه ذو هيكل متعدد الطبقات، ولا توجد فجوات، وبالتالي توجد البروتينات المختلفة (الإنزيمات) والمواد المغذية الاحتياطية في مادة السيتوبلازم نفسه. لا تحتوي الخلايا البكتيرية على نواة. تتركز المادة التي تحمل معلومات وراثية في الجزء المركزي من خليتها. البكتيريا - الحمض النووي - الحمض النووي. لكن هذه المادة لا تتشكل في نواة.
التنظيم الداخلي للخلية البكتيرية معقد وله خصائصه الخاصة. يتم فصل السيتوبلازم عن جدار الخلية بواسطة الغشاء السيتوبلازمي. يوجد في السيتوبلازم مادة رئيسية أو مصفوفة وريبوسومات وعدد صغير من الهياكل الغشائية التي تؤدي مجموعة متنوعة من الوظائف (نظائرها من الميتوكوندريا والشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي). غالبًا ما يحتوي سيتوبلازم الخلايا البكتيرية على حبيبات مختلفة الأشكال والأحجام. وقد تتكون الحبيبات من مركبات تعمل كمصدر للطاقة والكربون. توجد أيضًا قطرات من الدهون في الخلية البكتيرية.
نزاع التعليم
تتشكل الجراثيم داخل الخلية البكتيرية. أثناء عملية التبويض، تخضع الخلية البكتيرية لعدد من العمليات البيوكيميائية. تتناقص كمية الماء الحر فيه ويقل النشاط الأنزيمي. وهذا يضمن مقاومة الجراثيم للظروف البيئية غير المواتية (ارتفاع درجة الحرارة، تركيز الأملاح العالي، التجفيف، وما إلى ذلك). يعتبر التبويض من سمات مجموعة صغيرة فقط من البكتيريا. تعتبر الجراثيم مرحلة اختيارية في دورة حياة البكتيريا. يبدأ التبويض فقط بنقص العناصر الغذائية أو تراكم المنتجات الأيضية. يمكن للبكتيريا التي تكون على شكل جراثيم أن تظل في حالة سبات لفترة طويلة. يمكن للجراثيم البكتيرية أن تتحمل الغليان لفترة طويلة والتجميد لفترة طويلة جدًا. عندما تتوفر الظروف المواتية، تنبت الجراثيم وتصبح قابلة للحياة. الجراثيم البكتيرية هي تكيف للبقاء على قيد الحياة في ظروف غير مواتية. تعمل الجراثيم البكتيرية على البقاء على قيد الحياة في الظروف غير المواتية. يتم تشكيلها من داخل محتويات الخلية. وفي الوقت نفسه، تتشكل قشرة جديدة أكثر كثافة حول البوغ. يمكن للجراثيم أن تتحمل درجات حرارة منخفضة جدًا (تصل إلى -273 درجة مئوية) ودرجات حرارة عالية جدًا. لا يتم قتل الجراثيم بالماء المغلي.
تَغذِيَة
تحتوي العديد من البكتيريا على الكلوروفيل والأصباغ الأخرى. يقومون بعملية التمثيل الضوئي، مثل النباتات (البكتيريا الزرقاء، البكتيريا الأرجوانية). تحصل أنواع أخرى من البكتيريا على الطاقة من مواد غير عضوية مثل الكبريت ومركبات الحديد وغيرها، ولكن مصدر الكربون، كما هو الحال في عملية التمثيل الضوئي، هو ثاني أكسيد الكربون.
التكاثر
تتكاثر البكتيريا عن طريق تقسيم خلية واحدة إلى خليتين. وبعد أن وصلت إلى حجم معين، تنقسم البكتيريا إلى نوعين من البكتيريا المتطابقة. ثم يبدأ كل منهم بالتغذية والنمو والانقسام وما إلى ذلك. بعد استطالة الخلية، يتشكل حاجز عرضي تدريجيًا، ثم تنفصل الخلايا الوليدة؛ في العديد من البكتيريا، في ظل ظروف معينة، بعد الانقسام، تظل الخلايا متصلة في مجموعات مميزة. في هذه الحالة، اعتمادا على اتجاه مستوى التقسيم وعدد الأقسام، تنشأ أشكال مختلفة. يحدث التكاثر بالبراعم كاستثناء في البكتيريا.
في ظل ظروف مواتية، يحدث انقسام الخلايا في العديد من البكتيريا كل 20-30 دقيقة. مع هذا التكاثر السريع، يمكن لنسل بكتيريا واحدة في 5 أيام أن يشكل كتلة يمكن أن تملأ جميع البحار والمحيطات. تظهر عملية حسابية بسيطة أنه يمكن تكوين 72 جيلًا (720.000.000.000.000.000.000 خلية) يوميًا. إذا تم تحويله إلى وزن - 4720 طنًا. ومع ذلك، فإن هذا لا يحدث في الطبيعة، لأن معظم البكتيريا تموت بسرعة تحت تأثير أشعة الشمس، والتجفيف، ونقص الغذاء، والتدفئة إلى 65-100 درجة مئوية، نتيجة للصراع بين الأنواع، وما إلى ذلك.
دور البكتيريا في الطبيعة. التوزيع والبيئة
تتوزع البكتيريا في كل مكان: في المسطحات المائية والهواء والتربة. يوجد عدد أقل منهم في الهواء (ولكن ليس في الأماكن المزدحمة). في مياه النهر يمكن أن يصل إلى 400000 لكل 1 سم 3، وفي التربة - ما يصل إلى 1000000000 لكل 1 جرام. لدى البكتيريا مواقف مختلفة تجاه الأكسجين: بالنسبة للبعض فهو ضروري، والبعض الآخر مدمر. بالنسبة لمعظم البكتيريا، تكون درجات الحرارة بين +4 و +40 درجة مئوية هي الأكثر ملاءمة. أشعة الشمس المباشرة تقتل العديد من البكتيريا.
توجد البكتيريا بأعداد كبيرة (يصل عدد أنواعها إلى 2500 نوع)، وتلعب البكتيريا دورًا مهمًا للغاية في العديد من العمليات الطبيعية. وتشارك مع الفطريات ولافقاريات التربة في عمليات تحلل بقايا النباتات (الأوراق المتساقطة والفروع وما إلى ذلك) إلى الدبال. يؤدي نشاط البكتيريا الرمية إلى تكوين الأملاح المعدنية التي تمتصها جذور النباتات. تتمتع البكتيريا العقيدية التي تعيش في أنسجة جذور العثة، وكذلك بعض البكتيريا التي تعيش بحرية، بقدرة رائعة على استيعاب النيتروجين الجوي، الذي لا يمكن للنباتات الوصول إليه. وهكذا تشارك البكتيريا في دورة المواد الموجودة في الطبيعة.
البكتيريا في التربة.عدد البكتيريا الموجودة في التربة كبير للغاية - مئات الملايين والمليارات من الأفراد لكل جرام. يوجد عدد منهم في التربة أكثر بكثير من الماء والهواء. يتغير العدد الإجمالي للبكتيريا في التربة. ويعتمد عدد البكتيريا على نوع التربة وحالتها وعمق طبقاتها. على سطح جزيئات التربة، توجد الكائنات الحية الدقيقة في مستعمرات صغيرة صغيرة (20-100 خلية لكل منها). غالبًا ما تتطور في سماكة جلطات المواد العضوية، على جذور النباتات الحية والمحتضرة، في الشعيرات الدموية الدقيقة والكتل الداخلية. النباتات الدقيقة في التربة متنوعة للغاية. توجد هنا مجموعات فسيولوجية مختلفة من البكتيريا: بكتيريا التعفن، والبكتيريا الآزوتية، والبكتيريا المثبتة للنيتروجين، وبكتيريا الكبريت، وما إلى ذلك. ومن بينها البكتيريا الهوائية واللاهوائية، والأشكال البوغية وغير البوغية. الميكروفلورا هي أحد العوامل في تكوين التربة. منطقة تطور الكائنات الحية الدقيقة في التربة هي المنطقة المجاورة لجذور النباتات الحية. يطلق عليه اسم منطقة الجذور، ويطلق على مجمل الكائنات الحية الدقيقة الموجودة فيه اسم النباتات الدقيقة في منطقة الجذور.
البكتيريا الدقيقة في المسطحات المائية.الماء بيئة طبيعية تتطور فيها الكائنات الحية الدقيقة بأعداد كبيرة. الجزء الأكبر منهم يدخل الماء من التربة. عامل يحدد عدد البكتيريا في الماء ووجود العناصر الغذائية فيه. وأنظف المياه تأتي من الآبار والينابيع الارتوازية. الخزانات والأنهار المفتوحة غنية جدًا بالبكتيريا. تم العثور على أكبر عدد من البكتيريا في الطبقات السطحية للمياه، بالقرب من الشاطئ. ومع ابتعادك عن الشاطئ وزيادة العمق، يتناقص عدد البكتيريا. تحتوي المياه النظيفة على 100-200 بكتيريا لكل مل، والمياه الملوثة تحتوي على 100-300 ألف أو أكثر. هناك العديد من البكتيريا في الحمأة السفلية، وخاصة في الطبقة السطحية، حيث تشكل البكتيريا فيلما. يحتوي هذا الفيلم على الكثير من بكتيريا الكبريت والحديد التي تعمل على أكسدة كبريتيد الهيدروجين إلى حمض الكبريتيك وبالتالي تمنع موت الأسماك. هناك أشكال أكثر حاملة للأبواغ في الطمي، في حين تسود الأشكال غير الحاملة للأبواغ في الماء. من حيث تكوين الأنواع، تشبه النباتات الدقيقة في الماء النباتات الدقيقة في التربة، ولكن هناك أيضًا أشكال محددة. من خلال تدمير النفايات المختلفة التي تدخل الماء، تنفذ الكائنات الحية الدقيقة تدريجيا ما يسمى بالتنقية البيولوجية للمياه.
البكتيريا الجوية.النباتات الدقيقة في الهواء أقل عددًا من النباتات الدقيقة في التربة والمياه. ترتفع البكتيريا إلى الهواء مع الغبار، ويمكن أن تبقى هناك لبعض الوقت، ثم تستقر على سطح الأرض وتموت بسبب نقص التغذية أو تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية. يعتمد عدد الكائنات الحية الدقيقة في الهواء على المنطقة الجغرافية، والتضاريس، والوقت من السنة، والتلوث الغباري، وما إلى ذلك. كل ذرة من الغبار هي حاملة للكائنات الحية الدقيقة. معظم البكتيريا موجودة في الهواء فوق المنشآت الصناعية. الهواء في المناطق الريفية أنظف. الهواء النظيف موجود فوق الغابات والجبال والمناطق الثلجية. تحتوي الطبقات العليا من الهواء على عدد أقل من الميكروبات. تحتوي البكتيريا الهوائية على العديد من البكتيريا المصبوغة والحاملة للأبواغ، والتي تكون أكثر مقاومة للأشعة فوق البنفسجية من غيرها.
الميكروفلورا في جسم الإنسان.إن جسم الإنسان، حتى لو كان يتمتع بصحة جيدة، هو دائمًا حامل للنباتات الدقيقة. عندما يتلامس جسم الإنسان مع الهواء والتربة، تستقر الكائنات الحية الدقيقة المختلفة، بما في ذلك الكائنات المسببة للأمراض (عصيات الكزاز، والغرغرينا الغازية، وما إلى ذلك) على الملابس والجلد. الأجزاء الأكثر تعرضًا في جسم الإنسان ملوثة. تم العثور على الإشريكية القولونية والمكورات العنقودية على اليدين. يوجد أكثر من 100 نوع من الميكروبات في تجويف الفم. يعد الفم بدرجة حرارته ورطوبته وبقايا العناصر الغذائية بيئة ممتازة لتطور الكائنات الحية الدقيقة. تتميز المعدة بتفاعل حمضي، فتموت غالبية الكائنات الحية الدقيقة الموجودة فيها. بدءا من الأمعاء الدقيقة، يصبح التفاعل قلويا، أي. مواتية للميكروبات. النباتات الدقيقة في الأمعاء الغليظة متنوعة للغاية. يفرز كل شخص بالغ حوالي 18 مليار بكتيريا يوميًا في البراز، أي. عدد الأفراد أكبر من عدد الأشخاص الموجودين على الكرة الأرضية. الأعضاء الداخلية غير المرتبطة بالبيئة الخارجية (الدماغ، القلب، الكبد، المثانة، إلخ) عادة ما تكون خالية من الميكروبات. تدخل الميكروبات إلى هذه الأعضاء فقط أثناء المرض.
أهمية البكتيريا في حياة الإنسان
تعتبر عمليات التخمير ذات أهمية كبيرة؛ وهذا ما يسمى عمومًا بتحلل الكربوهيدرات. لذلك، نتيجة التخمير، يتحول الحليب إلى الكفير وغيرها من المنتجات؛ Ensilage من الأعلاف هو أيضا التخمير. يحدث التخمر أيضًا في الأمعاء البشرية. وبدون البكتيريا المناسبة (على سبيل المثال، الإشريكية القولونية)، لا يمكن للأمعاء أن تعمل بشكل طبيعي. التعفن المفيد بطبيعته أمر غير مرغوب فيه للغاية في الحياة اليومية (على سبيل المثال، تلف منتجات اللحوم). التخمير (على سبيل المثال، اللبن الرائب) ليس مفيدًا دائمًا. ولمنع فساد الأطعمة، يتم تمليحها، وتجفيفها، وتعليبها، وحفظها في الثلاجات. وهذا يقلل من نشاط البكتيريا.
البكتيريا المسببة للأمراض
هناك بكتيريا مفيدة جدًا. يحتوي جسم كل شخص على ما يتراوح بين كيلوغرام ونصف إلى كيلوغرامين ونصف من هذه البكتيريا. وتسمى مجتمعات البكتيريا بالميكروبات، ويصل عددها إلى عدة ملايين. أنها تؤثر على الأداء الصحي والطبيعي للجسم. وبدونها، سيتم تدمير الجلد والجهاز الهضمي والجهاز التنفسي بواسطة الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض.
البكتيريا النافعة التي تعيش في الأمعاء
يعتمد الجهاز المناعي بأكمله في الجسم على الأداء الطبيعي للجهاز الهضمي. يتم تقليل عمليات الحماية ويتزعزع استقرار الجهاز المناعي في حالة انتهاك تكوين الكائنات الحية الدقيقة في الجسم. تخلق البكتيريا النافعة بيئة حمضية في الأمعاء، مما يضر بمسببات الأمراض. بالإضافة إلى ذلك، تساعد البكتيريا المفيدة على هضم وامتصاص الأطعمة النباتية التي لا تستطيع الإنزيمات المعوية التعامل معها بمفردها. وتشارك هذه البكتيريا في إنتاج الفيتامينات التي تدعم عمليات التمثيل الغذائي في الأنسجة الضامة، وتساعد على استخلاص الطاقة من الكربوهيدرات، وتنظيم نشاط الجهاز العصبي، وتعزيز إنتاج المستضدات.
عندما يتحدثون عن البكتيريا المعوية المفيدة، فإنهم يقصدون نوعين من البكتيريا - البيفيدوبكتريا والعصيات اللبنية، والتي تشكل من 5٪ إلى 15٪ من إجمالي عدد البكتيريا المعوية. نشاطهم مهم للغاية، لأن لديهم تأثير إيجابي على الكائنات الحية الدقيقة الأخرى وتثبيت البكتيريا المعوية. من المهم الحفاظ على عدد بكتيريا الحليب المخمر عن طريق تناول الكفير واللبن، مما سيعزز تكاثر وتقوية البكتيريا المعوية. من المهم للغاية تناول الأطعمة التي تحتوي على العصيات اللبنية لعلاج دسباقتريوز بعد تناول المضادات الحيوية. خلاف ذلك، من الصعب للغاية استعادة العمليات المناعية
الدرع البيولوجي
العديد من البكتيريا المفيدة تسكن الأنسجة الظهارية البشرية، الداخلية والخارجية. إنهم في طليعة الدفاع ويمنعون تغلغل الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض. وأهم هذه البكتيريا هي المكورات العنقودية والمكورات الدقيقة.
لقد تغيرت النباتات الدقيقة البشرية بشكل ملحوظ مع انتقالنا من الحياة الطبيعية إلى الحياة الحضرية، وكثيرًا ما نستخدم المنظفات. وبالتالي، فإن البكتيريا بين الإنسان الحديث والإنسان الذي عاش في الماضي تختلف اختلافًا كبيرًا. لقد تعلم الجسم التمييز بين الأنواع الخطرة وغير الخطرة، ولكن أي عقدية يمكن أن تسبب مرضا خطيرا إذا دخلت مجرى الدم. تجدر الإشارة إلى أن وجود فائض من البكتيريا على الجلد وفي الجهاز التنفسي يمكن أن يسبب أمراضًا مختلفة ورائحة كريهة. حتى الآن، تم تحديد الكائنات الحية الدقيقة الخاصة التي يمكنها أكسدة الأمونيوم. الاستخدام المنتظم للمستحضرات التي تحتوي على هذه البكتيريا يساهم في استعمار الجلد بكائنات جديدة، ونتيجة لذلك لا تختفي الأمراض والروائح الكريهة فحسب، بل تتغير أيضًا بنية الجلد، على سبيل المثال، فتح المسام.
تتغير النباتات الدقيقة لكل شخص بسرعة كبيرة اعتمادًا على الخصائص الفردية للجسم والبيئة التي يوجد فيها. ويمكن اعتبار ذلك إيجابيات وسلبيات، حيث أن عدد البكتيريا وتكوين أنواعها يمكن أن يتغير بشكل مستقل. الكائنات الحية الدقيقة المختلفة تتطلب مواد مختلفة. كلما كان طعام الشخص أكثر تنوعا، كلما كان مرتبطا بنطاق المنتجات الموسمية، كلما زادت الكائنات الحية الدقيقة المفيدة. ولكن إذا كان الطعام مشبعا بالمضادات الحيوية والمواد الحافظة والأصباغ الكيميائية المختلفة، فإن البكتيريا لا تستطيع تحمل مثل هذا الحمل وقد تموت. في هذه الحالة، تختفي كل من الكائنات المسببة للأمراض والمفيدة. ونتيجة لذلك، يتم تدمير البكتيريا البشرية، مما يؤدي إلى ظهور أمراض مختلفة.
ومع ذلك، يمكن مساعدة ميكروبات الجسم. وهذا لا يتطلب أشهرا طويلة وبضعة أيام فقط. اليوم، أنتج إنتاج التكنولوجيا الحيوية عددًا كبيرًا من البروبيوتيك، التي تحتوي على بكتيريا حية والبريبايوتكس - وهي منتجات تدعم النشاط الحيوي للبكتيريا. المشكلة الوحيدة هي أن هذه المواد تعمل بشكل مختلف بالنسبة لكل شخص. تشير الدراسات إلى أن استخدام هذه المنتجات لعلاج دسباقتريوز يمكن أن يحسن حالة الجسم بنسبة 80٪، أو قد لا يكون له أي تأثير على الإطلاق. بمجرد أن تبدأ المواد في العمل، سوف يشعر الشخص على الفور بتحسن في حالته. ومع ذلك، إذا لم يتغير الوضع، فمن المفيد تعديل نظام العلاج. هناك اختبارات خاصة تهدف إلى تحديد جينوم البكتيريا. فهي تساعد في تحديد الخيار الغذائي الضروري والعلاج البكتيري الإضافي لتحقيق توازن الكائنات الحية الدقيقة في الجسم.
في كثير من الأحيان، لا يشعر الشخص باضطراب في المناخ البكتيري، ولكن إذا كان هناك نعاس أو أمراض متكررة أو تفاعلات حساسية، فكل هذا يشير إلى دسباقتريوز. إن سكان المدن والمدن الكبرى معرضون بشكل خاص لمثل هذه الاضطرابات في البكتيريا الدقيقة في الجسم، وإذا لم يتم فعل أي شيء، فمن المؤكد أن المشاكل الصحية ستنشأ. تتأثر النباتات الدقيقة بشكل إيجابي بالأنظمة الغذائية السريعة، والصيام، والأطعمة الغنية بالخضروات، والحبوب الطبيعية والعصيدة، ومنتجات الألبان، وما إلى ذلك.
الكائنات الحية الدقيقة الضارة
ظهرت الكائنات الحية الدقيقة الأولى على الأرض منذ عدة مليارات من السنين. ومن خلال التطور، تمكنوا من تحسين وإتقان بيئات جديدة. الآن بدائيات النوى موجودة في كل مكان. وترجع الدرجة العالية من البقاء إلى وجود "الجينات القافزة" التي تحمل الإنجازات المكتسبة. الكائنات الحية الدقيقة قادرة على نقل هذه الجينات لبعضها البعض من جيل إلى جيل.
البكتيريا البشرية
الإنسان والبكتيريا موجودان بشكل لا ينفصلان مع بعضهما البعض. يمكن أن تسبب البروتوزوا فوائد وأضرارًا. من بين جميع البكتيريا المعروفة الموجودة على سطح وداخل جسم الإنسان، 99% منها مفيدة و1% فقط عبارة عن نباتات دقيقة مسببة للأمراض. إلا أن هذا الجزء الصغير هو الذي يسبب ضرراً كبيراً للصحة، وبالتالي فإن مجرد ذكر كلمة "بكتيريا" هو أمر سلبي. توجد الميكروبات في كل مكان: في المثانة والمهبل والجهاز التنفسي والأمعاء والأغشية المخاطية وما إلى ذلك. يتم الحفاظ على التوازن اللازم بواسطة بكتيريا خاصة توفر المناعة وتحمي جسم الإنسان من عمل مسببات الأمراض.
البكتيريا الضارة المحمولة جوا
وبما أن البيئة الهوائية ليست الموطن الطبيعي للبكتيريا، فإنها تبقى في الهواء مؤقتا، وتدخله من التربة، من النباتات والحيوانات. وتنتشر العدوى عن طريق الرذاذ المحمول جوا. هذه هي الطريقة التي يمكن أن تنتقل بها العدوى البكتيرية والفيروسية والطفيليات المختلفة والفطريات. تسبب هذه الكائنات الحية الدقيقة أمراضًا مثل جدري الماء والأنفلونزا والحمى القرمزية والسل والسعال الديكي والتهابات المكورات العقدية وما إلى ذلك.
البكتيريا الضارة في الماء
تعتبر البيئة المائية موطنًا جيدًا للبكتيريا المختلفة. هناك مليون ميكروب مختلف في سنتيمتر مكعب واحد. تدخل الميكروبات الضارة إلى المياه من المؤسسات الصناعية، والنفايات الزراعية، والانبعاثات الصادرة عن المستوطنات البشرية. تعتبر المياه الملوثة مصدرًا خطيرًا للكوليرا والدوسنتاريا والدفتيريا والحصبة وغيرها من الأمراض الخطيرة. وتجدر الإشارة إلى أن العوامل المسببة للكوليرا أو السل يمكن أن تبقى في البيئة المائية لفترة طويلة من الزمن.
بكتيريا التربة الضارة
التربة هي الموطن الطبيعي للبكتيريا. يوجد في الطبقة السطحية (30 سم) من هكتار واحد من الأرض حوالي 30 طنًا من الكائنات الحية الدقيقة. من بينها قد يكون من المفيد تحطيم بقايا النباتات إلى أحماض أمينية. وبالتالي، فإنها تأخذ دورا نشطا في عمليات الاضمحلال. ومع ذلك، فإن العديد من البكتيريا ضارة بالإنسان، على سبيل المثال، تؤثر على الطعام. لمنع التلف، من الضروري معالجة المنتجات بشكل خاص، على سبيل المثال، التعقيم أو التدخين أو التجميد أو التمليح. بعض الأنواع نشطة جدًا لدرجة أنها يمكنها مهاجمة الأطعمة المجمدة أو المملحة، مما يسبب أمراضًا خطيرة مثل التسمم الغذائي والكزاز وأنواع مختلفة من الغرغرينا والجمرة الخبيثة.
البكتيريا الضارة التي تلحق الضرر بالخشب
الكائنات الحية الدقيقة بشكل طبيعي، وذلك بفضل وجود إنزيمات خاصة، قادرة على تحلل ألياف السليلوز. وتشمل هذه النباتات الرخوة الفطر. ويمكن للبعض طلاء الخشب بألوان مختلفة، في حين يؤثر ذلك على المباني الخشبية، مما يساهم في تدميرها بسرعة. ينشط نشاط هذه الفطريات بشكل خاص في الهياكل الزراعية الخشبية.
البكتيريا الغذائية الضارة
تعتبر المنتجات التي تحتوي على بكتيريا ضارة مصادر خطيرة للمرض ويمكن أن تسبب أمراضًا مثل داء السلمونيلات والدوسنتاريا وحمى التيفوئيد والكوليرا وغيرها الكثير. على سبيل المثال، تسبب سموم التسمم الغذائي أضرارًا سمية شديدة للجسم، وتفسد بكتيريا حمض الزبدة الجبن ومنتجات الألبان، مما يؤدي إلى تدهورها وتكوين رائحة كريهة وتغير لونها. يتسبب عود الخل في إفساد المنتجات التي تحتوي على نسبة منخفضة من الكحول، مثل البيرة والنبيذ. تسبب المكورات الدقيقة تعفن البروتينات وظهور رائحة كريهة. ينتشر العفن على نطاق واسع، ويؤثر على منتجات البروتين والكربوهيدرات التي يصنعها الإنسان.