Duża bakteria. Bakteria

Krasnale i olbrzymy wśród bakterii

Bakterie to najmniejsze żywe organizmy i najpowszechniejsza forma życia na Ziemi. Zwykłe bakterie są około 10 razy mniejsze niż komórka ludzka. Ich rozmiar wynosi około 0,5 mikrona i można je zobaczyć tylko pod mikroskopem. Okazuje się jednak, że świat bakterii ma także swoje karły i olbrzymy. Za jednego z tych gigantów uważa się bakterię Epulopiscium fishelsoni, której rozmiar sięga pół milimetra! Oznacza to, że osiąga wielkość ziarenka piasku lub ziarenka soli i można go zobaczyć gołym okiem.

Przy pomocy pereł siarkowych natura znalazła niesamowite rozwiązanie problemu krytycznego rozmiaru: bakterie są puste w środku. Wewnątrz znajduje się ogromny pojemnik, 50 razy większy niż cytoplazma, żywa część komórki. Podobnie jak skórka pomarańczy, celuloza otacza żywą część jamy.

Bakterie zadomowiły się na świecie na wiele fantastycznych sposobów. Ze wszystkich stworzeń, często zapominane, jednokomórkowe są najskuteczniejsze, a mimo to ludzie często wykorzystują je do ponownej oceny siebie jako korony ewolucji. Bakterie żyją w ludzkich kamieniach nerkowych i jelitach robaków, w powietrzu, we wrzących gejzerach i lodzie Antarktydy. Niektóre przynoszą na cały świat cierpienia takie jak dżuma, cholera czy gruźlica, inne pomagają rosnąć roślinom lub ludziom trawić, jeszcze inne żywią się ropą, morza są zanieczyszczone, a niektóre są nawet odporne na silną radioaktywność.

Reprodukcja Epulopiscium

W Akademii Kornwalijskiej przeprowadzono badania w celu ustalenia przyczyn tak dużych rozmiarów. Jak się okazało, bakteria przechowuje 85 000 kopii DNA. Dla porównania, komórki ludzkie zawierają tylko 3 kopie. To urocze stworzenie żyje w przewodzie pokarmowym tropikalnej ryby rafowej Acanthurus nigrofuscus (ryba chirurgiczna).

Perła siarkowa odgrywa ważną rolę w naturalnym obiegu materii w Namibii i ta rola formalnie spowodowała jej gigantyzm. Żywi się związkami siarki występującymi w osadzie będącym ich domem. Aby strawić siarkę, bakterie, podobnie jak metabolizm zwierząt, zależą od tlenu - pilnie potrzebują azotanów. Ale tego nie ma we wrogim sosie, w którym żyje Thiomargarita namibiensis.

Ten dylemat nie złamał pierwotniaka, ale uczynił go olbrzymem: co kilka miesięcy, gdy burza uderza w morze, woda bogata w azotany na krótko penetruje bakterie w głębinach. Perła siarkowa może teraz przechowywać w swojej jamie cenny azotan, którego zużywa w dużych ilościach przez krótki czas; zarządza rezerwami jak nurek, który zabiera ze sobą sprężone powietrze w głębiny.

Typowe bakterie są bardzo małe i prymitywne, nie mają narządów i żywią się przez swoje błony. Składniki odżywcze są rozmieszczone równomiernie w całym organizmie bakterii, dlatego muszą być małe. Natomiast Epulopiscium kopiuje swoje DNA wielokrotnie, rozprowadza kopie równomiernie wzdłuż muszli i otrzymuje wystarczające odżywienie. Taka budowa daje mu możliwość natychmiastowego reagowania na bodźce zewnętrzne. Sposób, w jaki się dzieli, różni się także od innych bakterii. Jeśli zwykła bakteria po prostu podzieli się na pół, wówczas wyhoduje w sobie dwie komórki, które po jej śmierci po prostu wyjdą.

Ponieważ największa bakteria na Ziemi może również magazynować siarkę, może miesiącami bez jedzenia – pierzastej perły Namibii – a potem po prostu zatrzymać powietrze i poczekać na lepsze czasy. Dziś wiemy, że Namibijska Perła Siarkowa nie tylko ma wielu bliskich krewnych w innych obszarach morskich, ale także odgrywa ważną rolę ekologiczną: bakterie te mogą powodować powstawanie skał o wysokiej zawartości fosforu. Zmniejsza to ilość fosforanów w wodzie morskiej, tak że nie jest on już dostępny jako składnik odżywczy dla innych żywych istot.

Perła siarkowa z Namibii

Jednak nawet tak odległa od małej bakteria nie może się z nią równać największa bakteria na świecie, co jest brane pod uwagę Thiomargarita namibiensis, zwana także „namibijską perłą siarkową”, to Gram-ujemna bakteria morska odkryta w 1997 roku. Nie tylko składa się z jednej komórki, ale także nie ma szkieletu podporowego, podobnie jak eukarionty. Wymiary Thiomargarity sięgają 0,75-1 mm, co pozwala zobaczyć ją gołym okiem.

Zatem powstawanie tych skał przeciwdziała nadmiernemu wzbogacaniu oceanów w fosforany. Większość bakterii jest zwykle bardzo mała i można ją wykryć jedynie pod mikroskopem. Ale w kilku grupach bakterii pojawiły się gigantyczne formy. Są ponad setki razy większe od zwykłych bakterii i można je łatwo rozpoznać gołym okiem. Największe znane bakterie należą do grupy bakterii siarkowych. Bakterie te można rozpoznać po jasnoszarych wtrąceniach siarki, które powodują utlenianie bakterii siarkowych przez siarczek do siarki, a następnie siarczanowanie w celu wytworzenia energii.

W zależności od rodzaju metabolizmu Thiomargarita jest organizmem, który otrzymuje energię w wyniku reakcji redukcji-utleniania i może wykorzystywać azotany jako końcowy obiekt odbierający elektrony. Komórki perły siarkowej z Namibii są nieruchome, dlatego zawartość azotanów może się zmieniać. Thiomargarita może przechowywać azotany w wakuoli, która zajmuje około 98% całej komórki. Przy niskich stężeniach azotanów ich zawartość wykorzystywana jest do oddychania. Siarczki są utleniane przez azotany do siarki, która gromadzi się w wewnętrznym środowisku bakterii w postaci małych granulek, co wyjaśnia perłowy kolor Thiomargarity.

Aby to zrobić, używają tlenu lub azotanów. Oddychanie azotanami jest również przyczyną nietypowych rozmiarów. Komórki bakterii olbrzymich składają się głównie z dużych, otoczonych błoną wakuoli, w których mogą przechowywać azotany w wysokim stężeniu.

Gromadząc azotany do oddychania i siarkę jako źródło energii, gigantyczne bakterie mogą przetrwać długi czas w niesprzyjających warunkach zewnętrznych.

W obliczu Namibii dno morskie zawiera znacznie więcej siarczków niż w innych obszarach przybrzeżnych, co w oczywisty sposób przynosi korzyści temu gigantowi ze względu na odpowiadający mu duży zbiornik azotanów. Ponadto szczególnie miękkie dno morskie Namibii jest regularnie wzburzane w wyniku wybuchów metanu na dużą skalę. Od czasu odkrycia 14 lat temu bakteria zyskała rozgłos, została wpisana do Księgi Rekordów Guinnessa i umieszczona na znaczku Namibii.

Studium Thiomargarity

Przeprowadzone niedawno badania wykazały, że Thiomargarita namibiensis może nie być organizmem obligatoryjnym, ale fakultatywnym, pozyskującym energię bez obecności tlenu. Jest zdolna do oddychania tlenem, jeśli jest go wystarczająco dużo. Inną charakterystyczną cechą tej bakterii jest możliwość podziału palintomicznego, który zachodzi bez wzrostu wzrostu pośredniego. Proces ten wykorzystuje Thiomargarita namibiensis w warunkach stresowych spowodowanych głodem.

Oczywiście po odkryciu w Namibii poszukiwania tiomargarytu rozpoczęły się na innych obszarach morskich bogatych w siarczki i rzeczywiście bardzo podobne bakterie można było znaleźć gdzie indziej, ale nigdzie w takiej liczbie i w tak wielu różnych formach, jak u wybrzeży Namibii . Dopiero niedawno możliwe było genetyczne badanie tej różnorodności ekspresji. Ponadto odkryto dwa inne nieznane wcześniej rodzaje, obecnie nazwane Thiopilula i Thiophysa.

Bakterie siarkowe i obieg fosforu

Chociaż znaleziono go także na dnie morskim u wybrzeży Chile i Kostaryki, występuje tam jedynie jako samotna komora i nie produkuje typowych naszyjników z pereł, którym Tiomargarita zawdzięcza swoją nazwę.

W ogromnych komórkach bakterii siarkowych jest wystarczająco dużo miejsca do przechowywania substancji. Nie tylko siarka dostarczająca energię i azotany jako środek utleniający, ale także fosforany mogą gromadzić się w ogniwie jako rodzaj magazynu energii w postaci polifosforanu w dużych ilościach. Na obszarach przybrzeżnych, gdzie żyje szczególnie duża liczba bakterii siarkowych, tworzą się także skały o dużej zawartości fosforu, tzw. fosforyty.

Bakterię odkryła w osadach dennych spłaszczonego brzegu kontynentalnego, w pobliżu wybrzeża Namibii, przez Heide Schulz, niemiecką biolog i jej współpracowników w 1997 r., a w 2005 r. w zimnych obszarach dna Zatoki Meksykańskiej odkrył podobny szczep, co potwierdza szerokie rozpowszechnienie perły siarkowej z Namibii.

W starożytnych skałach pochodzących z obszarów morskich i przybrzeżnych często można znaleźć skamieniałości w kształcie bakterii siarkowych. Podsumowując, sugeruje to, że przez długi czas duże bakterie siarkowe mogą odgrywać bezpośrednią rolę w obiegu fosforu w morzu, co sprzyja tworzeniu się fosforytów. Powstaje teraz pytanie o warunki, w jakich powstają skały fosforytowe, ponieważ proces ten zmniejsza ilość rozpuszczonego fosforanu dostępnego w wodzie morskiej jako składnika odżywczego dla wszystkich żywych organizmów.

Victor Ostrovsky, Samogo.Net

Bakterie są pierwszymi „mieszkańcami” naszej planety. Te prymitywne, pozbawione jądra mikroorganizmy, z których większość składała się tylko z jednej komórki, dały później początek innym, bardziej złożonym formom życia. Naukowcy zbadali ponad dziesięć tysięcy ich gatunków, ale około miliona kolejnych pozostaje niezbadanych. Standardowy rozmiar przedstawiciela mikrokosmosu wynosi 0,5-5 mikronów, ale największa bakteria ma rozmiar ponad 700 mikronów.

Dlatego zwiększona produkcja fosforu oznacza w dłuższej perspektywie mniejszy wzrost wszystkich organizmów. W rzeczywistości wydaje się, że istnieje bezpośredni związek między powstawaniem fosforynów a dużymi bakteriami siarkowymi. Rezultatem jest bogaty w fosfor apatyt mineralny, który stanowi pierwszy krok w kierunku tworzenia fosforytów.

Dno morskie u wybrzeży Namibii jest tak bogate w fosforyty, że są one nawet przydatne jako surowce w przemyśle nawozowym. Podejrzewamy, że podobne mechanizmy dotyczą również tiomargarity.

Bakterie są najstarszą formą życia na Ziemi

Bakterie mogą mieć kształt kulisty, spiralny lub kulisty. Można je znaleźć wszędzie, gęsto zamieszkują wodę, glebę, środowiska kwaśne i źródła radioaktywne. Naukowcy znajdują żywe jednokomórkowe mikroorganizmy w warunkach wiecznej zmarzliny i podczas erupcji lawy z wulkanów. Można je zobaczyć pod mikroskopem, ale niektóre bakterie osiągają gigantyczne rozmiary, całkowicie zmieniając zrozumienie mikrokosmosu przez człowieka.

Nie wiadomo jeszcze, dlaczego siarczek powoduje uwalnianie fosforanów. W rzeczywistości jednak można zauważyć, że zarówno dzisiaj, jak i w całej historii Ziemi, fosforyty tworzyły się w dnach morskich o dużej zawartości siarczków. Dlatego podejrzewamy, że te i podobne bakterie odgrywają ważną rolę w cyklu fosforu w morzu i prawdopodobnie przyczyniły się do powstawania fosforytów w przeszłości geologicznej. Jakiej rady udziela ekspert ds. zdrowia, jeśli zadajemy jej pytania dotyczące tego, jak łatwo i niedrogo uniknąć rozwoju bakterii? „Mycie rąk” autorstwa dr Eckerleya, brytyjskiej higienistki.

W końcu patogeny szczególnie lubią się pojawiać i często pojawiają się w miejscach, w których się ich nie spodziewano. Nic dziwnego, że 65% wszystkich przeziębień, 50% wszystkich chorób biegunkowych i 80% wszystkich chorób żołądkowo-jelitowych związanych z jedzeniem pochodzi z czystych gospodarstw domowych. Nie w łazience, ale w kuchni. W większości gospodarstw domowych prawdopodobieństwo wykrycia bakterii kałowych jest 200 razy większe.

Thiomargarita namibiensis, Namibijska perła siarkowa, to nazwa największej bakterii znanej człowiekowi. Aby go zobaczyć, nie potrzeba mikroskopu, jego długość wynosi 750 mikronów. Giganta mikrokosmosu odkrył niemiecki naukowiec w wodach przydennych podczas wyprawy rosyjskim statkiem naukowym.

Epulopiscium fishelsoni żyje w jelitach chirurgów i ma długość 700 mikronów. Objętość tej bakterii jest 2000 razy większa od objętości mikroorganizmu o standardowej wielkości. Ten duży, jednokomórkowy organizm pierwotnie znaleziono w rybach chirurgicznych zamieszkujących Morze Czerwone, ale od tego czasu znaleziono go u innych gatunków ryb w obszarze Wielkiej Rafy Koralowej.
Krętki to bakterie o długich, spiralnych komórkach. Bardzo mobilny. Żyją w wodzie, glebie lub innym pożywce. Wiele krętków jest przyczyną poważnych chorób człowieka, inne zaś są saprofitami – rozkładają martwą materię organiczną. Bakterie te mogą urosnąć do długości 250 mikronów.
Sinice to najstarsze mikroorganizmy. Naukowcy odkryli produkty ich życiowej aktywności mające ponad 3,5 miliarda lat. Te jednokomórkowe organizmy są częścią planktonu oceanicznego i wytwarzają 20–40% tlenu na Ziemi. Spirulina jest suszona, mielona i dodawana do żywności. Fotosynteza tlenowa jest charakterystyczna dla glonów i roślin wyższych. Sinice to jedyne organizmy jednokomórkowe, które podczas fotosyntezy wytwarzają tlen. To właśnie dzięki cyjanobakteriom w ziemskiej atmosferze pojawiła się duża podaż tlenu. Szerokość komórek tych bakterii waha się od 0,5 do 100 mikronów.

Promieniowce żyją w jelitach większości bezkręgowców. Ich średnica wynosi 0,4-1,5 mikrona. Istnieją patogenne formy promieniowców, które żyją w płytce nazębnej i drogach oddechowych człowieka. Dzięki promieniowcom ludzie również odczuwają specyficzny „zapach deszczu”.
Beggiatoa alba. Proteobakterie tego rodzaju zamieszkują miejsca bogate w siarkę, świeże rzeki i morza. Rozmiar tych bakterii wynosi 10x50 mikronów.
Azotobacter ma średnicę 1-2 mikronów, żyje w środowiskach lekko zasadowych lub obojętnych, odgrywa ważną rolę w obiegu azotu, zwiększa żyzność gleby i stymuluje wzrost roślin.
Mycoplasma mycoides jest czynnikiem wywołującym choroby płuc u krów i kóz. Komórki te mają wielkość 0,25-0,75 mikrona. Bakterie nie mają twardej otoczki, przed środowiskiem zewnętrznym chroni je jedynie błona cytoplazmatyczna. Genom tego typu bakterii jest jednym z najprostszych.

Archaea nie są bakteriami, ale podobnie jak one składają się z jednej komórki. Te jednokomórkowe organizmy wyizolowano w pobliżu podwodnych źródeł termalnych, w szybach naftowych i pod lodową powierzchnią północnej Alaski. Archaea mają własną ewolucję rozwojową i różnią się od innych form życia niektórymi cechami biochemicznymi. Średni rozmiar archeonów wynosi 1 mikron.

Buduj swój układ odpornościowy - i oczyszczaj go regularnie

Dobra obrona immunologiczna odbywa się głównie w jelitach. Zatem dobra ochrona jelit odpowiada za nasze zdrowie. Dlatego wskazane jest odbudowanie flory jelitowej poprzez odpowiednią dietę. Dla pozostałych 20 proc. należy zapewnić warunki płynne i higieniczne. Do najbrudniejszych artykułów gospodarstwa domowego zaliczają się gąbki i szmaty kuchenne, deski do krojenia, blaty, odpływy, klamki i szczoteczki do zębów.

Wilgotny i ciepły klimat to idealny klimat do hodowli. Ponadto bakterie bardzo łatwo przenoszą się z miejsca na miejsce za pomocą tekstyliów. Najlepiej używać oddzielnych tekstyliów i często je wymieniać. Regularne suszenie: większość szczepów bakteryjnych nie może przetrwać w suchych warunkach. Dobra rada: Gąbki można dezynfekować, myjąc je w zmywarce.

Teoretycznie minimalny rozmiar mikroorganizmu jednokomórkowego wynosi 0,15-0,20 mikrona. Przy mniejszym rozmiarze komórka nie będzie w stanie odtworzyć własnego rodzaju, ponieważ nie pomieści biopolimerów w wymaganym składzie i ilości.

Rola bakterii w przyrodzie

W organizmie człowieka współistnieje ponad milion gatunków różnych jednokomórkowych mikroorganizmów. Niektóre z nich są niezwykle przydatne, inne mogą powodować nieodwracalne szkody dla zdrowia. Pierwszą „porcję” bakterii dziecko otrzymuje zaraz po urodzeniu – podczas przejścia przez kanał rodny matki oraz w pierwszych minutach po urodzeniu.

Nacięcia i pęknięcia w deskach stanowią dużą pożywkę dla bakterii. Ponownie uważaj, aby nie doszło do skażenia krzyżowego: nie używaj surowego mięsa ani surowych ryb bez odkażania. Aby utrzymać deskę do krojenia w całkowitej czystości, zalecamy użycie tego środka czyszczącego: Zmieszaj 1 łyżeczkę wybielacza chlorowego z 200 ml wody. Opróżnij deskę i pozostaw do wyschnięcia. Deski do krojenia można także myć w zmywarce.

Największe wyzwanie: Czyść powierzchnie robocze wyłącznie pozornie czystymi tekstyliami. Jeśli używasz tych samych brudnych ściereczek i gąbek kuchennych do różnych naczyń, zwiększa to ryzyko zarazków. Regularna dezynfekcja pomaga. Nawet dreny zapewniają bakteriom wilgotny klimat. Czyścisz je za pomocą sody lub sody oczyszczonej i szczoteczki do zębów. W ten sposób można łatwo usunąć plamy, uporczywy brud, a nawet zapachy. Śliwki można również regularnie peklować.

Jeśli dziecko rodzi się przez cesarskie cięcie, jego ciało jest zasiedlone przez niepowiązane ze sobą mikroorganizmy. W rezultacie spada jego naturalna odporność, a wzrasta ryzyko reakcji alergicznych. Do trzeciego roku życia większość mikrobiomu dziecka jest już dojrzała. Każdy człowiek ma swój własny, unikalny zestaw zamieszkujących go mikroorganizmów.

Z ręki do ręki: bakterie uwielbiają klamki. Jeśli penis nadal jest obolały, mini-szkodniki są jeszcze szczęśliwsze. Zwłaszcza w tym przypadku: regularnie myj ręce. W każdym razie należy unikać mydeł antybakteryjnych, ponieważ są to prawdziwe otoczki, które zabijają wszystkie szczepy bakterii. Naturalne mydło to zdrowsza alternatywa.

Różne szczepy bakterii

Należy zmieniać co trzy miesiące. Nie tylko ze względu na bakterie, ale także dlatego, że z biegiem czasu szczoteczki ulegają zniszczeniu. Pomimo całego opisanego „zamieszania domowego”: bakterie same w sobie nie są złe. Istnieją dobre i złe szczepy bakterii i większość ludzi z łatwością radzi sobie z obydwoma szczepami. Zwykłe gospodarstwa domowe są skolonizowane zdrową florą bakteryjną.

Bakterie są wykorzystywane przez człowieka do produkcji leków i żywności. Rozkładają związki organiczne, oczyszczając je i zamieniając brudne odpady w nieszkodliwą wodę. Mikroorganizmy glebowe wytwarzają związki azotu niezbędne do wzrostu roślin. Organizmy jednokomórkowe aktywnie przetwarzają materię organiczną i przeprowadzają obieg substancji w przyrodzie, co jest podstawą życia na naszej planecie.

Bakterie to najstarsza grupa organizmów występująca obecnie na Ziemi. Pierwsze bakterie pojawiły się prawdopodobnie ponad 3,5 miliarda lat temu i przez prawie miliard lat były jedynymi żywymi istotami na naszej planecie. Ponieważ byli to pierwsi przedstawiciele żywej natury, ich ciało miało prymitywną budowę.

Z biegiem czasu ich budowa stawała się coraz bardziej złożona, jednak do dziś bakterie uważane są za najbardziej prymitywne organizmy jednokomórkowe. Co ciekawe, niektóre bakterie nadal zachowują prymitywne cechy swoich starożytnych przodków. Obserwuje się to u bakterii żyjących w gorących źródłach siarkowych i beztlenowym błocie na dnie zbiorników.

Większość bakterii jest bezbarwna. Tylko nieliczne są fioletowe lub zielone. Ale kolonie wielu bakterii mają jasny kolor, co jest spowodowane uwolnieniem kolorowej substancji do środowiska lub pigmentacją komórek.

Odkrywcą świata bakterii był Antony Leeuwenhoek, holenderski przyrodnik z XVII wieku, który jako pierwszy stworzył doskonały mikroskop powiększający, powiększający przedmioty 160-270 razy.

Bakterie są klasyfikowane jako prokarioty i zaliczane do odrębnego królestwa – bakterii.

Figura

Bakterie to liczne i różnorodne organizmy. Różnią się kształtem.

Nazwa bakterii	Kształt bakterii	Obraz bakterii
Cocci		W kształcie kuli
Bakcyl		W kształcie pręta
Wibracja		W kształcie przecinka
Spirylla		Spirala
Streptokoki		Łańcuch ziarniaków
Gronkowiec		Skupiska ziarniaków
Diplokok		Dwie okrągłe bakterie zamknięte w jednej torebce śluzowej

Metody transportu

Wśród bakterii wyróżnia się formy mobilne i nieruchome. Ruchy poruszają się w wyniku skurczów przypominających fale lub za pomocą wici (skręconych spiralnych nici), które składają się ze specjalnego białka zwanego flageliną. Może występować jedna lub więcej wici. U niektórych bakterii znajdują się one na jednym końcu komórki, u innych na dwóch lub na całej powierzchni.

Ale ruch jest także nieodłączną cechą wielu innych bakterii, którym brakuje wici. W ten sposób bakterie pokryte na zewnątrz śluzem są zdolne do ruchu ślizgowego.

Niektóre bakterie wodne i glebowe pozbawione wici mają wakuole gazowe w cytoplazmie. W komórce może znajdować się 40-60 wakuoli. Każdy z nich wypełniony jest gazem (prawdopodobnie azotem). Regulując ilość gazu w wakuolach, bakterie wodne mogą zanurzyć się w słupie wody lub wydostać się na jego powierzchnię, a bakterie glebowe mogą przemieszczać się w kapilarach glebowych.

Siedlisko

Ze względu na prostotę organizacji i bezpretensjonalność bakterie są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Bakterie można znaleźć wszędzie: w kropli nawet najczystszej wody źródlanej, w ziarnach gleby, w powietrzu, na skałach, w polarnym śniegu, piaskach pustyni, na dnie oceanu, w ropie wydobywanej z dużych głębokości, a nawet w woda z gorących źródeł o temperaturze około 80°C. Żyją na roślinach, owocach, różnych zwierzętach oraz u ludzi w jelitach, jamie ustnej, kończynach i na powierzchni ciała.

Bakterie są najmniejszymi i najliczniejszymi żywymi stworzeniami. Dzięki swoim niewielkim rozmiarom z łatwością wnikają we wszelkie pęknięcia, szczeliny czy pory. Bardzo wytrzymały i przystosowany do różnych warunków życia. Tolerują suszenie, ekstremalne zimno i ogrzewanie do 90°C, nie tracąc przy tym swojej żywotności.

Praktycznie nie ma miejsca na Ziemi, gdzie nie występują bakterie, choć w zróżnicowanych ilościach. Warunki życia bakterii są zróżnicowane. Niektóre z nich wymagają tlenu atmosferycznego, inne go nie potrzebują i są w stanie żyć w środowisku beztlenowym.

W powietrzu: bakterie przedostają się do górnych warstw atmosfery na odległość do 30 km. i więcej.

Szczególnie dużo jest ich w glebie. 1 g gleby może zawierać setki milionów bakterii.

W wodzie: w powierzchniowych warstwach wody w zbiornikach otwartych. Pożyteczne bakterie wodne mineralizują pozostałości organiczne.

W organizmach żywych: bakterie chorobotwórcze dostają się do organizmu ze środowiska zewnętrznego, ale tylko w sprzyjających warunkach powodują choroby. Symbiotyki żyją w narządach trawiennych, pomagając rozkładać i wchłaniać pokarm oraz syntetyzować witaminy.

Struktura zewnętrzna

Komórka bakteryjna pokryta jest specjalną gęstą otoczką – ścianą komórkową, która pełni funkcje ochronne i podporowe, a także nadaje bakterii trwały, charakterystyczny kształt. Ściana komórkowa bakterii przypomina ścianę komórki roślinnej. Jest przepuszczalny: przez niego składniki odżywcze swobodnie przedostają się do komórki, a produkty przemiany materii wychodzą do środowiska. Często bakterie wytwarzają dodatkową warstwę ochronną śluzu na ścianie komórkowej - kapsułkę. Grubość kapsułki może być wielokrotnie większa niż średnica samej komórki, ale może być również bardzo mała. Kapsuła nie jest istotną częścią komórki, powstaje w zależności od warunków, w jakich znajdują się bakterie. Chroni bakterie przed wysychaniem.

Na powierzchni niektórych bakterii występują długie wici (jedna, dwie lub wiele) lub krótkie, cienkie kosmki. Długość wici może być wielokrotnie większa niż wielkość ciała bakterii. Bakterie poruszają się za pomocą wici i kosmków.

Struktura wewnętrzna

Wewnątrz komórki bakteryjnej znajduje się gęsta, nieruchoma cytoplazma. Ma strukturę warstwową, nie ma wakuoli, dlatego w samej substancji cytoplazmy znajdują się różne białka (enzymy) i rezerwowe składniki odżywcze. Komórki bakteryjne nie mają jądra. Substancja niosąca informację dziedziczną koncentruje się w centralnej części ich komórki. Bakterie, - kwas nukleinowy - DNA. Ale ta substancja nie tworzy się w jądrze.

Wewnętrzna organizacja komórki bakteryjnej jest złożona i ma swoje specyficzne cechy. Cytoplazma jest oddzielona od ściany komórkowej błoną cytoplazmatyczną. W cytoplazmie znajduje się główna substancja lub macierz, rybosomy i niewielka liczba struktur błonowych, które pełnią różnorodne funkcje (analogi mitochondriów, retikulum endoplazmatycznego, aparatu Golgiego). Cytoplazma komórek bakteryjnych często zawiera granulki o różnych kształtach i rozmiarach. Granulki mogą składać się ze związków, które służą jako źródło energii i węgla. Krople tłuszczu znajdują się także w komórce bakteryjnej.

W centralnej części komórki zlokalizowana jest substancja jądrowa - DNA, która nie jest oddzielona od cytoplazmy błoną. Jest to analog jądra - nukleoid. Nukleoid nie ma błony, jąderka ani zestawu chromosomów.

Metody jedzenia

Bakterie mają różne metody żywienia. Wśród nich są autotrofy i heterotrofy. Autotrofy to organizmy zdolne do samodzielnego wytwarzania substancji organicznych do odżywiania.

Rośliny potrzebują azotu, ale same nie mogą pobierać azotu z powietrza. Niektóre bakterie łączą cząsteczki azotu w powietrzu z innymi cząsteczkami, w wyniku czego powstają substancje dostępne dla roślin.

Bakterie te osadzają się w komórkach młodych korzeni, co prowadzi do powstawania zgrubień na korzeniach, zwanych guzkami. Takie guzki tworzą się na korzeniach roślin z rodziny strączkowych i niektórych innych roślin.

Korzenie dostarczają bakteriom węglowodanów, a bakterie korzeniom substancji zawierających azot, które mogą zostać wchłonięte przez roślinę. Ich wspólne pożycie przynosi obopólne korzyści.

Korzenie roślin wydzielają wiele substancji organicznych (cukrów, aminokwasów i innych), którymi żywią się bakterie. Dlatego szczególnie wiele bakterii osadza się w warstwie gleby otaczającej korzenie. Bakterie te przekształcają martwe resztki roślin w substancje dostępne dla roślin. Ta warstwa gleby nazywa się ryzosferą.

Istnieje kilka hipotez dotyczących przenikania bakterii guzkowych do tkanki korzenia:

poprzez uszkodzenie tkanki naskórka i kory;
przez włośniki;
tylko przez młodą błonę komórkową;
dzięki bakteriom towarzyszącym wytwarzającym enzymy pektynolityczne;
poprzez stymulację syntezy kwasu B-indolooctowego z tryptofanu, zawsze obecnego w wydzielinach korzeni roślin.

Proces wprowadzania bakterii guzkowych do tkanki korzenia składa się z dwóch faz:

infekcja włośników;
proces powstawania guzków.

W większości przypadków atakująca komórka aktywnie się namnaża, tworzy tzw. nici infekcyjne i w postaci takich nici przedostaje się do tkanki roślinnej. Bakterie guzkowe wychodzące z nici infekcyjnej nadal namnażają się w tkance żywiciela.

Komórki roślinne wypełnione szybko namnażającymi się komórkami bakterii guzkowych zaczynają się szybko dzielić. Połączenie młodego guzka z korzeniem rośliny strączkowej odbywa się dzięki wiązkom naczyniowo-włóknistym. W okresie funkcjonowania guzki są zwykle gęste. Do czasu osiągnięcia optymalnej aktywności guzki przybierają różowy kolor (dzięki pigmentowi leghemoglobiny). Tylko te bakterie, które zawierają leghemoglobinę, są zdolne do wiązania azotu.

Bakterie brodawkowe wytwarzają dziesiątki i setki kilogramów nawozu azotowego na hektar gleby.

Metabolizm

Bakterie różnią się między sobą metabolizmem. U niektórych zachodzi przy udziale tlenu, u innych – bez niego.

Większość bakterii żywi się gotowymi substancjami organicznymi. Tylko nieliczne z nich (niebiesko-zielone lub sinice) są zdolne do tworzenia substancji organicznych z nieorganicznych. Odegrały ważną rolę w akumulacji tlenu w atmosferze ziemskiej.

Bakterie absorbują substancje z zewnątrz, rozrywają swoje cząsteczki na kawałki, składają z tych części otoczkę i uzupełniają ich zawartość (w ten sposób rosną) i wyrzucają niepotrzebne cząsteczki. Otoczka i błona bakterii pozwalają jej wchłonąć tylko niezbędne substancje.

Gdyby otoczka i błona bakterii były całkowicie nieprzepuszczalne, do komórki nie dostałyby się żadne substancje. Gdyby były przepuszczalne dla wszystkich substancji, zawartość komórki mieszałaby się z pożywką – roztworem, w którym żyje bakteria. Aby przetrwać, bakterie potrzebują otoczki, która umożliwia przedostanie się niezbędnych substancji, ale nie substancji niepotrzebnych.

Bakteria wchłania znajdujące się w jej pobliżu składniki odżywcze. Co się potem dzieje? Jeśli potrafi poruszać się samodzielnie (poruszając wicią lub odpychając śluz), to porusza się, aż znajdzie potrzebne substancje.

Jeśli nie może się poruszać, czeka, aż dyfuzja (zdolność cząsteczek jednej substancji do wnikania w gąszcz cząsteczek innej substancji) sprowadzi do niego niezbędne cząsteczki.

Bakterie wraz z innymi grupami mikroorganizmów wykonują ogromną pracę chemiczną. Przekształcając różne związki, otrzymują energię i składniki odżywcze niezbędne do życia. Procesy metaboliczne, sposoby pozyskiwania energii i zapotrzebowanie na materiały do budowy substancji ich ciał są u bakterii zróżnicowane.

Inne bakterie zaspokajają całe swoje zapotrzebowanie na węgiel niezbędny do syntezy substancji organicznych w organizmie kosztem związków nieorganicznych. Nazywa się je autotrofami. Bakterie autotroficzne potrafią syntetyzować substancje organiczne z nieorganicznych. Wśród nich są:

Chemosynteza

Wykorzystanie energii promienistej jest najważniejszym, ale nie jedynym sposobem wytworzenia materii organicznej z dwutlenku węgla i wody. Wiadomo, że bakterie do takiej syntezy jako źródło energii wykorzystują nie światło słoneczne, ale energię wiązań chemicznych zachodzących w komórkach organizmów podczas utleniania niektórych związków nieorganicznych - siarkowodoru, siarki, amoniaku, wodoru, kwasu azotowego, związków żelaza żelazo i mangan. Wykorzystują materię organiczną powstałą przy użyciu tej energii chemicznej do budowy komórek swojego ciała. Dlatego proces ten nazywa się chemosyntezą.

Najważniejszą grupą mikroorganizmów chemosyntetycznych są bakterie nitryfikacyjne. Bakterie te żyją w glebie i utleniają amoniak powstający podczas rozkładu pozostałości organicznych do kwasu azotowego. Ten ostatni reaguje ze związkami mineralnymi gleby, zamieniając się w sole kwasu azotowego. Proces ten odbywa się w dwóch fazach.

Bakterie żelazne przekształcają żelazo żelazne w żelazo tlenkowe. Powstały wodorotlenek żelaza osadza się i tworzy tzw. rudę darniową.

Niektóre mikroorganizmy istnieją w wyniku utleniania wodoru cząsteczkowego, zapewniając w ten sposób autotroficzną metodę odżywiania.

Charakterystyczną cechą bakterii wodorowych jest zdolność do przejścia na heterotroficzny tryb życia, gdy zapewnione są im związki organiczne i brak wodoru.

Zatem chemoautotrofy są typowymi autotrofami, ponieważ niezależnie syntetyzują niezbędne związki organiczne z substancji nieorganicznych i nie pobierają ich w postaci gotowej od innych organizmów, takich jak heterotrofy. Bakterie chemoautotroficzne różnią się od roślin fototroficznych całkowitą niezależnością od światła jako źródła energii.

Fotosynteza bakteryjna

Niektóre bakterie siarkowe zawierające pigmenty (fioletowe, zielone), zawierające specyficzne pigmenty - bakteriochlorofile, są w stanie absorbować energię słoneczną, za pomocą której siarkowodór w ich ciałach rozkłada się i uwalnia atomy wodoru w celu przywrócenia odpowiednich związków. Proces ten ma wiele wspólnego z fotosyntezą, a różni się jedynie tym, że u bakterii fioletowych i zielonych donorem wodoru jest siarkowodór (czasami kwasy karboksylowe), a u roślin zielonych jest to woda. W obu przypadkach separacja i transfer wodoru odbywa się dzięki energii pochłoniętych promieni słonecznych.

Ta fotosynteza bakteryjna, która zachodzi bez uwalniania tlenu, nazywa się fotoredukcją. Fotoredukcja dwutlenku węgla wiąże się z przeniesieniem wodoru nie z wody, ale z siarkowodoru:

6СО 2 +12Н 2 S+hv → С6Н 12 О 6 +12S=6Н 2 О

Biologiczne znaczenie chemosyntezy i fotosyntezy bakteryjnej w skali planetarnej jest stosunkowo niewielkie. Jedynie bakterie chemosyntetyzujące odgrywają znaczącą rolę w procesie obiegu siarki w przyrodzie. Wchłaniana przez rośliny zielone w postaci soli kwasu siarkowego, siarka ulega redukcji i staje się częścią cząsteczek białka. Co więcej, gdy martwe szczątki roślin i zwierząt zostaną zniszczone przez bakterie gnilne, siarka uwalnia się w postaci siarkowodoru, który jest utleniany przez bakterie siarkowe do wolnej siarki (lub kwasu siarkowego), tworząc w glebie siarczyny dostępne dla roślin. Bakterie chemo- i fotoautotroficzne są niezbędne w cyklu azotu i siarki.

Sporulacja

Zarodniki tworzą się wewnątrz komórki bakteryjnej. W procesie sporulacji komórka bakteryjna przechodzi szereg procesów biochemicznych. Zmniejsza się w nim ilość wolnej wody i zmniejsza się aktywność enzymatyczna. Zapewnia to odporność zarodników na niekorzystne warunki środowiskowe (wysoka temperatura, wysokie stężenie soli, suszenie itp.). Sporulacja jest charakterystyczna tylko dla niewielkiej grupy bakterii.

Zarodniki są opcjonalnym etapem cyklu życiowego bakterii. Sporulacja rozpoczyna się dopiero w przypadku braku składników odżywczych lub gromadzenia się produktów przemiany materii. Bakterie w postaci zarodników mogą pozostawać w stanie uśpienia przez długi czas. Zarodniki bakterii mogą wytrzymać długotrwałe gotowanie i bardzo długie zamrażanie. Gdy zaistnieją sprzyjające warunki, zarodnik kiełkuje i staje się żywotny. Zarodniki bakterii są przystosowaniem do przetrwania w niesprzyjających warunkach.

Reprodukcja

Bakterie rozmnażają się, dzieląc jedną komórkę na dwie. Po osiągnięciu określonej wielkości bakteria dzieli się na dwie identyczne bakterie. Następnie każdy z nich zaczyna żerować, rośnie, dzieli się i tak dalej.

Po wydłużeniu komórek stopniowo tworzy się przegroda poprzeczna, a następnie komórki potomne oddzielają się; U wielu bakterii w określonych warunkach komórki po podziale pozostają połączone w charakterystyczne grupy. W tym przypadku w zależności od kierunku płaszczyzny podziału i liczby podziałów powstają różne kształty. Rozmnażanie przez pączkowanie występuje u bakterii jako wyjątek.

W sprzyjających warunkach podział komórek u wielu bakterii następuje co 20-30 minut. Przy tak szybkiej reprodukcji potomstwo jednej bakterii w ciągu 5 dni jest w stanie uformować masę, która może wypełnić wszystkie morza i oceany. Z prostych obliczeń wynika, że dziennie mogą powstać 72 pokolenia (720 000 000 000 000 000 000 komórek). W przeliczeniu na masę - 4720 ton. Jednak w naturze tak się nie dzieje, gdyż większość bakterii szybko ginie pod wpływem światła słonecznego, suszenia, braku pożywienia, ogrzewania do 65-100°C, w wyniku walki między gatunkami itp.

Bakteria (1) po wchłonięciu wystarczającej ilości pożywienia zwiększa swój rozmiar (2) i zaczyna przygotowywać się do rozmnażania (podziału komórki). Jej DNA (w bakterii cząsteczka DNA jest zamknięta w pierścieniu) podwaja się (bakteria wytwarza kopię tej cząsteczki). Obie cząsteczki DNA (3,4) przyczepiają się do ściany bakterii i w miarę wydłużania się bakterii oddalają się od nich (5,6). Najpierw dzieli się nukleotyd, potem cytoplazma.

Po rozbieżności dwóch cząsteczek DNA na bakterii pojawia się zwężenie, które stopniowo dzieli organizm bakterii na dwie części, z których każda zawiera cząsteczkę DNA (7).

Zdarza się (u Bacillus subtilis), że dwie bakterie sklejają się ze sobą i tworzy się pomiędzy nimi most (1,2).

Skoczek transportuje DNA z jednej bakterii do drugiej (3). W jednej bakterii cząsteczki DNA przeplatają się, w niektórych miejscach sklejają (4), a następnie wymieniają odcinki (5).

Rola bakterii w przyrodzie

wir

Bakterie są najważniejszym ogniwem w ogólnym cyklu substancji w przyrodzie. Rośliny tworzą złożone substancje organiczne z dwutlenku węgla, wody i soli mineralnych znajdujących się w glebie. Substancje te wracają do gleby wraz z martwymi grzybami, roślinami i zwłokami zwierząt. Bakterie rozkładają złożone substancje na proste, które następnie są wykorzystywane przez rośliny.

Bakterie niszczą złożone substancje organiczne martwych roślin i zwłok zwierząt, wydaliny organizmów żywych i różne odpady. Żywiąc się tymi substancjami organicznymi, saprofityczne bakterie rozkładu zamieniają je w humus. To swego rodzaju sanitariusze naszej planety. W ten sposób bakterie aktywnie uczestniczą w cyklu substancji w przyrodzie.

Tworzenie gleby

Ponieważ bakterie są rozmieszczone niemal wszędzie i występują w ogromnych ilościach, w dużej mierze determinują różnorodne procesy zachodzące w przyrodzie. Jesienią opadają liście drzew i krzewów, zamierają nadziemne pędy traw, opadają stare gałęzie, a od czasu do czasu opadają pnie starych drzew. Wszystko to stopniowo zamienia się w humus. W 1 cm3. Powierzchniowa warstwa gleby leśnej zawiera setki milionów saprofitycznych bakterii glebowych kilku gatunków. Bakterie te przekształcają próchnicę w różne minerały, które mogą być wchłaniane z gleby przez korzenie roślin.

Niektóre bakterie glebowe potrafią pobierać azot z powietrza, wykorzystując go w procesach życiowych. Te bakterie wiążące azot żyją niezależnie lub osiedlają się w korzeniach roślin strączkowych. Bakterie te po wniknięciu do korzeni roślin strączkowych powodują wzrost komórek korzeni i powstawanie na nich guzków.

Bakterie te wytwarzają związki azotu wykorzystywane przez rośliny. Bakterie pozyskują z roślin węglowodany i sole mineralne. Zatem istnieje ścisły związek między rośliną strączkową a bakteriami brodawkowymi, co jest korzystne zarówno dla jednego, jak i drugiego organizmu. Zjawisko to nazywa się symbiozą.

Dzięki symbiozie z bakteriami brodawkowymi rośliny strączkowe wzbogacają glebę w azot, przyczyniając się do zwiększenia plonów.

Dystrybucja w przyrodzie

Mikroorganizmy są wszechobecne. Jedynymi wyjątkami są kratery aktywnych wulkanów i małe obszary w epicentrach eksplodowanych bomb atomowych. Ani niskie temperatury Antarktydy, ani wrzące strumienie gejzerów, ani nasycone roztwory soli w basenach solnych, ani silne nasłonecznienie szczytów górskich, ani ostre napromieniowanie reaktorów jądrowych nie zakłócają istnienia i rozwoju mikroflory. Wszystkie żywe istoty stale wchodzą w interakcję z mikroorganizmami, często będąc nie tylko ich magazynami, ale także ich dystrybutorami. Mikroorganizmy są mieszkańcami naszej planety i aktywnie eksplorują najbardziej niesamowite naturalne substraty.

Mikroflora gleby

Liczba bakterii w glebie jest niezwykle duża – setki milionów i miliardów osobników na gram. W glebie jest ich znacznie więcej niż w wodzie i powietrzu. Zmienia się całkowita liczba bakterii w glebie. Liczba bakterii zależy od rodzaju gleby, jej stanu i głębokości warstw.

Na powierzchni cząstek gleby mikroorganizmy gromadzą się w małych mikrokoloniach (po 20–100 komórek). Często rozwijają się w grubości skrzepów materii organicznej, na żywych i obumierających korzeniach roślin, w cienkich kapilarach i wewnątrz grudek.

Mikroflora glebowa jest bardzo zróżnicowana. Występują tu różne fizjologiczne grupy bakterii: bakterie gnilne, bakterie nitryfikacyjne, bakterie wiążące azot, bakterie siarkowe itp. Wśród nich są bakterie tlenowe i beztlenowe, formy zarodnikowe i niezarodnikowe. Mikroflora jest jednym z czynników tworzących glebę.

Obszarem rozwoju mikroorganizmów w glebie jest strefa sąsiadująca z korzeniami żywych roślin. Nazywa się to ryzosferą, a całość zawartych w niej mikroorganizmów nazywa się mikroflorą ryzosfery.

Mikroflora zbiorników wodnych

Woda jest naturalnym środowiskiem, w którym rozwijają się licznie mikroorganizmy. Większość z nich przedostaje się do wody z gleby. Czynnik decydujący o liczbie bakterii w wodzie i obecności w niej składników odżywczych. Najczystsza woda pochodzi ze studni artezyjskich i źródeł. Otwarte zbiorniki i rzeki są bardzo bogate w bakterie. Najwięcej bakterii występuje w powierzchniowych warstwach wody, bliżej brzegu. W miarę oddalania się od brzegu i zwiększania głębokości liczba bakterii maleje.

Czysta woda zawiera 100-200 bakterii na ml, a zanieczyszczona woda zawiera 100-300 tysięcy i więcej. W osadzie dennym znajduje się wiele bakterii, zwłaszcza w warstwie powierzchniowej, gdzie bakterie tworzą film. Film ten zawiera dużo bakterii siarkowych i żelaznych, które utleniają siarkowodór do kwasu siarkowego, zapobiegając w ten sposób umieraniu ryb. W mule występuje więcej form zarodnikotwórczych, natomiast w wodzie dominują formy niezarodnikowe.

Mikroflora wodna pod względem składu gatunkowego jest podobna do mikroflory glebowej, ale występują też formy specyficzne. Niszcząc różne odpady dostające się do wody, mikroorganizmy stopniowo dokonują tzw. biologicznego oczyszczania wody.

Mikroflora powietrza

Mikroflora powietrza jest mniej liczna niż mikroflora gleby i wody. Bakterie wraz z pyłem unoszą się w powietrzu, mogą tam pozostać przez pewien czas, a następnie osadzić się na powierzchni ziemi i ginąć z powodu braku pożywienia lub pod wpływem promieni ultrafioletowych. Liczba mikroorganizmów w powietrzu zależy od strefy geograficznej, ukształtowania terenu, pory roku, zanieczyszczenia pyłem itp. Każda cząstka kurzu jest nośnikiem mikroorganizmów. Większość bakterii znajduje się w powietrzu nad przedsiębiorstwami przemysłowymi. Powietrze na obszarach wiejskich jest czystsze. Najczystsze powietrze panuje nad lasami, górami i obszarami zaśnieżonymi. Górne warstwy powietrza zawierają mniej drobnoustrojów. Mikroflora powietrza zawiera wiele bakterii pigmentowanych i zarodnikowych, które są bardziej odporne na działanie promieni ultrafioletowych niż inne.

Mikroflora organizmu człowieka

Organizm ludzki, nawet całkowicie zdrowy, jest zawsze nośnikiem mikroflory. Kiedy organizm ludzki ma kontakt z powietrzem i glebą, na odzieży i skórze osadzają się różne mikroorganizmy, w tym chorobotwórcze (pałeczki tężca, zgorzel gazowa itp.). Zanieczyszczone są najczęściej narażone części ciała człowieka. Na rękach znajdują się E. coli i gronkowce. W jamie ustnej żyje ponad 100 rodzajów drobnoustrojów. Jama ustna ze swoją temperaturą, wilgotnością i pozostałościami składników odżywczych jest doskonałym środowiskiem do rozwoju mikroorganizmów.

Żołądek ma odczyn kwaśny, więc większość znajdujących się w nim mikroorganizmów umiera. Począwszy od jelita cienkiego, odczyn staje się zasadowy, tj. korzystne dla drobnoustrojów. Mikroflora w jelicie grubym jest bardzo zróżnicowana. Każdy dorosły człowiek wydala dziennie w odchodach około 18 miliardów bakterii, tj. więcej osób niż ludzi na świecie.

Narządy wewnętrzne, które nie są połączone ze środowiskiem zewnętrznym (mózg, serce, wątroba, pęcherz itp.), są zwykle wolne od drobnoustrojów. Drobnoustroje dostają się do tych narządów dopiero w czasie choroby.

Bakterie w obiegu substancji

Mikroorganizmy w ogóle, a bakterie w szczególności odgrywają dużą rolę w biologicznie ważnych cyklach substancji na Ziemi, dokonując przemian chemicznych całkowicie niedostępnych ani dla roślin, ani dla zwierząt. Różne etapy cyklu pierwiastków przeprowadzane są przez organizmy różnych typów. Istnienie poszczególnych grup organizmów zależy od przemian chemicznych pierwiastków przeprowadzanych przez inne grupy.

Cykl azotowy

Cykliczne przemiany związków azotowych odgrywają podstawową rolę w dostarczaniu niezbędnych form azotu organizmom biosfery o różnych potrzebach żywieniowych. Ponad 90% całkowitego wiązania azotu wynika z aktywności metabolicznej niektórych bakterii.

Obieg węgla

Biologiczna przemiana węgla organicznego w dwutlenek węgla, której towarzyszy redukcja tlenu cząsteczkowego, wymaga wspólnej aktywności metabolicznej różnych mikroorganizmów. Wiele bakterii tlenowych przeprowadza całkowite utlenianie substancji organicznych. W warunkach tlenowych związki organiczne są początkowo rozkładane w procesie fermentacji, a organiczne produkty końcowe fermentacji są dalej utleniane w procesie oddychania beztlenowego, jeśli obecne są nieorganiczne akceptory wodoru (azotany, siarczany lub CO2).

Cykl siarkowy

Siarka jest dostępna dla organizmów żywych głównie w postaci rozpuszczalnych siarczanów lub zredukowanych organicznych związków siarki.

Cykl żelaza

Niektóre zbiorniki słodkowodne zawierają wysokie stężenia zredukowanych soli żelaza. W takich miejscach rozwija się specyficzna mikroflora bakteryjna – bakterie żelazowe, które utleniają zredukowane żelazo. Biorą udział w powstawaniu rud darniowych i źródeł wód bogatych w sole żelaza.

Bakterie to najstarsze organizmy, które pojawiły się w Archaiku około 3,5 miliarda lat temu. Przez około 2,5 miliarda lat dominowały na Ziemi, tworząc biosferę i brały udział w tworzeniu atmosfery tlenowej.

Bakterie są jednymi z żywych organizmów o najprostszej strukturze (z wyjątkiem wirusów). Uważa się, że są to pierwsze organizmy, które pojawiły się na Ziemi.

Życie na naszej planecie zaczęło się od bakterii. Naukowcy uważają, że na tym wszystko się kończy. Jest żart, że kiedy kosmici badali Ziemię, nie mogli zrozumieć, kto jest jej prawdziwym właścicielem - osobą czy Bacillus. Najciekawsze fakty na temat bakterii wybraliśmy poniżej.

Bakteria to odrębny organizm, który rozmnaża się przez podział. Im bardziej sprzyjające siedlisko, tym szybciej się ono dzieli. Te mikroorganizmy żyją we wszystkich żywych istotach, a także w wodzie, jedzeniu, zgniłych drzewach i roślinach.

Lista nie ogranicza się do tego. Pałeczki dobrze przeżywają na przedmiotach dotykanych przez człowieka. Na przykład na poręczy w transporcie publicznym, na uchwycie lodówki, na czubku ołówka. Interesujące fakty na temat bakterii odkryto niedawno na Uniwersytecie w Arizonie. Z ich obserwacji wynika, że na Marsie żyją „śpiące” mikroorganizmy. Naukowcy są przekonani, że jest to jeden z dowodów na istnienie życia na innych planetach, a ponadto ich zdaniem na Ziemi można „ożywić” obce bakterie.

Mikroorganizm został po raz pierwszy zbadany pod mikroskopem optycznym przez holenderskiego naukowca Antoniusa van Leeuwenhoeka pod koniec XVII wieku. Obecnie znanych jest około dwóch tysięcy gatunków prątków. Wszystkie można podzielić na:

szkodliwy;
użyteczne;
neutralny.

Jednocześnie szkodliwe zwykle walczą z pożytecznymi i neutralnymi. Jest to jeden z najczęstszych powodów, dla których dana osoba choruje.

Najciekawsze fakty

Ogólnie rzecz biorąc, organizmy jednokomórkowe uczestniczą we wszystkich procesach życiowych.

Bakterie i ludzie

Od urodzenia człowiek wkracza w świat pełen różnorodnych mikroorganizmów. Niektóre pomagają mu przetrwać, inne powodują infekcje i choroby.

Najciekawsze ciekawostki na temat bakterii i ludzi:

Okazuje się, że Bacillus może albo całkowicie wyleczyć człowieka, albo zniszczyć nasz gatunek. Obecnie toksyny bakteryjne już istnieją.

W jaki sposób bakterie pomogły nam przetrwać?

Oto kilka bardziej interesujących faktów na temat bakterii, które przynoszą korzyści ludziom:

niektóre rodzaje prątków chronią ludzi przed alergiami;
za pomocą bakterii można pozbyć się odpadów niebezpiecznych (na przykład produktów naftowych);
Bez mikroorganizmów w jelitach człowiek nie przeżyłby.

Jak powiedzieć dzieciom o prątkach?

Dzieci są gotowe rozmawiać o prątkach w wieku 3-4 lat. Aby prawidłowo przekazać informację, warto opowiedzieć ciekawostki o bakteriach. Na przykład w przypadku dzieci bardzo ważne jest zrozumienie, że istnieją złe i dobre mikroby. Że dobrzy potrafią zamienić mleko w sfermentowane mleko pieczone. A także, że pomagają żołądkowi trawić jedzenie.

Należy zwrócić uwagę na złe bakterie. Powiedz im, że są bardzo małe, więc nie są widoczne. Że gdy dostaną się do organizmu człowieka, szybko pojawia się tam mnóstwo drobnoustrojów, które zaczynają nas zjadać od środka.

Dziecko musi wiedzieć, aby zapobiec przedostaniu się złego drobnoustroju do organizmu:

Myj ręce po wyjściu na zewnątrz i przed jedzeniem.
Nie jedz dużo słodyczy.
Zaszczep się.

Najlepszym sposobem zademonstrowania bakterii są zdjęcia i encyklopedie.

Co powinien wiedzieć każdy uczeń?

Ze starszym dzieckiem lepiej rozmawiać nie o zarazkach, a o bakteriach. Ważne jest, aby uzasadniać interesujące fakty dla uczniów. Oznacza to, że mówiąc o znaczeniu mycia rąk, można stwierdzić, że na klamkach toalety żyje 340 kolonii szkodliwych pałeczek.

Razem można znaleźć informacje o tym, które bakterie powodują próchnicę zębów. Powiedz także uczniowi, że czekolada w małych ilościach ma działanie antybakteryjne.

Nawet uczeń szkoły podstawowej może zrozumieć, czym jest szczepionka. Dzieje się tak, gdy do organizmu wprowadza się niewielką ilość wirusa lub bakterii, a układ odpornościowy go pokonuje. Dlatego tak ważne jest zaszczepienie się.

Już od dzieciństwa należy zrozumieć, że kraj bakterii to cały świat, który nie został jeszcze w pełni zbadany. I dopóki te mikroorganizmy istnieją, istnieje sam gatunek ludzki.

Krasnale i olbrzymy wśród bakterii

Reprodukcja Epulopiscium

Perła siarkowa z Namibii

Studium Thiomargarity

Victor Ostrovsky, Samogo.Net

Bakterie są najstarszą formą życia na Ziemi

Thiomargarita namibiensis, Namibijska perła siarkowa, to nazwa największej bakterii znanej człowiekowi. Aby go zobaczyć, nie potrzeba mikroskopu, jego długość wynosi 750 mikronów. Giganta mikrokosmosu odkrył niemiecki naukowiec w wodach przydennych podczas wyprawy rosyjskim statkiem naukowym.

Epulopiscium fishelsoni żyje w jelitach chirurgów i ma długość 700 mikronów. Objętość tej bakterii jest 2000 razy większa niż objętość mikroorganizmu o standardowej wielkości. Ten duży, jednokomórkowy organizm pierwotnie znaleziono w rybach chirurgicznych zamieszkujących Morze Czerwone, ale od tego czasu znaleziono go u innych gatunków ryb w obszarze Wielkiej Rafy Koralowej.
Krętki to bakterie o długich, spiralnych komórkach. Bardzo mobilny. Żyją w wodzie, glebie lub innym pożywce. Wiele krętków jest przyczyną poważnych chorób człowieka, inne zaś są saprofitami – rozkładają martwą materię organiczną. Bakterie te mogą urosnąć do długości 250 mikronów.
Sinice to najstarsze mikroorganizmy. Naukowcy odkryli produkty ich życiowej aktywności mające ponad 3,5 miliarda lat. Te jednokomórkowe organizmy są częścią planktonu oceanicznego i wytwarzają 20–40% tlenu na Ziemi. Spirulina jest suszona, mielona i dodawana do żywności. Fotosynteza tlenowa jest charakterystyczna dla glonów i roślin wyższych. Sinice to jedyne organizmy jednokomórkowe, które podczas fotosyntezy wytwarzają tlen. To właśnie dzięki cyjanobakteriom w ziemskiej atmosferze pojawiła się duża podaż tlenu. Szerokość komórek tych bakterii waha się od 0,5 do 100 mikronów.

Promieniowce żyją w jelitach większości bezkręgowców. Ich średnica wynosi 0,4-1,5 mikrona. Istnieją patogenne formy promieniowców, które żyją w płytce nazębnej i drogach oddechowych człowieka. Dzięki promieniowcom ludzie również odczuwają specyficzny „zapach deszczu”.
Beggiatoa alba. Proteobakterie tego rodzaju zamieszkują miejsca bogate w siarkę, świeże rzeki i morza. Rozmiar tych bakterii wynosi 10x50 mikronów.
Azotobacter ma średnicę 1-2 mikronów, żyje w środowiskach lekko zasadowych lub obojętnych, odgrywa ważną rolę w obiegu azotu, zwiększa żyzność gleby i stymuluje wzrost roślin.
Mycoplasma mycoides jest czynnikiem wywołującym choroby płuc u krów i kóz. Komórki te mają wielkość 0,25-0,75 mikrona. Bakterie nie mają twardej otoczki, przed środowiskiem zewnętrznym chroni je jedynie błona cytoplazmatyczna. Genom tego typu bakterii jest jednym z najprostszych.

Rola bakterii w przyrodzie

Jeśli dziecko rodzi się przez cesarskie cięcie, jego ciało zostaje skolonizowane przez niepowiązane ze sobą mikroorganizmy. W rezultacie zmniejsza się jego naturalna odporność i wzrasta ryzyko reakcji alergicznych. Do trzeciego roku życia większość mikrobiomu dziecka jest już dojrzała. Każdy człowiek ma swój własny, unikalny zestaw zamieszkujących go mikroorganizmów.

Bakterie są wykorzystywane przez człowieka do produkcji leków i produktów spożywczych. Rozkładają związki organiczne, oczyszczając je i zamieniając brudne odpady w nieszkodliwą wodę. Mikroorganizmy glebowe wytwarzają związki azotu niezbędne do wzrostu roślin. Organizmy jednokomórkowe aktywnie przetwarzają materię organiczną i przeprowadzają obieg substancji w przyrodzie, co jest podstawą życia na naszej planecie.