แบคทีเรียขนาดใหญ่ แบคทีเรีย

คนแคระและยักษ์ท่ามกลางแบคทีเรีย

แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่เล็กที่สุดและเป็นสิ่งมีชีวิตที่พบได้บ่อยที่สุดในโลก แบคทีเรียทั่วไปมีขนาดเล็กกว่าเซลล์มนุษย์ประมาณ 10 เท่า ขนาดของพวกมันคือประมาณ 0.5 ไมครอน และสามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์เท่านั้น อย่างไรก็ตาม ปรากฎว่าโลกของแบคทีเรียมีทั้งดาวแคระและยักษ์ด้วย หนึ่งในยักษ์ใหญ่เหล่านี้ถือเป็นแบคทีเรีย Epulopiscium fishelsoni ซึ่งมีขนาดถึงครึ่งมิลลิเมตร! นั่นคือมีขนาดเท่าเม็ดทรายหรือเม็ดเกลือและสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

ด้วยความช่วยเหลือของไข่มุกกำมะถัน ธรรมชาติสามารถคิดค้นวิธีแก้ปัญหาที่น่าทึ่งสำหรับปัญหาขนาดวิกฤติได้ นั่นคือ แบคทีเรียมีลักษณะกลวง ภายในมีภาชนะขนาดใหญ่ ใหญ่กว่าไซโตพลาสซึมซึ่งเป็นส่วนที่มีชีวิตของเซลล์ถึง 50 เท่า เช่นเดียวกับเปลือกส้ม เซลลูโลสล้อมรอบส่วนที่มีชีวิตของโพรง

แบคทีเรียได้เข้ามาอาศัยอยู่ในโลกด้วยวิธีที่น่าอัศจรรย์หลายประการ ในบรรดาสิ่งมีชีวิตทั้งหมด สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ถูกลืมมักประสบความสำเร็จมากที่สุด แต่มนุษย์มักถูกใช้เพื่อประเมินตนเองอีกครั้งว่าเป็นมงกุฎแห่งวิวัฒนาการ แบคทีเรียอาศัยอยู่ในนิ่วในไตของมนุษย์ และในลำไส้ของหนอน ในอากาศ ในไกเซอร์ที่กำลังเดือด และในน้ำแข็งของทวีปแอนตาร์กติกา บางชนิดนำความทุกข์ทรมาน เช่น โรคระบาด อหิวาตกโรค หรือวัณโรค ไปทั่วโลก บางชนิดช่วยให้พืชเจริญเติบโตหรือย่อยอาหาร บางชนิดกินน้ำมัน ทะเลมีมลภาวะ บางชนิดทนทานต่อกัมมันตภาพรังสีที่รุนแรงด้วยซ้ำ

การสืบพันธุ์ของ Epulopiscium

มีการวิจัยที่ Cornwall Academy เพื่อหาสาเหตุของขนาดใหญ่เช่นนี้ ปรากฏว่าแบคทีเรียกักเก็บสำเนา DNA ได้ 85,000 ชุด เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว เซลล์ของมนุษย์มีเพียง 3 ชุดเท่านั้น สิ่งมีชีวิตน่ารักตัวนี้อาศัยอยู่ในระบบย่อยอาหารของปลาในแนวปะการังเขตร้อน Acanthurus nigrofuscus (ปลาศัลยแพทย์)

ไข่มุกกำมะถันมีบทบาทสำคัญในวัฏจักรธรรมชาติของสสารในนามิเบีย และบทบาทนี้ได้ผลักดันขนาดมหึมาอย่างเป็นทางการ มันกินสารประกอบกำมะถันที่อุดมสมบูรณ์ในตะกอนซึ่งเป็นที่อยู่ของมัน ในการย่อยซัลเฟอร์ แบคทีเรีย เช่นเดียวกับการเผาผลาญของสัตว์ ต้องอาศัยออกซิเจน ซึ่งพวกมันต้องการไนเตรตอย่างเร่งด่วน แต่สิ่งนี้ไม่มีอยู่ในซอสที่ไม่เป็นมิตรซึ่ง Thiomargarita namibiensis อาศัยอยู่

ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกนี้ไม่ได้ทำลายโปรโตซัว แต่มันทำให้มันกลายเป็นยักษ์: ทุก ๆ สองสามเดือนเมื่อพายุโจมตีทะเล น้ำที่อุดมด้วยไนเตรตก็จะแทรกซึมแบคทีเรียในระดับความลึกเป็นเวลาสั้น ๆ ตอนนี้ไข่มุกกำมะถันสามารถกักเก็บไนเตรตอันมีค่าไว้ในโพรงของมันได้ ซึ่งมุกจะใช้ในปริมาณมากในช่วงเวลาสั้นๆ เธอจัดการกองหนุน เหมือนนักดำน้ำที่นำอากาศอัดไปกับเขาลึกลงไป

แบคทีเรียประเภททั่วไปมีขนาดเล็กมากและดึกดำบรรพ์ ไม่มีอวัยวะและกินอาหารผ่านเยื่อหุ้มของพวกมัน สารอาหารมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วร่างกายของแบคทีเรีย ดังนั้นจึงต้องมีปริมาณน้อย ในทางตรงกันข้าม Epulopiscium คัดลอก DNA ของมันหลายครั้ง กระจายสำเนาอย่างสม่ำเสมอไปตามเปลือก และได้รับสารอาหารที่เพียงพอ โครงสร้างนี้ช่วยให้สามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกได้ทันที วิธีการแบ่งตัวยังแตกต่างจากแบคทีเรียชนิดอื่นอีกด้วย หากแบคทีเรียธรรมดาแบ่งครึ่ง มันจะเติบโตสองเซลล์ในตัวมันเอง ซึ่งหลังจากการตายของมันก็จะหลุดออกมา

เนื่องจากแบคทีเรียที่ใหญ่ที่สุดในโลกสามารถกักเก็บกำมะถันได้เช่นกัน จึงสามารถอยู่ได้หลายเดือนโดยไม่มีอาหาร เช่น ไข่มุกนามิเบียที่มีขนนก จากนั้นจึงหยุดอากาศและรอเวลาที่ดีขึ้น ปัจจุบันเรารู้ว่าไข่มุกซัลเฟอร์นามิเบียไม่เพียงแต่มีญาติสนิทจำนวนมากในพื้นที่ทางทะเลอื่นๆ เท่านั้น แต่ยังมีบทบาทสำคัญทางนิเวศวิทยาอีกด้วย แบคทีเรียเหล่านี้สามารถทำให้เกิดการก่อตัวของหินที่มีปริมาณฟอสฟอรัสสูง ซึ่งจะช่วยลดปริมาณฟอสเฟตในน้ำทะเลจนไม่สามารถนำไปใช้เป็นสารอาหารให้กับสิ่งมีชีวิตอื่นได้อีกต่อไป

ไข่มุกกำมะถันนามิเบีย

อย่างไรก็ตาม แม้จะห่างไกลจากแบคทีเรียขนาดเล็กขนาดนี้ก็ไม่สามารถเทียบเคียงได้ แบคทีเรียที่ใหญ่ที่สุดในโลกซึ่งถือว่า ไธโอมาร์การิต้า นามิเบียนซิสหรือที่รู้จักกันในชื่อ “ไข่มุกกำมะถันนามิเบีย” เป็นแบคทีเรียแกรมลบในทะเลที่ค้นพบในปี 1997 มันไม่เพียงประกอบด้วยเซลล์เดียวเท่านั้น แต่ยังขาดโครงกระดูกรองรับ เช่นเดียวกับยูคาริโอต ขนาดของ Thiomargarita อยู่ที่ 0.75-1 มม. ซึ่งช่วยให้มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า

ดังนั้นการก่อตัวของหินเหล่านี้จึงต่อต้านการเพิ่มปริมาณฟอสเฟตในมหาสมุทรมากเกินไป แบคทีเรียส่วนใหญ่มักมีขนาดเล็กมากและสามารถตรวจพบได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์เท่านั้น แต่รูปแบบขนาดยักษ์กลับปรากฏอยู่ในแบคทีเรียหลายกลุ่ม มีขนาดใหญ่กว่าแบคทีเรียทั่วไปมากกว่าหลายร้อยเท่าและมองเห็นได้ง่ายด้วยตาเปล่า แบคทีเรียที่รู้จักที่ใหญ่ที่สุดอยู่ในกลุ่มแบคทีเรียซัลเฟอร์ แบคทีเรียเหล่านี้สามารถรับรู้ได้จากการรวมกำมะถันสีเทาสดใส ซึ่งทำให้แบคทีเรียกำมะถันถูกออกซิไดซ์โดยซัลไฟด์เป็นกำมะถัน และซัลเฟตต่อไปเพื่อผลิตพลังงาน

ตามประเภทของการเผาผลาญ Thiomargarita เป็นสิ่งมีชีวิตที่ได้รับพลังงานอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยารีดักชัน-ออกซิเดชัน และสามารถใช้ไนเตรตเป็นวัตถุสุดท้ายที่ได้รับอิเล็กตรอน เซลล์ของไข่มุกกำมะถันนามิเบียนั้นไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ดังนั้นปริมาณไนเตรตจึงสามารถผันผวนได้ ไธโอมาร์การิต้าสามารถกักเก็บไนเตรตไว้ในแวคิวโอลซึ่งครอบครองประมาณ 98% ของเซลล์ทั้งหมด ที่ความเข้มข้นของไนเตรตต่ำ เนื้อหาจะถูกนำมาใช้เพื่อการหายใจ ซัลไฟด์จะถูกออกซิไดซ์โดยไนเตรตเป็นซัลเฟอร์ ซึ่งสะสมอยู่ในสภาพแวดล้อมภายในของแบคทีเรียในรูปของเม็ดเล็กๆ ซึ่งอธิบายสีมุกของไทโอมาร์การิต้า

ในการทำเช่นนี้จะใช้ออกซิเจนหรือไนเตรต การหายใจเอาไนเตรตเป็นสาเหตุของขนาดที่ผิดปกติเช่นกัน เซลล์ของแบคทีเรียขนาดยักษ์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยแวคิวโอลขนาดใหญ่ที่หุ้มด้วยเมมเบรน ซึ่งสามารถกักเก็บไนเตรตที่มีความเข้มข้นสูงได้

ด้วยการเก็บไนเตรตสำหรับการหายใจและกำมะถันเป็นแหล่งพลังงาน แบคทีเรียขนาดยักษ์จึงสามารถอยู่รอดได้เป็นเวลานานในสภาวะภายนอกที่ไม่เอื้ออำนวย

ก้นทะเลที่หันหน้าไปทางนามิเบียมีซัลไฟด์มากกว่าพื้นที่ชายฝั่งอื่นๆ มาก ซึ่งเห็นได้ชัดว่าให้ประโยชน์แก่ยักษ์ใหญ่แห่งนี้ด้วยแหล่งกักเก็บไนเตรตขนาดใหญ่ที่สอดคล้องกัน นอกจากนี้ ก้นทะเลที่อ่อนนุ่มเป็นพิเศษของนามิเบียมักถูกปั่นป่วนจากการระบาดของมีเทนขนาดใหญ่ นับตั้งแต่การค้นพบเมื่อ 14 ปีที่แล้ว แบคทีเรียเหล่านี้ได้รับความอื้อฉาวและถูกรวมอยู่ใน Guinness Book of World Records และมีปรากฏอยู่บนแสตมป์ของนามิเบีย

การศึกษาไธโอมาร์การิต้า

การวิจัยที่ดำเนินการเมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่า Thiomargarita namibiensis อาจไม่ใช่ภาระผูกพัน แต่เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีความสามารถซึ่งได้รับพลังงานโดยไม่ต้องมีออกซิเจน เธอสามารถหายใจด้วยออกซิเจนได้หากมีก๊าซนี้เพียงพอ คุณสมบัติที่โดดเด่นอีกประการหนึ่งของแบคทีเรียนี้คือความเป็นไปได้ของการแบ่งส่วนแบบพาลินโทมิกซึ่งเกิดขึ้นโดยไม่มีการเติบโตระดับกลางเพิ่มขึ้น กระบวนการนี้ใช้โดย Thiomargarita namibiensis ในสภาวะความเครียดที่เกิดจากความอดอยาก

แน่นอน หลังจากการค้นพบในนามิเบีย การค้นหาไธโอมาร์กาไรต์เริ่มต้นขึ้นในพื้นที่ทางทะเลอื่นๆ ที่อุดมด้วยซัลไฟด์ และแท้จริงแล้ว แบคทีเรียที่คล้ายกันมากสามารถพบได้ที่อื่น แต่ไม่มีที่ไหนเลยในจำนวนดังกล่าวและมีรูปแบบที่แตกต่างกันมากมายนอกชายฝั่งนามิเบีย . เมื่อไม่นานมานี้มีความเป็นไปได้ที่จะศึกษาความหลากหลายในการแสดงออกทางพันธุกรรมนี้ นอกจากนี้ยังมีการค้นพบอีกสองสกุลที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ ซึ่งปัจจุบันชื่อว่า Thiopilula และ Thiophysa

แบคทีเรียซัลเฟอร์และวัฏจักรฟอสฟอรัส

แม้ว่าจะถูกพบที่ก้นทะเลนอกชายฝั่งชิลีและคอสตาริกา แต่ก็พบที่นั่นเพียงห้องเดียวเท่านั้น และไม่ได้ผลิตสร้อยคอมุกทั่วไปที่ Tiomargarita เป็นหนี้ชื่อของมัน

ในเซลล์ขนาดใหญ่ของแบคทีเรียกำมะถันมีพื้นที่เพียงพอสำหรับเก็บสาร ไม่เพียงแต่กำมะถันสำหรับการจัดหาพลังงานและไนเตรตเป็นตัวออกซิไดซ์เท่านั้น แต่ฟอสเฟตยังสามารถสะสมในเซลล์เพื่อเป็นแหล่งกักเก็บพลังงานในรูปของโพลีฟอสเฟตในปริมาณมาก ในพื้นที่ชายฝั่งทะเลซึ่งมีแบคทีเรียกำมะถันจำนวนมากอาศัยอยู่ หินที่มีฟอสฟอรัสสูงเรียกว่าฟอสฟอไรต์ก็ก่อตัวขึ้นเช่นกัน

แบคทีเรียถูกค้นพบในตะกอนด้านล่างของขอบทวีปที่ราบเรียบ ใกล้ชายฝั่งนามิเบีย โดยไฮเดอ ชูลซ์ นักชีววิทยาชาวเยอรมันและเพื่อนร่วมงานของเธอในปี 1997 และในปี 2005 ท่ามกลางความเย็นของก้นอ่าวเม็กซิโก พวกเขา ค้นพบสายพันธุ์ที่คล้ายกันซึ่งยืนยันการแพร่กระจายอย่างกว้างขวางของไข่มุกกำมะถันนามิเบีย

ในหินโบราณที่มาจากพื้นที่ทางทะเลและชายฝั่ง คุณมักจะพบฟอสซิลที่มีรูปร่างคล้ายแบคทีเรียกำมะถัน เมื่อนำมารวมกัน สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าแบคทีเรียกำมะถันขนาดใหญ่เป็นเวลานานอาจมีบทบาทโดยตรงในวงจรฟอสฟอรัสของทะเล ซึ่งเอื้อต่อการก่อตัวของฟอสฟอไรต์ ขณะนี้ คำถามเกิดขึ้นเกี่ยวกับสภาวะที่เกิดหินฟอสเฟต เนื่องจากกระบวนการนี้จะช่วยลดปริมาณฟอสเฟตที่ละลายอยู่ในน้ำทะเลเพื่อเป็นสารอาหารสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

วิกเตอร์ ออสตรอฟสกี้, Samogo.Net

แบคทีเรียเป็น "ผู้อยู่อาศัย" กลุ่มแรกของโลกของเรา จุลินทรีย์ดึกดำบรรพ์ที่ปราศจากนิวเคลียร์เหล่านี้ ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซลล์เดียว ต่อมาได้ก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่นที่ซับซ้อนมากขึ้น นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาสายพันธุ์ของมันมากกว่าหมื่นสายพันธุ์ แต่ยังมีอีกประมาณล้านสายพันธุ์ที่ยังไม่ได้สำรวจ ขนาดมาตรฐานของตัวแทนของพิภพเล็กคือ 0.5-5 ไมครอน แต่แบคทีเรียที่ใหญ่ที่สุดมีขนาดมากกว่า 700 ไมครอน

ดังนั้นการผลิตฟอสฟอรัสที่เพิ่มขึ้นหมายถึงการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดลดลงในระยะยาว ที่จริงแล้ว ดูเหมือนจะมีความเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างการก่อตัวของฟอสไฟต์กับแบคทีเรียกำมะถันขนาดใหญ่ ผลลัพธ์ที่ได้คืออะพาไทต์แร่ที่อุดมด้วยฟอสฟอรัส และก้าวแรกสู่การก่อตัวของฟอสฟอไรต์

ก้นทะเลนอกชายฝั่งนามิเบียอุดมไปด้วยฟอสฟอไรต์มากจนยังมีประโยชน์เป็นวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมปุ๋ยอีกด้วย เราสงสัยว่ากลไกที่คล้ายกันนี้ใช้กับไธโอมาร์การิต้าด้วย

แบคทีเรียเป็นรูปแบบของชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดบนโลก

แบคทีเรียสามารถมีรูปร่างเป็นทรงกลม เกลียว หรือทรงกลมได้ สามารถพบได้ทุกที่ โดยอาศัยอยู่อย่างหนาแน่นในน้ำ ดิน สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด และแหล่งกัมมันตภาพรังสี นักวิทยาศาสตร์พบจุลินทรีย์เซลล์เดียวที่อาศัยอยู่ในสภาพดินเยือกแข็งถาวรและในลาวาที่ปะทุจากภูเขาไฟ คุณสามารถมองเห็นพวกมันได้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์ แต่แบคทีเรียบางชนิดจะเติบโตจนมีขนาดมหึมา ซึ่งเปลี่ยนความเข้าใจของบุคคลเกี่ยวกับพิภพเล็กไปโดยสิ้นเชิง

ยังไม่ทราบว่าเหตุใดซัลไฟด์จึงปล่อยฟอสเฟต อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง จะเห็นได้ว่าทั้งในปัจจุบันและตลอดประวัติศาสตร์ของโลก ฟอสฟอไรต์ก่อตัวขึ้นในพื้นทะเลที่มีซัลไฟด์สูง ดังนั้นเราจึงสงสัยว่าแบคทีเรียเหล่านี้และแบคทีเรียที่คล้ายกันมีบทบาทสำคัญในวัฏจักรฟอสฟอรัสในทะเล และอาจมีส่วนทำให้เกิดการก่อตัวของฟอสฟอไรต์ในอดีตทางธรณีวิทยา ผู้เชี่ยวชาญด้านสุขภาพให้คำแนะนำอะไรหากเราถามคำถามเกี่ยวกับวิธีหลีกเลี่ยงการเจริญเติบโตของแบคทีเรียอย่างง่ายดายและราคาไม่แพง "การล้างมือ" โดย ดร.เอคเคอร์ลีย์ นักสุขศาสตร์ชาวอังกฤษ

ท้ายที่สุดแล้วเชื้อโรคมักชอบปรากฏตัวและมักปรากฏในสถานที่ที่ไม่คาดคิด ไม่น่าแปลกใจเลยที่ 65% ของโรคหวัดทั้งหมด 50% ของโรคท้องร่วงทั้งหมด และ 80% ของโรคระบบทางเดินอาหารที่เกี่ยวข้องกับอาหารทั้งหมดมาจากครัวเรือนที่สะอาด ไม่ใช่ในห้องน้ำแต่อยู่ในห้องครัว ในครัวเรือนส่วนใหญ่ แบคทีเรียในอุจจาระมีแนวโน้มที่จะตรวจพบได้มากกว่า 200 เท่า

Thiomargarita namibiensis หรือไข่มุกกำมะถันนามิเบีย เป็นชื่อของแบคทีเรียที่ใหญ่ที่สุดที่มนุษย์รู้จัก คุณไม่จำเป็นต้องมีกล้องจุลทรรศน์เพื่อดูมัน ความยาวของมันคือ 750 ไมครอน นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันค้นพบยักษ์แห่งพิภพเล็ก ๆ ในน่านน้ำด้านล่างระหว่างการสำรวจบนเรือวิทยาศาสตร์ของรัสเซีย

Epulopiscium fishelsoni อาศัยอยู่ในลำไส้ของปลาศัลยแพทย์ และมีความยาว 700 ไมครอน ปริมาตรของแบคทีเรียนี้คือ 2,000 เท่าของปริมาตรของจุลินทรีย์ขนาดมาตรฐาน สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวขนาดใหญ่นี้เดิมพบในปลาศัลยแพทย์ที่อาศัยอยู่ในทะเลแดง แต่ต่อมาถูกพบในปลาสายพันธุ์อื่นๆ ในพื้นที่เกรทแบร์ริเออร์รีฟ
Spirochetes เป็นแบคทีเรียที่มีเซลล์รูปก้นหอยยาว มือถือมาก. พวกมันอาศัยอยู่ในน้ำ ดิน หรือสารอาหารอื่นๆ สไปโรเชตหลายชนิดเป็นสาเหตุของโรคร้ายแรงในมนุษย์ในขณะที่พันธุ์อื่น ๆ เป็นซาโปรไฟต์ - พวกมันสลายอินทรียวัตถุที่ตายแล้ว แบคทีเรียเหล่านี้สามารถเติบโตได้ยาวถึง 250 ไมครอน
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นจุลินทรีย์ที่เก่าแก่ที่สุด นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบผลิตภัณฑ์จากกิจกรรมสำคัญของพวกเขาซึ่งมีอายุมากกว่า 3.5 พันล้านปี สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของแพลงก์ตอนในมหาสมุทรและผลิตออกซิเจน 20-40% บนโลก สาหร่ายเกลียวทองตากแห้ง บด และเติมลงในอาหาร การสังเคราะห์ด้วยแสงด้วยออกซิเจนเป็นลักษณะของสาหร่ายและพืชชั้นสูง ไซยาโนแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ผลิตออกซิเจนในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ต้องขอบคุณไซยาโนแบคทีเรียที่ทำให้ออกซิเจนจำนวนมากปรากฏในชั้นบรรยากาศของโลก ความกว้างของเซลล์ของแบคทีเรียเหล่านี้แตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.5 ถึง 100 ไมครอน

Actinomycetes อาศัยอยู่ในลำไส้ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ เส้นผ่านศูนย์กลางคือ 0.4-1.5 ไมครอน Actinomycetes มีรูปแบบที่ก่อให้เกิดโรคซึ่งอาศัยอยู่ในคราบฟันและในระบบทางเดินหายใจของมนุษย์ ต้องขอบคุณแอคติโนไมซีเตสที่ทำให้มนุษย์ได้สัมผัสกับ “กลิ่นของฝน” ที่เฉพาะเจาะจง
เบจเจียตัว อัลบา. โปรตีโอแบคทีเรียในสกุลนี้อาศัยอยู่ในบริเวณที่อุดมไปด้วยกำมะถัน แม่น้ำสด และทะเล ขนาดของแบคทีเรียเหล่านี้คือ 10x50 ไมครอน
Azotobacter มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1-2 ไมครอน อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างหรือเป็นกลางเล็กน้อย มีบทบาทสำคัญในวัฏจักรไนโตรเจน เพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน และกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช
Mycoplasma mycoides เป็นสาเหตุของโรคปอดในวัวและแพะ เซลล์เหล่านี้มีขนาด 0.25-0.75 ไมครอน แบคทีเรียไม่มีเปลือกแข็ง แต่ได้รับการปกป้องจากสภาพแวดล้อมภายนอกด้วยเมมเบรนไซโตพลาสซึมเท่านั้น จีโนมของแบคทีเรียประเภทนี้เป็นหนึ่งในจีโนมที่ง่ายที่สุด

Archaea ไม่ใช่แบคทีเรีย แต่เหมือนกับพวกมัน พวกมันประกอบด้วยเซลล์เดียว สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเหล่านี้ถูกแยกเดี่ยวใกล้กับบ่อน้ำพุร้อนใต้น้ำ ภายในบ่อน้ำมัน และใต้พื้นผิวน้ำแข็งทางตอนเหนือของอลาสกา Archaea มีวิวัฒนาการการพัฒนาของตัวเองและแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่นในลักษณะทางชีวเคมีบางอย่าง ขนาดเฉลี่ยของอาร์เคียคือ 1 ไมครอน

สร้างระบบภูมิคุ้มกันของคุณ - และทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอ

การป้องกันภูมิคุ้มกันที่ดีนั้นส่วนใหญ่อยู่ที่ลำไส้ ดังนั้นการปกป้องลำไส้ที่ดีจึงต้องรับผิดชอบต่อสุขภาพของเรา ดังนั้นจึงขอแนะนำให้สร้างพืชในลำไส้ด้วยการรับประทานอาหารที่ดี จะต้องได้รับสภาพของเหลวและสุขอนามัยสำหรับส่วนที่เหลืออีก 20 เปอร์เซ็นต์ ของใช้ในครัวเรือนที่สกปรกที่สุด ได้แก่ ฟองน้ำและผ้าขี้ริ้วในครัว เขียง เคาน์เตอร์ ท่อระบายน้ำ ลูกบิดประตู และแปรงสีฟัน

อากาศชื้นและอบอุ่นเป็นสภาพอากาศที่เหมาะสำหรับการเพาะพันธุ์ นอกจากนี้แบคทีเรียยังสามารถเคลื่อนย้ายจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้อย่างง่ายดายโดยใช้สิ่งทอ ควรใช้ผ้าแยกกันและเปลี่ยนบ่อยๆ ตากให้แห้งเป็นประจำ: แบคทีเรียส่วนใหญ่ไม่สามารถอยู่รอดได้ในสภาวะที่แห้ง เคล็ดลับที่ดี: คุณสามารถฆ่าเชื้อฟองน้ำได้ด้วยการล้างในเครื่องล้างจาน

ตามทฤษฎีแล้ว ขนาดต่ำสุดของจุลินทรีย์เซลล์เดียวคือ 0.15-0.20 ไมครอน ด้วยขนาดที่เล็กลง เซลล์จะไม่สามารถทำซ้ำชนิดของตัวเองได้ เนื่องจากจะไม่รองรับโพลีเมอร์ชีวภาพในองค์ประกอบและปริมาณที่ต้องการ

บทบาทของแบคทีเรียในธรรมชาติ

จุลินทรีย์เซลล์เดียวมากกว่าหนึ่งล้านสายพันธุ์อยู่ร่วมกันในร่างกายมนุษย์ บางส่วนมีประโยชน์อย่างยิ่งส่วนบางชนิดอาจทำให้เกิดความเสียหายต่อสุขภาพอย่างไม่สามารถแก้ไขได้ ทารกจะได้รับแบคทีเรีย “ส่วน” แรกตั้งแต่แรกเกิด - ระหว่างการผ่านช่องคลอดของมารดาและในนาทีแรกหลังคลอด

รอยตัดและรอยแตกบนกระดานเป็นแหล่งเพาะพันธุ์แบคทีเรียขนาดใหญ่ ขอย้ำอีกครั้งว่าระวังอย่าปนเปื้อนข้าม: ห้ามใช้เนื้อดิบหรือปลาดิบโดยไม่ฆ่าเชื้อ เพื่อให้เขียงของคุณสะอาดหมดจด ขอแนะนำให้ใช้สารทำความสะอาดนี้: ผสมน้ำยาฟอกขาวคลอรีน 1 ช้อนชากับน้ำ 200 มล. ระบายกระดานแล้วปล่อยให้แห้ง คุณยังสามารถใส่เขียงลงในเครื่องล้างจานได้

ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุด: ทำความสะอาดพื้นผิวการทำงานด้วยสิ่งทอที่ดูสะอาดเท่านั้น หากคุณใช้ผ้าสกปรกและฟองน้ำในครัวชุดเดียวกันกับอาหารคนละจาน อาจเพิ่มความเสี่ยงต่อเชื้อโรค การฆ่าเชื้อเป็นประจำช่วยได้ แม้แต่ท่อระบายน้ำก็ยังทำให้แบคทีเรียมีสภาพอากาศชื้นได้ คุณทำความสะอาดด้วยโซดาหรือเบกกิ้งโซดาและแปรงสีฟัน ด้วยวิธีนี้ คราบ สิ่งสกปรกที่ฝังแน่น และแม้แต่กลิ่นก็สามารถขจัดออกได้อย่างง่ายดาย พลัมสามารถรักษาให้หายขาดได้อย่างสม่ำเสมอ

หากเด็กเกิดจากการผ่าตัดคลอด ร่างกายของทารกก็จะมีจุลินทรีย์ที่ไม่เกี่ยวข้องกัน เป็นผลให้ภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติของเขาลดลงและความเสี่ยงต่อการเกิดอาการแพ้ก็เพิ่มขึ้น เมื่ออายุได้ 3 ขวบ ไมโครไบโอมของเด็กส่วนใหญ่จะโตเต็มที่ แต่ละคนมีจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในตัวเขาเอง

จากมือสู่มือ: แบคทีเรียชอบมือจับประตู หากอวัยวะเพศยังคงเจ็บ สัตว์รบกวนขนาดเล็กก็จะมีความสุขมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีนี้: ล้างมือให้สม่ำเสมอ ไม่ว่าในกรณีใดควรหลีกเลี่ยงสบู่ต้านเชื้อแบคทีเรียเพราะเป็นเปลือกหอยจริงที่สามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้ทุกชนิด สบู่ธรรมชาติเป็นทางเลือกที่ดีต่อสุขภาพ

แบคทีเรียหลากหลายสายพันธุ์

คุณควรเปลี่ยนทุกสามเดือน ไม่เพียงเพราะแบคทีเรียเท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะคุณทำให้แปรงพังเมื่อเวลาผ่านไป แม้จะมี “ความสับสนในครัวเรือน” ที่อธิบายไว้ทั้งหมด แต่แบคทีเรียก็ไม่ได้เลวร้ายในตัวเอง แบคทีเรียมีทั้งสายพันธุ์ที่ดีและไม่ดี และคนส่วนใหญ่สามารถรับมือกับทั้งสองสายพันธุ์ได้อย่างง่ายดาย ครัวเรือนปกติจะเต็มไปด้วยแบคทีเรียที่ดีต่อสุขภาพ

มนุษย์ใช้แบคทีเรียในการผลิตยาและอาหาร พวกเขาสลายสารประกอบอินทรีย์ ทำให้บริสุทธิ์ และเปลี่ยนของเสียสกปรกให้เป็นน้ำที่ไม่เป็นอันตราย จุลินทรีย์ในดินผลิตสารประกอบไนโตรเจนที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของพืช สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวประมวลผลอินทรียวัตถุอย่างแข็งขันและดำเนินการหมุนเวียนของสารในธรรมชาติซึ่งเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา

แบคทีเรียเป็นกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดที่มีอยู่บนโลกในปัจจุบัน แบคทีเรียกลุ่มแรกอาจปรากฏขึ้นเมื่อกว่า 3.5 พันล้านปีก่อน และเป็นเวลาเกือบพันล้านปีแล้วที่พวกมันเป็นสิ่งมีชีวิตเพียงชนิดเดียวในโลกของเรา เนื่องจากสิ่งเหล่านี้เป็นตัวแทนแรกของธรรมชาติที่มีชีวิต ร่างกายของพวกเขาจึงมีโครงสร้างดั้งเดิม

เมื่อเวลาผ่านไป โครงสร้างของพวกเขามีความซับซ้อนมากขึ้น แต่จนถึงทุกวันนี้ แบคทีเรียถือเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวดึกดำบรรพ์ที่สุด เป็นที่น่าสนใจที่แบคทีเรียบางชนิดยังคงรักษาลักษณะดั้งเดิมของบรรพบุรุษโบราณเอาไว้ พบได้ในแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในบ่อน้ำพุร้อนกำมะถันและโคลนที่เป็นพิษที่ด้านล่างของอ่างเก็บน้ำ

แบคทีเรียส่วนใหญ่ไม่มีสี มีเพียงไม่กี่สีม่วงหรือสีเขียว แต่อาณานิคมของแบคทีเรียหลายชนิดมีสีสดใสซึ่งเกิดจากการปล่อยสารที่มีสีออกสู่สิ่งแวดล้อมหรือการสร้างเม็ดสีของเซลล์

ผู้ค้นพบโลกแห่งแบคทีเรียคือ Antony Leeuwenhoek นักธรรมชาติวิทยาชาวดัตช์แห่งศตวรรษที่ 17 ผู้สร้างกล้องจุลทรรศน์ขยายภาพที่สมบูรณ์แบบเป็นครั้งแรกซึ่งสามารถขยายวัตถุได้ 160-270 เท่า

แบคทีเรียจัดอยู่ในประเภทโปรคาริโอตและจำแนกออกเป็นอาณาจักรที่แยกจากกัน - แบคทีเรีย

รูปร่าง

แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตมากมายและหลากหลาย มีรูปร่างแตกต่างกันไป

ชื่อของแบคทีเรีย	รูปร่างของแบคทีเรีย	ภาพแบคทีเรีย
ค็อกซี่		มีลักษณะเป็นลูกบอล
บาซิลลัส		มีลักษณะเป็นแท่ง
วิบริโอ		รูปทรงจุลภาค
สไปริลลัม		เกลียว
สเตรปโตคอคกี้		สายโซ่ค็อกกี้
สแตฟิโลคอคคัส		กลุ่มของ cocci
ดิพโลคอคคัส		แบคทีเรียทรงกลม 2 ตัวอยู่ในแคปซูลเมือกเดียว

วิธีการขนส่ง

ในบรรดาแบคทีเรียนั้นมีรูปแบบเคลื่อนที่และไม่เคลื่อนที่ การเคลื่อนไหวเคลื่อนที่เนื่องจากการหดตัวคล้ายคลื่นหรือด้วยความช่วยเหลือของแฟลเจลลา (เกลียวเกลียวที่บิดเป็นเกลียว) ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนพิเศษที่เรียกว่าแฟลเจลลิน อาจมีแฟลเจลลาอย่างน้อยหนึ่งรายการ ในแบคทีเรียบางชนิด พวกมันจะอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของเซลล์ ส่วนบางชนิดจะอยู่ที่ 2 อันหรือทั่วพื้นผิวทั้งหมด

แต่การเคลื่อนไหวก็มีอยู่ในแบคทีเรียอื่น ๆ อีกมากมายที่ไม่มีแฟลเจลลา ดังนั้นแบคทีเรียที่ปกคลุมด้านนอกด้วยเมือกจึงสามารถเคลื่อนไหวได้

แบคทีเรียในน้ำและในดินบางชนิดที่ไม่มีแฟลเจลลาจะมีแวคิวโอลของก๊าซอยู่ในไซโตพลาสซึม อาจมีแวคิวโอล 40-60 ในเซลล์ แต่ละคนเต็มไปด้วยก๊าซ (น่าจะเป็นไนโตรเจน) ด้วยการควบคุมปริมาณก๊าซในแวคิวโอล แบคทีเรียในน้ำสามารถจมลงในคอลัมน์น้ำหรือลอยขึ้นสู่ผิวน้ำได้ และแบคทีเรียในดินสามารถเคลื่อนที่ในเส้นเลือดฝอยในดินได้

ที่อยู่อาศัย

เนื่องจากความเรียบง่ายของการจัดระเบียบและไม่โอ้อวด แบคทีเรียจึงแพร่หลายในธรรมชาติ แบคทีเรียพบได้ทุกที่: ในหยดน้ำแม้แต่น้ำพุที่บริสุทธิ์ที่สุด ในเมล็ดดิน ในอากาศ บนโขดหิน ในหิมะขั้วโลก ทรายทะเลทราย บนพื้นมหาสมุทร ในน้ำมันที่สกัดจากส่วนลึกที่ยิ่งใหญ่ และแม้แต่ใน น้ำพุร้อนที่มีอุณหภูมิประมาณ 80 องศาเซลเซียส อาศัยอยู่บนพืช ผลไม้ สัตว์ต่างๆ และในมนุษย์ในลำไส้ ช่องปาก แขนขา และบนพื้นผิวของร่างกาย

แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่เล็กที่สุดและมีจำนวนมากที่สุด เนื่องจากมีขนาดเล็ก จึงเจาะเข้าไปในรอยแตก รอยแยก หรือรูพรุนต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย แข็งแกร่งมากและปรับให้เข้ากับสภาพความเป็นอยู่ต่างๆ พวกเขาทนต่อการแห้ง ความเย็นจัด และความร้อนสูงถึง 90°C โดยไม่สูญเสียความสามารถในการอยู่รอด

ในทางปฏิบัติแล้วไม่มีสถานที่ใดบนโลกที่ไม่พบแบคทีเรีย แต่จะมีปริมาณที่แตกต่างกันออกไป สภาพความเป็นอยู่ของแบคทีเรียนั้นแตกต่างกันไป บางชนิดต้องการออกซิเจนในบรรยากาศ บางชนิดไม่ต้องการและสามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจนได้

ในอากาศ: แบคทีเรียลอยขึ้นสู่บรรยากาศชั้นบนได้ไกลถึง 30 กม. และอื่น ๆ.

มีจำนวนมากโดยเฉพาะในดิน ดิน 1 กรัม มีแบคทีเรียนับร้อยล้านตัว

ในน้ำ: ในชั้นผิวน้ำในอ่างเก็บน้ำเปิด แบคทีเรียในน้ำที่เป็นประโยชน์จะดูดซับสารอินทรีย์ที่ตกค้าง

ในสิ่งมีชีวิต: แบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคเข้าสู่ร่างกายจากสภาพแวดล้อมภายนอก แต่ภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวยเท่านั้นที่ทำให้เกิดโรค ซิมไบโอติกอาศัยอยู่ในอวัยวะย่อยอาหาร ช่วยย่อยและดูดซึมอาหาร และสังเคราะห์วิตามิน

โครงสร้างภายนอก

เซลล์แบคทีเรียถูกปกคลุมไปด้วยเปลือกที่มีความหนาแน่นเป็นพิเศษ - ผนังเซลล์ซึ่งทำหน้าที่ป้องกันและรองรับและยังทำให้แบคทีเรียมีรูปร่างที่มีลักษณะเฉพาะถาวรอีกด้วย ผนังเซลล์ของแบคทีเรียมีลักษณะคล้ายกับผนังเซลล์พืช สามารถซึมผ่านได้: สารอาหารจะผ่านเข้าไปในเซลล์ได้อย่างอิสระและผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมจะออกสู่สิ่งแวดล้อม บ่อยครั้งที่แบคทีเรียสร้างชั้นป้องกันเมือกเพิ่มเติมที่ด้านบนของผนังเซลล์ซึ่งก็คือแคปซูล ความหนาของแคปซูลอาจมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของเซลล์หลายเท่า แต่ก็อาจมีขนาดเล็กมากได้เช่นกัน แคปซูลไม่ใช่ส่วนสำคัญของเซลล์ มันถูกสร้างขึ้นขึ้นอยู่กับสภาวะที่แบคทีเรียพบตัวเอง ช่วยปกป้องแบคทีเรียไม่ให้แห้ง

บนพื้นผิวของแบคทีเรียบางชนิดจะมีแฟลเจลลายาว (หนึ่ง สอง หรือมาก) หรือวิลลี่บางสั้น ความยาวของแฟลเจลลาอาจมากกว่าขนาดลำตัวของแบคทีเรียหลายเท่า แบคทีเรียเคลื่อนที่ด้วยความช่วยเหลือของแฟลเจลลาและวิลลี่

โครงสร้างภายใน

ภายในเซลล์แบคทีเรียจะมีไซโตพลาสซึมหนาแน่นและเคลื่อนที่ไม่ได้ มีโครงสร้างเป็นชั้นไม่มีแวคิวโอลดังนั้นโปรตีน (เอนไซม์) และสารอาหารสำรองต่าง ๆ จึงอยู่ในสารของไซโตพลาสซึมนั่นเอง เซลล์แบคทีเรียไม่มีนิวเคลียส สารที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมจะกระจุกตัวอยู่ที่ส่วนกลางของเซลล์ แบคทีเรีย - กรดนิวคลีอิก - ดีเอ็นเอ แต่สารนี้ไม่ได้ก่อตัวเป็นนิวเคลียส

โครงสร้างภายในของเซลล์แบคทีเรียมีความซับซ้อนและมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ไซโตพลาสซึมถูกแยกออกจากผนังเซลล์โดยเยื่อหุ้มเซลล์ ในไซโตพลาสซึมมีสารหลักหรือเมทริกซ์ไรโบโซมและโครงสร้างเมมเบรนจำนวนเล็กน้อยที่ทำหน้าที่หลายอย่าง (อะนาล็อกของไมโตคอนเดรีย, เรติเคิลเอนโดพลาสมิก, อุปกรณ์ Golgi) ไซโตพลาสซึมของเซลล์แบคทีเรียมักประกอบด้วยเม็ดที่มีรูปร่างและขนาดต่างๆ เม็ดอาจประกอบด้วยสารประกอบที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานและคาร์บอน พบหยดไขมันในเซลล์แบคทีเรียด้วย

ในส่วนกลางของเซลล์สารนิวเคลียร์จะถูกแปลเป็นภาษาท้องถิ่น - DNA ซึ่งไม่ได้ถูกคั่นด้วยไซโตพลาสซึมด้วยเมมเบรน นี่คืออะนาล็อกของนิวเคลียส - นิวเคลียส นิวคลอยด์ไม่มีเมมเบรน นิวคลีโอลัส หรือชุดโครโมโซม

วิธีการรับประทาน

แบคทีเรียมีวิธีให้อาหารที่แตกต่างกัน ในหมู่พวกเขามีออโตโทรฟและเฮเทอโรโทรฟ ออโตโทรฟเป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถผลิตสารอินทรีย์เพื่อเป็นสารอาหารได้อย่างอิสระ

พืชต้องการไนโตรเจน แต่ไม่สามารถดูดซับไนโตรเจนจากอากาศได้เอง แบคทีเรียบางชนิดรวมโมเลกุลไนโตรเจนในอากาศเข้ากับโมเลกุลอื่น ๆ ส่งผลให้เกิดสารที่มีอยู่ในพืช

แบคทีเรียเหล่านี้สะสมอยู่ในเซลล์ของรากอ่อน ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของรากที่หนาขึ้น เรียกว่าก้อนเนื้อ ก้อนดังกล่าวก่อตัวบนรากของพืชตระกูลถั่วและพืชอื่น ๆ

รากให้คาร์โบไฮเดรตแก่แบคทีเรีย และแบคทีเรียให้สารที่มีไนโตรเจนแก่รากซึ่งพืชสามารถดูดซึมได้ การอยู่ร่วมกันของพวกเขาเป็นประโยชน์ร่วมกัน

รากพืชจะหลั่งสารอินทรีย์จำนวนมาก (น้ำตาล กรดอะมิโน และอื่นๆ) ที่แบคทีเรียกินเข้าไป ดังนั้นโดยเฉพาะแบคทีเรียจำนวนมากจึงเกาะตัวอยู่ในชั้นดินที่อยู่รอบราก แบคทีเรียเหล่านี้จะเปลี่ยนเศษซากพืชที่ตายแล้วให้เป็นสารที่มีอยู่ในพืช ชั้นดินนี้เรียกว่าไรโซสเฟียร์

มีสมมติฐานหลายประการเกี่ยวกับการแทรกซึมของแบคทีเรียปมเข้าไปในเนื้อเยื่อราก:

ผ่านความเสียหายต่อเนื้อเยื่อผิวหนังชั้นนอกและเยื่อหุ้มสมอง
ผ่านขนราก
ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์อ่อนเท่านั้น
ขอบคุณแบคทีเรียสหายที่ผลิตเอนไซม์เพคติโนไลติก
เนื่องจากการกระตุ้นการสังเคราะห์กรด B-indoleacetic จากทริปโตเฟน ซึ่งมักพบอยู่ในสารคัดหลั่งของรากพืช

กระบวนการนำแบคทีเรียปมเข้าไปในเนื้อเยื่อรากประกอบด้วยสองขั้นตอน:

การติดเชื้อของขนราก
กระบวนการสร้างปม

ในกรณีส่วนใหญ่ เซลล์ที่บุกรุกจะทวีคูณอย่างแข็งขัน ก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าเส้นติดเชื้อ และในรูปแบบของเส้นดังกล่าว จะเคลื่อนเข้าสู่เนื้อเยื่อพืช แบคทีเรียที่เป็นปมที่โผล่ออกมาจากด้ายที่ติดเชื้อจะยังคงเพิ่มจำนวนในเนื้อเยื่อของโฮสต์

เซลล์พืชที่เต็มไปด้วยเซลล์ของแบคทีเรียที่มีการขยายตัวอย่างรวดเร็วจะเริ่มแบ่งตัวอย่างรวดเร็ว การเชื่อมต่อของปมอ่อนกับรากของพืชตระกูลถั่วนั้นเกิดจากการรวมกลุ่มของเส้นใยหลอดเลือด ในระหว่างการทำงาน ก้อนเนื้อมักจะหนาแน่น เมื่อถึงเวลาที่มีกิจกรรมที่เหมาะสมที่สุด ก้อนจะกลายเป็นสีชมพู (ต้องขอบคุณเม็ดสีเลเฮโมโกลบิน) เฉพาะแบคทีเรียที่มีเลฮีโมโกลบินเท่านั้นที่สามารถตรึงไนโตรเจนได้

แบคทีเรียที่เป็นก้อนกลมสร้างปุ๋ยไนโตรเจนได้หลายสิบหลายร้อยกิโลกรัมต่อเฮกตาร์ของดิน

การเผาผลาญอาหาร

แบคทีเรียแตกต่างกันในการเผาผลาญ สำหรับบางคนสิ่งนี้เกิดขึ้นพร้อมกับการมีส่วนร่วมของออกซิเจน สำหรับบางคน - โดยที่ไม่มีมัน

แบคทีเรียส่วนใหญ่กินสารอินทรีย์สำเร็จรูป มีเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้น (สีน้ำเงินเขียวหรือไซยาโนแบคทีเรีย) ที่สามารถสร้างสารอินทรีย์จากอนินทรีย์ได้ มีบทบาทสำคัญในการสะสมของออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของโลก

แบคทีเรียดูดซับสารจากภายนอก ฉีกโมเลกุลออกเป็นชิ้น ๆ ประกอบเปลือกของพวกมันจากส่วนเหล่านี้และเติมเต็มเนื้อหา (นี่คือวิธีที่พวกมันเติบโต) และโยนโมเลกุลที่ไม่จำเป็นออกไป เปลือกและเยื่อหุ้มของแบคทีเรียช่วยให้สามารถดูดซับเฉพาะสารที่จำเป็นเท่านั้น

หากเปลือกและเยื่อหุ้มของแบคทีเรียไม่สามารถซึมผ่านได้อย่างสมบูรณ์ ก็จะไม่มีสารใดเข้าไปในเซลล์ได้ หากสารเหล่านั้นซึมผ่านได้ สารในเซลล์ก็จะผสมกับตัวกลางซึ่งเป็นสารละลายที่แบคทีเรียอาศัยอยู่ เพื่อความอยู่รอด แบคทีเรียจำเป็นต้องมีเปลือกที่ช่วยให้สารที่จำเป็นสามารถผ่านไปได้ แต่ไม่ใช่สารที่ไม่จำเป็น

แบคทีเรียดูดซับสารอาหารที่อยู่ใกล้มัน จะเกิดอะไรขึ้นต่อไป? หากสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ (โดยการขยับแฟลเจลลัมหรือดันเมือกกลับ) ก็จะเคลื่อนที่จนกว่าจะพบสารที่จำเป็น

ถ้ามันไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ มันก็จะรอจนกระทั่งการแพร่กระจาย (ความสามารถของโมเลกุลของสารหนึ่งในการแทรกซึมเข้าไปในกลุ่มโมเลกุลของสารอื่น) จะนำโมเลกุลที่จำเป็นเข้าไป

แบคทีเรียร่วมกับจุลินทรีย์กลุ่มอื่นทำหน้าที่ทางเคมีจำนวนมหาศาล โดยการแปลงสารประกอบต่างๆ พวกมันจะได้รับพลังงานและสารอาหารที่จำเป็นต่อชีวิต กระบวนการเมตาบอลิซึม วิธีการรับพลังงาน และความต้องการวัสดุในการสร้างสารในร่างกายมีความหลากหลายในแบคทีเรีย

แบคทีเรียชนิดอื่นๆ ตอบสนองความต้องการทั้งหมดสำหรับคาร์บอนที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ในร่างกาย โดยแทนที่สารประกอบอนินทรีย์ พวกมันถูกเรียกว่าออโตโทรฟ แบคทีเรียออโตโทรฟิกสามารถสังเคราะห์สารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์ได้ ในหมู่พวกเขาคือ:

การสังเคราะห์ทางเคมี

การใช้พลังงานรังสีเป็นสิ่งสำคัญที่สุด แต่ไม่ใช่วิธีเดียวที่จะสร้างอินทรียวัตถุจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เป็นที่รู้กันว่าแบคทีเรียไม่ได้ใช้แสงแดดเป็นแหล่งพลังงานสำหรับการสังเคราะห์ แต่เป็นพลังงานของพันธะเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตระหว่างการออกซิเดชันของสารประกอบอนินทรีย์บางชนิด - ไฮโดรเจนซัลไฟด์, ซัลเฟอร์, แอมโมเนีย, ไฮโดรเจน, กรดไนตริก, สารประกอบเหล็ก ของเหล็กและแมงกานีส พวกเขาใช้อินทรียวัตถุที่เกิดจากพลังงานเคมีนี้เพื่อสร้างเซลล์ในร่างกาย ดังนั้นกระบวนการนี้เรียกว่าการสังเคราะห์ทางเคมี

กลุ่มจุลินทรีย์สังเคราะห์ทางเคมีที่สำคัญที่สุดคือแบคทีเรียไนตริไฟอิง แบคทีเรียเหล่านี้อาศัยอยู่ในดินและออกซิไดซ์แอมโมเนียที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของสารอินทรีย์ตกค้างเป็นกรดไนตริก หลังทำปฏิกิริยากับสารประกอบแร่ในดินกลายเป็นเกลือของกรดไนตริก กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสองขั้นตอน

แบคทีเรียเหล็กเปลี่ยนเหล็กเป็นเหล็กออกไซด์ เหล็กไฮดรอกไซด์ที่เกิดขึ้นจะเกาะตัวและก่อตัวเป็นแร่เหล็กบึง

จุลินทรีย์บางชนิดมีอยู่เนื่องจากการออกซิเดชันของโมเลกุลไฮโดรเจน ดังนั้นจึงให้วิธีการทางโภชนาการแบบออโตโทรฟิค

คุณลักษณะเฉพาะของแบคทีเรียไฮโดรเจนคือความสามารถในการเปลี่ยนไปสู่วิถีชีวิตแบบเฮเทอโรโทรฟิคเมื่อได้รับสารประกอบอินทรีย์และไม่มีไฮโดรเจน

ดังนั้น chemoautotrophs จึงเป็นออโตโทรฟทั่วไปเนื่องจากพวกมันสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ที่จำเป็นจากสารอนินทรีย์อย่างอิสระและไม่ได้นำพวกมันสำเร็จรูปจากสิ่งมีชีวิตอื่นเช่นเฮเทอโรโทรฟ แบคทีเรียเคมีบำบัดแตกต่างจากพืชโฟโตโทรฟิคตรงที่พวกมันเป็นอิสระจากแสงเป็นแหล่งพลังงาน

การสังเคราะห์ด้วยแสงของแบคทีเรีย

แบคทีเรียกำมะถันที่มีเม็ดสี (สีม่วง, สีเขียว) ซึ่งมีเม็ดสีเฉพาะ - แบคทีเรียคลอโรฟิลล์สามารถดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ได้ด้วยความช่วยเหลือซึ่งทำให้ไฮโดรเจนซัลไฟด์ในร่างกายถูกทำลายและปล่อยอะตอมไฮโดรเจนเพื่อฟื้นฟูสารประกอบที่เกี่ยวข้อง กระบวนการนี้มีอะไรเหมือนกันมากกับการสังเคราะห์ด้วยแสง และแตกต่างตรงที่ในแบคทีเรียสีม่วงและสีเขียว ผู้บริจาคไฮโดรเจนคือไฮโดรเจนซัลไฟด์ (บางครั้งก็เป็นกรดคาร์บอกซิลิก) และในพืชสีเขียวก็คือน้ำ ในทั้งสองอย่างการแยกและการถ่ายโอนไฮโดรเจนเกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานของรังสีดวงอาทิตย์ที่ถูกดูดซับ

การสังเคราะห์ด้วยแสงของแบคทีเรียซึ่งเกิดขึ้นโดยไม่มีการปล่อยออกซิเจนเรียกว่าการลดแสง การลดคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยแสงนั้นสัมพันธ์กับการถ่ายโอนไฮโดรเจนไม่ใช่จากน้ำ แต่จากไฮโดรเจนซัลไฟด์:

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

ความสำคัญทางชีวภาพของการสังเคราะห์ทางเคมีและการสังเคราะห์ด้วยแสงของแบคทีเรียในระดับดาวเคราะห์นั้นค่อนข้างเล็ก มีเพียงแบคทีเรียสังเคราะห์ทางเคมีเท่านั้นที่มีบทบาทสำคัญในกระบวนการหมุนเวียนของกำมะถันในธรรมชาติ ซัลเฟอร์จะถูกดูดซึมโดยพืชสีเขียวในรูปของเกลือของกรดซัลฟิวริกและกลายเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลโปรตีน นอกจากนี้ เมื่อซากพืชและสัตว์ที่ตายแล้วถูกทำลายโดยแบคทีเรียที่เน่าเปื่อย ซัลเฟอร์จะถูกปล่อยออกมาในรูปของไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซึ่งถูกออกซิไดซ์โดยแบคทีเรียซัลเฟอร์จนกลายเป็นกำมะถันอิสระ (หรือกรดซัลฟิวริก) ทำให้เกิดซัลไฟต์ในดินที่พืชสามารถเข้าถึงได้ แบคทีเรียเคมีบำบัดและโฟโตออโตโทรฟิคมีความสำคัญในวงจรไนโตรเจนและซัลเฟอร์

การสร้างสปอร์

สปอร์ก่อตัวภายในเซลล์แบคทีเรีย ในระหว่างกระบวนการสร้างสปอร์ เซลล์แบคทีเรียจะผ่านกระบวนการทางชีวเคมีหลายอย่าง ปริมาณน้ำอิสระในนั้นลดลงและกิจกรรมของเอนไซม์ลดลง สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความต้านทานของสปอร์ต่อสภาวะแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย (อุณหภูมิสูง ความเข้มข้นของเกลือสูง การแห้ง ฯลฯ) การสร้างสปอร์เป็นลักษณะของแบคทีเรียกลุ่มเล็กๆ เท่านั้น

สปอร์เป็นขั้นตอนเสริมในวงจรชีวิตของแบคทีเรีย การสร้างสปอร์เริ่มต้นจากการขาดสารอาหารหรือการสะสมของผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญเท่านั้น แบคทีเรียในรูปสปอร์สามารถคงอยู่เฉยๆได้เป็นเวลานาน สปอร์ของแบคทีเรียสามารถทนต่อการเดือดเป็นเวลานานและการแช่แข็งที่ยาวนานมาก เมื่อสภาวะเอื้ออำนวยสปอร์จะงอกและมีชีวิตได้ สปอร์ของแบคทีเรียเป็นการปรับตัวเพื่อความอยู่รอดในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย

การสืบพันธุ์

แบคทีเรียสืบพันธุ์โดยการแบ่งเซลล์หนึ่งออกเป็นสองเซลล์ เมื่อถึงขนาดที่กำหนด แบคทีเรียจะแบ่งออกเป็นแบคทีเรียที่เหมือนกันสองตัว จากนั้นพวกมันแต่ละตัวก็เริ่มกินอาหาร เติบโต แบ่งตัว และอื่นๆ

หลังจากการยืดตัวของเซลล์ กะบังตามขวางจะค่อยๆ ก่อตัวขึ้น จากนั้นเซลล์ลูกสาวจะแยกออกจากกัน ในแบคทีเรียหลายชนิด หลังจากแบ่งเซลล์แล้ว ภายใต้เงื่อนไขบางประการ เซลล์ยังคงเชื่อมต่อกันเป็นกลุ่มลักษณะเฉพาะ ในกรณีนี้ ขึ้นอยู่กับทิศทางของระนาบการแบ่งและจำนวนการแบ่ง รูปร่างที่แตกต่างกันจะเกิดขึ้น การสืบพันธุ์โดยการแตกหน่อเกิดขึ้นเป็นข้อยกเว้นในแบคทีเรีย

ภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวย การแบ่งเซลล์ในแบคทีเรียจำนวนมากจะเกิดขึ้นทุกๆ 20-30 นาที ด้วยการแพร่พันธุ์อย่างรวดเร็วเช่นนี้ ลูกของแบคทีเรียหนึ่งตัวใน 5 วันจะสามารถสร้างมวลที่เต็มทะเลและมหาสมุทรได้ การคำนวณอย่างง่ายแสดงให้เห็นว่าสามารถเกิดขึ้นได้ 72 รุ่น (720,000,000,000,000,000,000 เซลล์) ต่อวัน หากแปลงเป็นน้ำหนัก - 4720 ตัน อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติ เนื่องจากแบคทีเรียส่วนใหญ่ตายอย่างรวดเร็วภายใต้อิทธิพลของแสงแดด ทำให้แห้ง ขาดอาหาร อุณหภูมิถึง 65-100°C ซึ่งเป็นผลมาจากการต่อสู้ระหว่างสายพันธุ์ เป็นต้น

แบคทีเรีย (1) เมื่อดูดซึมอาหารได้เพียงพอ จะเพิ่มขนาด (2) และเริ่มเตรียมการสืบพันธุ์ (การแบ่งเซลล์) DNA ของมัน (ในแบคทีเรีย โมเลกุล DNA จะถูกปิดอยู่ในวงแหวน) จะเพิ่มเป็นสองเท่า (แบคทีเรียสร้างสำเนาของโมเลกุลนี้) โมเลกุล DNA ทั้งสอง (3,4) พบว่าตัวเองติดอยู่กับผนังของแบคทีเรีย และเมื่อแบคทีเรียยืดออก ก็จะแยกออกจากกัน (5,6) ขั้นแรกนิวคลีโอไทด์จะแบ่งตัว จากนั้นจึงเกิดไซโตพลาสซึม

หลังจากการแยกโมเลกุล DNA ทั้งสองออกจากกัน เกิดการหดตัวบนแบคทีเรีย ซึ่งค่อยๆ แบ่งร่างกายของแบคทีเรียออกเป็นสองส่วน โดยแต่ละส่วนจะมีโมเลกุล DNA (7)

มันเกิดขึ้น (ใน Bacillus subtilis) ที่แบคทีเรียสองตัวเกาะติดกันและมีสะพานเชื่อมระหว่างพวกมัน (1,2)

จัมเปอร์ขนส่ง DNA จากแบคทีเรียหนึ่งไปยังอีกแบคทีเรียหนึ่ง (3) เมื่ออยู่ในแบคทีเรียตัวเดียว โมเลกุล DNA จะพันกัน และเกาะติดกันในบางแห่ง (4) จากนั้นจึงแลกเปลี่ยนส่วนต่างๆ (5)

บทบาทของแบคทีเรียในธรรมชาติ

ไกร์

แบคทีเรียเป็นตัวเชื่อมโยงที่สำคัญที่สุดในวัฏจักรทั่วไปของสารในธรรมชาติ พืชสร้างสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนจากคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และเกลือแร่ในดิน สารเหล่านี้กลับคืนสู่ดินพร้อมกับเชื้อราที่ตายแล้ว พืช และซากสัตว์ แบคทีเรียจะสลายสารที่ซับซ้อนให้กลายเป็นสารง่ายๆ จากนั้นพืชจึงนำไปใช้

แบคทีเรียทำลายสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนของพืชที่ตายแล้วและซากสัตว์ การขับถ่ายของสิ่งมีชีวิตและของเสียต่างๆ แบคทีเรีย saprophytic ที่สลายตัวโดยการกินสารอินทรีย์เหล่านี้จะเปลี่ยนพวกมันให้กลายเป็นฮิวมัส สิ่งเหล่านี้เป็นระเบียบเรียบร้อยของโลกของเรา ดังนั้นแบคทีเรียจึงมีส่วนร่วมในวงจรของสารในธรรมชาติ

การก่อตัวของดิน

เนื่องจากแบคทีเรียกระจายตัวไปเกือบทุกที่และเกิดขึ้นเป็นจำนวนมาก แบคทีเรียจึงกำหนดกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในธรรมชาติเป็นส่วนใหญ่ ในฤดูใบไม้ร่วงใบไม้ของต้นไม้และพุ่มไม้ร่วงหล่นยอดหญ้าเหนือพื้นดินตายกิ่งเก่าร่วงหล่นและลำต้นของต้นไม้เก่าก็ร่วงหล่นเป็นครั้งคราว ทั้งหมดนี้ค่อยๆ กลายเป็นฮิวมัส ใน 1 ซม.3 ชั้นผิวของดินป่าประกอบด้วยแบคทีเรียในดิน saprophytic หลายร้อยล้านชนิด แบคทีเรียเหล่านี้เปลี่ยนฮิวมัสให้เป็นแร่ธาตุต่างๆ ที่สามารถดูดซึมได้จากดินโดยรากพืช

แบคทีเรียในดินบางชนิดสามารถดูดซับไนโตรเจนจากอากาศเพื่อใช้ในกระบวนการสำคัญได้ แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนเหล่านี้อาศัยอยู่อย่างอิสระหรืออาศัยอยู่ที่รากของพืชตระกูลถั่ว เมื่อเจาะรากของพืชตระกูลถั่วแล้วแบคทีเรียเหล่านี้ทำให้เกิดการเจริญเติบโตของเซลล์รากและการก่อตัวของก้อนบนพวกมัน

แบคทีเรียเหล่านี้ผลิตสารประกอบไนโตรเจนที่พืชใช้ แบคทีเรียได้รับคาร์โบไฮเดรตและเกลือแร่จากพืช ดังนั้นจึงมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดระหว่างพืชตระกูลถั่วกับแบคทีเรียที่เป็นปมซึ่งเป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตทั้งสองและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า symbiosis

ต้องขอบคุณ symbiosis กับแบคทีเรียที่เป็นปมทำให้พืชตระกูลถั่วทำให้ดินมีไนโตรเจนเพิ่มขึ้นซึ่งช่วยเพิ่มผลผลิต

การกระจายตัวในธรรมชาติ

จุลินทรีย์มีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่ง ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือหลุมอุกกาบาตของภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นและพื้นที่เล็กๆ ที่ศูนย์กลางของระเบิดปรมาณู ทั้งอุณหภูมิต่ำของทวีปแอนตาร์กติกาหรือกระแสน้ำเดือดของไกเซอร์หรือสารละลายเกลืออิ่มตัวในสระน้ำเกลือหรือความร้อนแรงของยอดเขาหรือการฉายรังสีอย่างรุนแรงของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะรบกวนการดำรงอยู่และการพัฒนาของจุลินทรีย์ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีปฏิสัมพันธ์กับจุลินทรีย์อยู่ตลอดเวลา ซึ่งไม่เพียงแต่เป็นแหล่งกักเก็บเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผู้จัดจำหน่ายด้วย จุลินทรีย์เป็นสิ่งมีชีวิตพื้นเมืองในโลกของเรา โดยกระตือรือร้นในการสำรวจพื้นผิวตามธรรมชาติที่น่าทึ่งที่สุด

จุลินทรีย์ในดิน

จำนวนแบคทีเรียในดินมีขนาดใหญ่มาก - หลายร้อยล้านและพันล้านตัวต่อกรัม มีอยู่ในดินมากกว่าในน้ำและอากาศ จำนวนแบคทีเรียทั้งหมดในดินเปลี่ยนแปลงไป จำนวนแบคทีเรียขึ้นอยู่กับชนิดของดิน สภาพ และความลึกของชั้นดิน

บนพื้นผิวของอนุภาคดิน จุลินทรีย์จะอยู่ในไมโครโคโลนีขนาดเล็ก (เซลล์ละ 20-100 เซลล์) พวกมันมักก่อตัวขึ้นตามความหนาของก้อนอินทรียวัตถุ บนรากพืชที่มีชีวิตและกำลังจะตาย ในเส้นเลือดฝอยบาง ๆ และก้อนภายใน

จุลินทรีย์ในดินมีความหลากหลายมาก มีกลุ่มแบคทีเรียทางสรีรวิทยาที่แตกต่างกัน: แบคทีเรียที่เน่าเปื่อย, แบคทีเรียไนตริไฟดิ้ง, แบคทีเรียตรึงไนโตรเจน, แบคทีเรียซัลเฟอร์ ฯลฯ ในหมู่พวกเขามีแอโรบีและแอนแอโรบีสสปอร์และรูปแบบที่ไม่ใช่สปอร์ จุลินทรีย์เป็นปัจจัยหนึ่งในการสร้างดิน

พื้นที่พัฒนาจุลินทรีย์ในดินเป็นบริเวณที่อยู่ติดกับรากของพืชที่มีชีวิต มันถูกเรียกว่าไรโซสเฟียร์และจำนวนจุลินทรีย์ทั้งหมดที่มีอยู่ในนั้นเรียกว่าจุลินทรีย์ไรโซสเฟียร์

จุลินทรีย์ของอ่างเก็บน้ำ

น้ำเป็นสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติที่จุลินทรีย์พัฒนาขึ้นเป็นจำนวนมาก ส่วนใหญ่จะลงไปในน้ำจากดิน ปัจจัยที่กำหนดจำนวนแบคทีเรียในน้ำและการมีอยู่ของสารอาหารในน้ำ น้ำที่สะอาดที่สุดมาจากบ่อบาดาลและน้ำพุ อ่างเก็บน้ำและแม่น้ำเปิดอุดมไปด้วยแบคทีเรียมาก แบคทีเรียจำนวนมากที่สุดพบได้ในชั้นผิวน้ำใกล้กับชายฝั่งมากขึ้น เมื่อคุณเคลื่อนออกจากชายฝั่งและเพิ่มความลึก จำนวนแบคทีเรียจะลดลง

น้ำสะอาดมีแบคทีเรีย 100-200 ตัวต่อมิลลิลิตร และน้ำเสียมีแบคทีเรีย 100-300,000 ตัวขึ้นไป มีแบคทีเรียจำนวนมากในตะกอนด้านล่าง โดยเฉพาะในชั้นผิวซึ่งแบคทีเรียจะก่อตัวเป็นแผ่นฟิล์ม ฟิล์มนี้มีแบคทีเรียกำมะถันและเหล็กจำนวนมาก ซึ่งออกซิไดซ์ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นกรดซัลฟิวริก และด้วยเหตุนี้จึงป้องกันไม่ให้ปลาตาย มีรูปแบบที่มีสปอร์มากกว่าในตะกอน ในขณะที่รูปแบบที่ไม่มีสปอร์จะมีอิทธิพลเหนือกว่าในน้ำ

ในแง่ขององค์ประกอบของสายพันธุ์ จุลินทรีย์ของน้ำจะคล้ายกับจุลินทรีย์ในดิน แต่ก็มีรูปแบบเฉพาะเช่นกัน โดยการทำลายของเสียต่างๆ ที่ลงไปในน้ำ จุลินทรีย์จะค่อยๆ ดำเนินการที่เรียกว่าการทำให้น้ำบริสุทธิ์ทางชีวภาพ

จุลินทรีย์ในอากาศ

จุลินทรีย์ในอากาศมีจำนวนน้อยกว่าจุลินทรีย์ในดินและน้ำ แบคทีเรียลอยขึ้นไปในอากาศพร้อมกับฝุ่น สามารถคงอยู่ที่นั่นได้ระยะหนึ่ง จากนั้นจึงตกลงบนพื้นผิวโลกและตายเนื่องจากขาดสารอาหารหรือภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต จำนวนจุลินทรีย์ในอากาศขึ้นอยู่กับพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ ภูมิประเทศ ช่วงเวลาของปี มลพิษจากฝุ่น ฯลฯ ฝุ่นแต่ละจุดเป็นพาหะของจุลินทรีย์ แบคทีเรียส่วนใหญ่อยู่ในอากาศเหนือสถานประกอบการอุตสาหกรรม อากาศในชนบทก็สะอาดขึ้น อากาศที่สะอาดที่สุดอยู่เหนือป่าไม้ ภูเขา และพื้นที่ที่เต็มไปด้วยหิมะ อากาศชั้นบนมีจุลินทรีย์น้อยลง จุลินทรีย์ในอากาศประกอบด้วยแบคทีเรียที่มีเม็ดสีและมีสปอร์จำนวนมาก ซึ่งมีความทนทานต่อรังสีอัลตราไวโอเลตได้ดีกว่าชนิดอื่นๆ

จุลินทรีย์ของร่างกายมนุษย์

ร่างกายมนุษย์แม้จะมีสุขภาพดีอย่างสมบูรณ์ แต่ก็เป็นพาหะของจุลินทรีย์อยู่เสมอ เมื่อร่างกายมนุษย์สัมผัสกับอากาศและดิน จุลินทรีย์ต่างๆ รวมถึงเชื้อโรค (บาดทะยัก แบคทีเรียเนื้อตายเน่าก๊าซ ฯลฯ) จะเกาะอยู่บนเสื้อผ้าและผิวหนัง ส่วนที่สัมผัสบ่อยที่สุดของร่างกายมนุษย์มีการปนเปื้อน พบเชื้อ E. coli และ staphylococci บนมือ ในช่องปากมีจุลินทรีย์มากกว่า 100 ชนิด ปากซึ่งมีอุณหภูมิ ความชื้น และสารอาหารตกค้าง จึงเป็นสภาพแวดล้อมที่ดีเยี่ยมสำหรับการพัฒนาของจุลินทรีย์

กระเพาะอาหารมีปฏิกิริยาเป็นกรด จุลินทรีย์ส่วนใหญ่ในกระเพาะอาหารจึงตาย เริ่มต้นจากลำไส้เล็กปฏิกิริยาจะกลายเป็นด่างเช่น เป็นผลดีต่อจุลินทรีย์ จุลินทรีย์ในลำไส้ใหญ่มีความหลากหลายมาก ผู้ใหญ่แต่ละคนจะขับถ่ายแบคทีเรียประมาณ 18 พันล้านครั้งต่อวัน เช่น บุคคลมากกว่าคนบนโลก

อวัยวะภายในที่ไม่เชื่อมต่อกับสภาพแวดล้อมภายนอก (สมอง หัวใจ ตับ กระเพาะปัสสาวะ ฯลฯ) มักจะปราศจากจุลินทรีย์ จุลินทรีย์เข้าสู่อวัยวะเหล่านี้เฉพาะในช่วงเจ็บป่วยเท่านั้น

แบคทีเรียในวัฏจักรของสาร

จุลินทรีย์โดยทั่วไปและโดยเฉพาะอย่างยิ่งแบคทีเรียมีบทบาทสำคัญในวัฏจักรที่มีความสำคัญทางชีวภาพของสารบนโลก โดยทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่ไม่สามารถเข้าถึงได้โดยพืชหรือสัตว์ ระยะต่างๆ ของวัฏจักรขององค์ประกอบดำเนินไปโดยสิ่งมีชีวิตประเภทต่างๆ การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตแต่ละกลุ่มขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีขององค์ประกอบที่ดำเนินการโดยกลุ่มอื่น

วัฏจักรไนโตรเจน

การเปลี่ยนแปลงแบบวงจรของสารประกอบไนโตรเจนมีบทบาทสำคัญในการจัดหาไนโตรเจนในรูปแบบที่จำเป็นให้กับสิ่งมีชีวิตในชีวมณฑลที่มีความต้องการทางโภชนาการที่แตกต่างกัน มากกว่า 90% ของการตรึงไนโตรเจนทั้งหมดเกิดจากกิจกรรมการเผาผลาญของแบคทีเรียบางชนิด

วัฏจักรคาร์บอน

การเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพของคาร์บอนอินทรีย์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ควบคู่ไปกับการลดลงของโมเลกุลออกซิเจน จำเป็นต้องมีกิจกรรมการเผาผลาญร่วมกันของจุลินทรีย์ต่างๆ แบคทีเรียแอโรบิกจำนวนมากทำปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารอินทรีย์โดยสมบูรณ์ ภายใต้สภาวะที่ใช้ออกซิเจน สารประกอบอินทรีย์จะถูกสลายขั้นต้นโดยการหมัก และผลิตภัณฑ์อินทรีย์ขั้นสุดท้ายของการหมักจะถูกออกซิไดซ์เพิ่มเติมโดยการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน หากมีตัวรับไฮโดรเจนอนินทรีย์ (ไนเตรต ซัลเฟต หรือ CO 2 ) อยู่

วัฏจักรซัลเฟอร์

ซัลเฟอร์มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่อยู่ในรูปของซัลเฟตที่ละลายน้ำได้หรือสารประกอบกำมะถันอินทรีย์ที่ลดลง

วัฏจักรเหล็ก

แหล่งน้ำจืดบางแห่งมีเกลือของธาตุเหล็กที่มีความเข้มข้นสูง ในสถานที่ดังกล่าวจุลินทรีย์ในแบคทีเรียโดยเฉพาะจะพัฒนา - แบคทีเรียเหล็กซึ่งออกซิไดซ์ธาตุเหล็กที่ลดลง พวกเขามีส่วนร่วมในการก่อตัวของแร่เหล็กในบึงและแหล่งน้ำที่อุดมไปด้วยเกลือของเหล็ก

แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุด ปรากฏตัวเมื่อประมาณ 3.5 พันล้านปีก่อนใน Archean เป็นเวลาประมาณ 2.5 พันล้านปีที่พวกเขาครองโลก ก่อตัวเป็นชีวมณฑล และมีส่วนร่วมในการก่อตัวของชั้นบรรยากาศออกซิเจน

แบคทีเรียเป็นหนึ่งในสิ่งมีชีวิตที่มีโครงสร้างเรียบง่ายที่สุด (ยกเว้นไวรัส) เชื่อกันว่าเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดแรกที่ปรากฏบนโลก

ชีวิตบนโลกของเราเริ่มต้นด้วยแบคทีเรีย นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่านี่คือจุดสิ้นสุดของเรื่อง มีเรื่องตลกว่าเมื่อมนุษย์ต่างดาวศึกษาโลก พวกเขาไม่เข้าใจว่าใครเป็นเจ้าของที่แท้จริง - คนหรือบาซิลลัส ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจที่สุดเกี่ยวกับแบคทีเรียถูกเลือกไว้ด้านล่าง

แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่แยกจากกันซึ่งสืบพันธุ์โดยการแบ่ง ยิ่งแหล่งที่อยู่อาศัยดีเท่าไรก็ยิ่งแบ่งตัวเร็วขึ้นเท่านั้น จุลินทรีย์เหล่านี้อาศัยอยู่ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด เช่นเดียวกับในน้ำ อาหาร ต้นไม้เน่า และพืช

รายการไม่ได้จำกัดอยู่เพียงเท่านี้ แบคทีเรียสามารถอยู่รอดได้ดีบนวัตถุที่มนุษย์สัมผัส ตัวอย่างเช่น บนราวจับในการขนส่งสาธารณะ บนที่จับตู้เย็น บนปลายดินสอ ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับแบคทีเรียถูกค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา จากการสังเกตของพวกเขา จุลินทรีย์ "ที่กำลังหลับ" อาศัยอยู่บนดาวอังคาร นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่านี่เป็นหนึ่งในข้อพิสูจน์ของการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่น นอกจากนี้ในความเห็นของพวกเขา แบคทีเรียจากต่างดาวสามารถ "ฟื้นคืนชีพ" บนโลกได้

จุลินทรีย์ถูกตรวจสอบครั้งแรกในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ Antonius van Leeuwenhoek เมื่อปลายศตวรรษที่ 17 ปัจจุบันมีแบคทีเรียที่รู้จักประมาณสองพันสายพันธุ์ ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็น:

เป็นอันตราย;
มีประโยชน์;
เป็นกลาง.

ในขณะเดียวกัน ผู้ที่เป็นอันตรายมักจะต่อสู้กับผู้ที่เป็นประโยชน์และเป็นกลาง นี่เป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดว่าทำไมคนเราถึงป่วย

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจที่สุด

โดยทั่วไปแล้ว สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวมีส่วนร่วมในทุกกระบวนการของชีวิต

แบคทีเรียและผู้คน

ตั้งแต่แรกเกิด บุคคลจะเข้าสู่โลกที่เต็มไปด้วยจุลินทรีย์หลากหลายชนิด บ้างก็ช่วยให้เขามีชีวิตรอด บ้างก็ทำให้เกิดการติดเชื้อและโรคต่างๆ

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจที่สุดเกี่ยวกับแบคทีเรียและผู้คน:

ปรากฎว่าบาซิลลัสสามารถรักษาบุคคลได้อย่างสมบูรณ์หรือทำลายสายพันธุ์ของเรา ปัจจุบันสารพิษจากแบคทีเรียมีอยู่แล้ว

แบคทีเรียช่วยให้เรารอดได้อย่างไร?

ต่อไปนี้เป็นข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์:

แบคทีเรียบางประเภทช่วยปกป้องผู้คนจากการแพ้
ด้วยความช่วยเหลือของแบคทีเรีย คุณสามารถกำจัดของเสียอันตราย (เช่น ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม)
หากไม่มีจุลินทรีย์ในลำไส้ บุคคลก็ไม่สามารถอยู่รอดได้

จะบอกเด็กเกี่ยวกับแบคทีเรียได้อย่างไร?

เด็กพร้อมที่จะพูดคุยเกี่ยวกับแบคทีเรียเมื่ออายุ 3-4 ปี เพื่อถ่ายทอดข้อมูลอย่างถูกต้องควรบอกข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับแบคทีเรีย ตัวอย่างเช่น สำหรับเด็ก สิ่งสำคัญมากคือต้องเข้าใจว่าจุลินทรีย์ที่ชั่วร้ายและดีก็มีอยู่ ที่คนดีสามารถเปลี่ยนนมเป็นนมอบหมักได้ และยังช่วยย่อยอาหารอีกด้วย

ต้องให้ความสนใจกับแบคทีเรียชั่วร้าย บอกพวกเขาว่ามันเล็กมากจึงมองไม่เห็น ว่าเมื่อพวกเขาเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ จะมีจุลินทรีย์จำนวนมากอย่างรวดเร็ว และพวกมันก็เริ่มกินเราจากภายใน

เด็กต้องรู้ที่จะป้องกันไม่ให้จุลินทรีย์ชั่วร้ายเข้าสู่ร่างกาย:

ล้างมือให้สะอาดหลังจากออกไปข้างนอกและก่อนรับประทานอาหาร
อย่ากินของหวานมากนัก
รับวัคซีน.

วิธีที่ดีที่สุดในการสาธิตแบคทีเรียคือผ่านรูปภาพและสารานุกรม

นักเรียนทุกคนควรรู้อะไรบ้าง?

สำหรับลูกคนโต ไม่ควรพูดถึงเชื้อโรค แต่เกี่ยวกับแบคทีเรียจะดีกว่า สิ่งสำคัญคือต้องให้เหตุผลสำหรับข้อเท็จจริงที่น่าสนใจสำหรับเด็กนักเรียน นั่นคือเมื่อพูดถึงความสำคัญของการล้างมือ คุณสามารถบอกได้ว่าแบคทีเรียที่เป็นอันตราย 340 อาณานิคมอาศัยอยู่บนที่จับโถสุขภัณฑ์

คุณสามารถค้นหาข้อมูลร่วมกันเกี่ยวกับแบคทีเรียที่ทำให้เกิดฟันผุได้ และบอกนักเรียนด้วยว่าช็อกโกแลตในปริมาณเล็กน้อยมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรีย

แม้แต่นักเรียนชั้นประถมศึกษาก็สามารถเข้าใจว่าวัคซีนคืออะไร นี่คือเมื่อมีไวรัสหรือแบคทีเรียจำนวนเล็กน้อยเข้าสู่ร่างกายและระบบภูมิคุ้มกันจะเอาชนะมันได้ ด้วยเหตุนี้การฉีดวัคซีนจึงเป็นเรื่องสำคัญมาก

ตั้งแต่วัยเด็กควรมีความเข้าใจว่าประเทศของแบคทีเรียเป็นโลกทั้งใบที่ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างถี่ถ้วน และตราบใดที่จุลินทรีย์เหล่านี้ยังมีอยู่ สายพันธุ์มนุษย์ก็ยังดำรงอยู่

คนแคระและยักษ์ท่ามกลางแบคทีเรีย

การสืบพันธุ์ของ Epulopiscium

ไข่มุกกำมะถันนามิเบีย

การศึกษาไธโอมาร์การิต้า

วิกเตอร์ ออสตรอฟสกี้, Samogo.Net

แบคทีเรียเป็นรูปแบบของชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดบนโลก

Thiomargarita namibiensis หรือไข่มุกกำมะถันนามิเบีย เป็นชื่อของแบคทีเรียที่ใหญ่ที่สุดที่มนุษย์รู้จัก คุณไม่จำเป็นต้องมีกล้องจุลทรรศน์เพื่อดูมัน ความยาวของมันคือ 750 ไมครอน นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันค้นพบยักษ์แห่งพิภพเล็ก ๆ ในน่านน้ำด้านล่างระหว่างการสำรวจบนเรือวิทยาศาสตร์ของรัสเซีย

Epulopiscium fishelsoni อาศัยอยู่ในลำไส้ของปลาศัลยแพทย์ และมีความยาว 700 ไมครอน ปริมาตรของแบคทีเรียนี้มากกว่าปริมาตรของจุลินทรีย์ขนาดมาตรฐานถึง 2,000 เท่า สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวขนาดใหญ่นี้เดิมพบในปลาศัลยแพทย์ที่อาศัยอยู่ในทะเลแดง แต่ต่อมาถูกพบในปลาสายพันธุ์อื่นๆ ในพื้นที่เกรทแบร์ริเออร์รีฟ
Spirochetes เป็นแบคทีเรียที่มีเซลล์รูปก้นหอยยาว มือถือมาก. พวกมันอาศัยอยู่ในน้ำ ดิน หรือสารอาหารอื่นๆ สไปโรเชตหลายชนิดเป็นสาเหตุของโรคร้ายแรงในมนุษย์ในขณะที่พันธุ์อื่น ๆ เป็นซาโปรไฟต์ - พวกมันสลายอินทรียวัตถุที่ตายแล้ว แบคทีเรียเหล่านี้สามารถเติบโตได้ยาวถึง 250 ไมครอน
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นจุลินทรีย์ที่เก่าแก่ที่สุด นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบผลิตภัณฑ์จากกิจกรรมสำคัญของพวกเขาซึ่งมีอายุมากกว่า 3.5 พันล้านปี สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของแพลงก์ตอนในมหาสมุทรและผลิตออกซิเจน 20-40% บนโลก สาหร่ายเกลียวทองตากแห้ง บด และเติมลงในอาหาร การสังเคราะห์ด้วยแสงด้วยออกซิเจนเป็นลักษณะของสาหร่ายและพืชชั้นสูง ไซยาโนแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่ผลิตออกซิเจนในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ต้องขอบคุณไซยาโนแบคทีเรียที่ทำให้ออกซิเจนจำนวนมากปรากฏในชั้นบรรยากาศของโลก ความกว้างของเซลล์ของแบคทีเรียเหล่านี้แตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.5 ถึง 100 ไมครอน

Actinomycetes อาศัยอยู่ในลำไส้ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ เส้นผ่านศูนย์กลางคือ 0.4-1.5 ไมครอน Actinomycetes มีรูปแบบที่ก่อให้เกิดโรคซึ่งอาศัยอยู่ในคราบฟันและในระบบทางเดินหายใจของมนุษย์ ต้องขอบคุณแอคติโนไมซีเตสที่ทำให้มนุษย์ได้สัมผัสกับ “กลิ่นของฝน” ที่เฉพาะเจาะจง
เบจเจียตัว อัลบา. โปรตีโอแบคทีเรียในสกุลนี้อาศัยอยู่ในบริเวณที่อุดมไปด้วยกำมะถัน แม่น้ำสด และทะเล ขนาดของแบคทีเรียเหล่านี้คือ 10x50 ไมครอน
Azotobacter มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1-2 ไมครอน อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างหรือเป็นกลางเล็กน้อย มีบทบาทสำคัญในวัฏจักรไนโตรเจน เพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน และกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช
Mycoplasma mycoides เป็นสาเหตุของโรคปอดในวัวและแพะ เซลล์เหล่านี้มีขนาด 0.25-0.75 ไมครอน แบคทีเรียไม่มีเปลือกแข็ง แต่ได้รับการปกป้องจากสภาพแวดล้อมภายนอกด้วยเมมเบรนไซโตพลาสซึมเท่านั้น จีโนมของแบคทีเรียประเภทนี้เป็นหนึ่งในจีโนมที่ง่ายที่สุด

บทบาทของแบคทีเรียในธรรมชาติ

หากเด็กเกิดจากการผ่าตัดคลอด ร่างกายของทารกจะถูกสะสมโดยจุลินทรีย์ที่ไม่เกี่ยวข้องกัน เป็นผลให้ภูมิคุ้มกันตามธรรมชาติของเขาลดลงและความเสี่ยงต่อการเกิดอาการแพ้เพิ่มขึ้น เมื่ออายุได้ 3 ขวบ ไมโครไบโอมของเด็กส่วนใหญ่จะโตเต็มที่ แต่ละคนมีจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในตัวเขาเอง

มนุษย์ใช้แบคทีเรียในการผลิตยาและผลิตภัณฑ์อาหาร พวกเขาสลายสารประกอบอินทรีย์ ทำให้บริสุทธิ์ และเปลี่ยนของเสียสกปรกให้เป็นน้ำที่ไม่เป็นอันตราย จุลินทรีย์ในดินผลิตสารประกอบไนโตรเจนที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของพืช สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวประมวลผลอินทรียวัตถุอย่างแข็งขันและดำเนินการหมุนเวียนของสารในธรรมชาติซึ่งเป็นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรา