Naudingos ir kenksmingos bakterijos. Kokios bakterijos yra pavojingiausios žmogui? Bakterijų karalystė – bendrosios charakteristikos

Tyrimo istorija

Bendrosios mikrobiologijos ir bakterijų vaidmens gamtoje tyrimo pagrindus padėjo Beijerinckas, Martinusas Willemas ir Vinogradskis, Sergejus Nikolajevičius.

Bakterijų ląstelių sandaros tyrimai prasidėjo praėjusio amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje išradus elektroninį mikroskopą. 1937 metais E. Chatton pasiūlė visus organizmus suskirstyti pagal ląstelių sandaros tipą į prokariotus ir eukariotus, o 1961 metais Steinier ir Van Niel pagaliau įformino šį padalijimą. Molekulinės biologijos raida paskatino 1977 m. K. Woese'ą atrasti esminius skirtumus tarp pačių prokariotų: tarp bakterijų ir archėjų.

Struktūra

Didžioji dauguma bakterijų (išskyrus aktinomicetus ir siūlines cianobakterijas) yra vienaląstės. Pagal ląstelių formą jos gali būti apvalios (kokai), lazdelės (bacilos, klostridijos, pseudomonados), vingiuotos (vibrijos, spirilės, spirochetos), rečiau – žvaigždinės, tetraedrinės, kubinės, C arba O- formos. Forma lemia bakterijų gebėjimus, tokius kaip prisitvirtinimas prie paviršiaus, mobilumas ir maistinių medžiagų įsisavinimas. Pavyzdžiui, buvo pastebėta, kad oligotrofai, ty bakterijos, turinčios mažai maistinių medžiagų aplinkoje, linkusios padidinti paviršiaus ir tūrio santykį, pavyzdžiui, susidarant ataugoms (vadinamiesiems prostek). .

Iš reikalingų ląstelių struktūros yra trys:

CPM išorėje yra keli sluoksniai (ląstelės sienelė, kapsulė, gleivinė), vadinami ląstelės membrana , ir paviršiaus struktūros(vėliava, gaureliai). MUT ir citoplazma yra sujungti į koncepciją protoplastas.

Protoplasto struktūra

CPM riboja ląstelės (citoplazmos) turinį iš išorinės aplinkos. Vienalytė citoplazmos dalis, kurioje yra tirpios RNR, baltymų, medžiagų ir medžiagų apykaitos reakcijų substratų rinkinys, vadinama citozolis. Kitą citoplazmos dalį vaizduoja įvairūs struktūriniai elementai.

Visa bakterijų gyvybei reikalinga genetinė informacija yra vienoje DNR (bakterijų chromosomoje), dažniausiai kovalentiškai uždaro žiedo pavidalu (linijinės chromosomos randamos Streptomyces Ir Borelijos). Jis yra prijungtas prie CPM viename taške ir dedamas į izoliuotą, bet membrana nuo citoplazmos neatskirtą struktūrą ir vadinamą nukleoidas. Išskleista DNR yra ilgesnė nei 1 mm. Bakterijų chromosoma paprastai pateikiama vienoje kopijoje, tai yra, beveik visi prokariotai yra haploidiniai, nors tam tikromis sąlygomis vienoje ląstelėje gali būti kelios jos chromosomos kopijos. Burkholderia cepacia turi tris skirtingas žiedines chromosomas (ilgis 3,6, 3,2 ir 1,1 mln. bazinių porų). Prokariotų ribosomos taip pat skiriasi nuo eukariotų ir jų nusėdimo konstanta yra 70 S (80 S eukariotuose).

Be šių struktūrų, citoplazmoje gali būti ir rezervinių medžiagų intarpų.

Ląstelių membranos ir paviršiaus struktūros

Bakterijose yra du pagrindiniai ląstelių sienelės struktūros tipai, būdingi gramteigiamoms ir gramneigiamoms rūšims.

Gramteigiamų bakterijų ląstelių sienelė yra vienalytis 20–80 nm storio sluoksnis, daugiausia sudarytas iš peptidoglikano su mažesniu kiekiu techo rūgščių ir nedideliu kiekiu polisacharidų, baltymų ir lipidų (vadinamasis lipopolisacharidas). Ląstelės sienelėje yra 1-6 nm skersmens poros, todėl ji pralaidi daugeliui molekulių.

Gramneigiamose bakterijose peptidoglikano sluoksnis yra laisvai greta CPM ir yra tik 2–3 nm storio. Jį supa išorinė membrana, kuri, kaip taisyklė, yra nelygios, išlenktos formos. Tarp CPM, peptidoglikano sluoksnio ir išorinės membranos yra erdvė, vadinama periplazminis ir užpildytas tirpalu, kuriame yra transportavimo baltymų ir fermentų.

Ląstelės sienelės išorėje gali būti kapsulė – amorfinis sluoksnis, palaikantis ryšį su sienele. Gleiviniai sluoksniai neturi ryšio su ląstele ir yra lengvai atskiriami, o dangalai nėra amorfiniai, bet turi smulkią struktūrą. Tačiau tarp šių trijų idealizuotų atvejų yra daug pereinamųjų formų.

Matmenys

Vidutinis bakterijų dydis yra 0,5-5 mikronai. Svoris - 4⋅10−13 g. Escherichia coli Pavyzdžiui, jo matmenys yra 0,3–1 x 1–6 mikronai, Staphylococcus aureus- skersmuo 0,5-1 mikronas, Bacillus subtilis- 0,75 x 2-3 mikronai. Didžiausios žinomos bakterijos yra Thiomargarita namibiensis, pasiekiantis 750 mikronų (0,75 mm) dydį. Antrasis yra Epulopiscium fishelsoni 80 mikronų skersmens ir iki 700 mikronų ilgio ir gyvena chirurginių žuvų virškinamajame trakte Acanthurus nigrofuscus. Achromatium oxaliferum pasiekia 33 x 100 mikronų matmenis, Beggiatoa alba- 10 x 50 mikronų. Spirochetai gali užaugti iki 250 µm ilgio ir 0,7 µm storio. Tuo pačiu metu bakterijos apima mažiausias iš tų, kurios turi ląstelių struktūra organizmai. Mikoplazminiai mikoidai yra 0,1–0,25 mikrono dydžio, o tai atitinka didelių virusų, pavyzdžiui, tabako mozaikos, karvių raupų ar gripo, dydį. Remiantis teoriniais skaičiavimais, sferinė ląstelė, kurios skersmuo mažesnis nei 0,15–0,20 mikrono, tampa nepajėgi savarankiškai daugintis, nes fiziškai negali sutalpinti visų reikalingų biopolimerų ir struktūrų pakankamais kiekiais.

Linijiškai didėjant ląstelės spinduliui, jos paviršius didėja proporcingai spindulio kvadratui, o tūris – proporcingai kubui, todėl mažuose organizmuose paviršiaus ir tūrio santykis yra didesnis nei didesniuose, o tai pirmiesiems reiškia aktyvesnį medžiagų apykaitą su aplinka. Metabolinis aktyvumas, matuojamas įvairiais rodikliais, vienam biomasės vienetui yra didesnis mažose formose nei didelėse. Todėl net ir mikroorganizmų maži dydžiai suteikia bakterijoms ir archejoms pranašumų augimo ir dauginimosi greičiui, palyginti su sudėtingesniais eukariotais, ir lemia jų svarbų ekologinį vaidmenį.

Daugialąsteliškumas bakterijose

Daugialąstis organizmas turi atitikti šias sąlygas:

• jo ląstelės turi būti agreguotos,
• tarp ląstelių turi būti padalintos funkcijos,
• tarp agreguotų ląstelių turi būti sukurti stabilūs specifiniai kontaktai.

Yra žinomas prokariotų daugialąsteliškumas; labiausiai organizuoti daugialąsčiai organizmai priklauso melsvadumblių ir aktinomicetų grupėms. Gijinėse cianobakterijose aprašomos ląstelės sienelės struktūros, užtikrinančios dviejų gretimų ląstelių kontaktą - mikroplazmodesmata. Parodyta galimybė keistis medžiaga (dažikliu) ir energija (transmembraninio potencialo elektrinis komponentas). Kai kuriose gijinėse cianobakterijose, be įprastų vegetatyvinių ląstelių, yra ir funkciškai diferencijuotų: akinetų ir heterocistų. Pastarosios atlieka azoto fiksaciją ir intensyviai keičia metabolitus su vegetacinėmis ląstelėmis.

Judesių modeliai ir dirglumas

Daugelis bakterijų yra judrios. Yra keletas iš esmės skirtingų bakterijų judėjimo tipų. Labiausiai paplitęs judėjimas vyksta žiuželių pagalba: pavienės bakterijos ir bakterijų asociacijos (spiečius). Ypatingas atvejis taip pat yra spirochetų judėjimas, kuris vingiuoja ašinių gijų dėka, panašių į žiuželius, bet yra periplazmoje. Kitas judėjimo tipas yra bakterijų be žvynelių slydimas kietos terpės paviršiumi ir genties bakterijų, turinčių žiuželius, judėjimas vandenyje. Sinekokokas. Jo mechanizmas dar nėra gerai suprantamas; daroma prielaida, kad tai susiję su gleivių (stumia ląstelę) ir fibrilinių gijų, esančių ląstelės sienelėje, išskyrimu, sukeliančia „bėgančią bangą“ ląstelės paviršiumi. Galiausiai bakterijos gali plūduriuoti ir panirti į skysčius, keisdamos jų tankį, prisipildamos dujų arba ištuštindamos aerosomas.

Bakterijos aktyviai juda tam tikrų dirgiklių nustatyta kryptimi. Šis reiškinys vadinamas taksi. Yra chemotaksė, aerotaksė, fototaksė ir kt.

Metabolizmas

Konstruktyvus metabolizmas

Išskyrus kai kuriuos konkrečius taškus, biocheminiai būdai, kuriais bakterijose vyksta baltymų, riebalų, angliavandenių ir nukleotidų sintezė, yra panašūs kaip ir kituose organizmuose. Tačiau kalbant apie galimų šių kelių variantų skaičių ir, atitinkamai, atsižvelgiant į priklausomybės nuo gavimo laipsnį organinės medžiagos iš išorės jie skiriasi.

Kai kurie iš jų gali susintetinti visas jiems reikalingas organines molekules iš ne organiniai junginiai(autotrofai), o kitiems reikalingi jau paruošti organiniai junginiai, kuriuos jie gali tik transformuoti (heterotrofai).

Bakterijos gali patenkinti savo azoto poreikius tiek per savo organinius junginius (pvz., heterotrofinius eukariotus), tiek per molekulinį azotą (kaip kai kurie archėjai). Dauguma bakterijų aminorūgštims ir kitoms azoto turinčioms organinėms medžiagoms sintetinti naudoja neorganinius azoto junginius: amoniaką (į ląsteles patenka amonio jonų pavidalu), nitritus ir nitratus (kurie anksčiau redukuojami į amonio jonus). Jie sugeba absorbuoti fosforą fosfato pavidalu, sierą sulfato arba, rečiau, sulfido pavidalu.

Energijos apykaita

Bakterijų energijos gavimo būdai yra unikalūs. Yra trys energijos gamybos tipai (ir visi trys žinomi bakterijose): fermentacija, kvėpavimas ir fotosintezė.

Bakterijos, kurios vykdo tik fotosintezę be deguonies, neturi II fotosistemos. Pirma, tai yra purpurinės ir žalios siūlinės bakterijos, kuriose veikia tik ciklinis elektronų perdavimo kelias, kurio tikslas yra sukurti transmembraninį protonų gradientą, dėl kurio sintetinamas ATP (fotofosforilinimas), o NAD(P) + redukuojamas, kuris naudojamas CO 2 asimiliacija. Antra, tai yra žalioji siera ir heliobakterijos, turinčios ir ciklinį, ir neciklinį elektronų pernešimą, o tai leidžia tiesioginis atsigavimas NAD(P) + . Redukuoti sieros junginiai (molekuliniai, vandenilio sulfidas, sulfitas) arba molekulinis vandenilis naudojami kaip elektronų donoras, kuris užpildo pigmento molekulės „laisvą vietą fotosintezėje be deguonies“.

Taip pat yra bakterijų, kurių energijos apykaita labai specifinė. Taigi 2008 m. spalio mėn. žurnale Science pasirodė pranešimas apie ekosistemos, susidedančios iš vienos anksčiau nežinomos bakterijų rūšies atstovų, atradimą. Desulforudis audaksviatorius, kurie energijos savo gyvenimo veiklai gauna iš cheminės reakcijos dalyvaujant vandeniliui, susidariusiam dėl vandens molekulių skilimo, veikiant radiacijos iš urano rūdos bakterijų, esančių netoli vietos. Kai kurios bakterijų kolonijos, gyvenančios vandenyno dugne, naudoja elektros srovę, kad perduotų energiją savo draugams.

Gyvenimo tipai

Šioje lentelėje galite derinti konstruktyvios ir energijos apykaitos tipus:

Lentelėje matyti, kad prokariotų mitybos tipų įvairovė yra daug didesnė nei eukariotų (pastarieji sugeba tik chemoorganoheterotrofiją ir fotolitoautotrofiją).

Genetinio aparato reprodukcija ir struktūra

Bakterijų dauginimasis

Kai kurios bakterijos neturi lytinio proceso ir dauginasi tik vienodo dvejetainio skersinio dalijimosi arba pumpuravimo būdu. Vienai vienaląsčių cianobakterijų grupei buvo aprašytas daugybinis dalijimasis (greitai vienas po kito einančių dvejetainių dalijimosi, dėl kurių susidaro nuo 4 iki 1024 naujų ląstelių). Siekiant užtikrinti genotipo plastiškumą, būtiną evoliucijai ir prisitaikymui prie besikeičiančios aplinkos, jie turi kitus mechanizmus.

Genetinis aparatas

Gyvybei būtini ir rūšies specifiškumą lemiantys genai dažniausiai yra bakterijose vienoje kovalentiškai uždarytoje DNR molekulėje – chromosomoje (kartais terminas genoforas vartojamas bakterijų chromosomoms žymėti, siekiant pabrėžti jų skirtumus nuo eukariotinių). Regionas, kuriame yra chromosoma, vadinamas nukleoidu ir nėra apsuptas membranos. Šiuo atžvilgiu naujai susintetinta mRNR yra nedelsiant prieinama prisijungti prie ribosomų, o transkripcija ir transliacija yra susieti.

Vienoje ląstelėje gali būti tik 80% visų jos rūšių padermių genų sumos (vadinamasis „kolektyvinis genomas“).

Be chromosomos, bakterijų ląstelėse dažnai yra plazmidžių – taip pat uždarytų DNR žiede, galinčių savarankiškai replikuotis. Jie gali būti tokie dideli, kad tampa neatskiriami nuo chromosomos, tačiau turi papildomų genų, reikalingų tik tam tikromis sąlygomis. Specialūs paskirstymo mechanizmai užtikrina plazmidės išsaugojimą dukterinėse ląstelėse, kad jos būtų prarastos mažiau nei 10–7 ląstelių ciklas. Plazmidžių specifiškumas gali būti labai įvairus: nuo buvimo tik vienoje šeimininkų rūšyje iki RP4 plazmidės, kuri randama beveik visose gramneigiamose bakterijose. Plazmidės koduoja atsparumo antibiotikams, specifinių medžiagų naikinimo ir kt. mechanizmus, plazmidėse taip pat yra nif genų, būtinų azoto fiksacijai. Plazmidės genas gali būti įtrauktas į chromosomą maždaug 10–4–10–7 dažniu.

Bakterijų, kaip ir kitų organizmų, DNR yra transpozonų – judrių segmentų, galinčių pereiti iš vienos chromosomos dalies į kitą arba į ekstrachromosominę DNR. Skirtingai nei plazmidės, jos nesugeba autonomiškai replikuotis ir turi IS segmentus – regionus, koduojančius jų transportavimą ląstelėje. IS segmentas gali veikti kaip atskiras transpozonas.

Horizontalus genų perdavimas

Prokariotuose gali įvykti dalinis genomų suvienijimas. Konjugacijos metu donoro ląstelė tiesioginio kontakto metu perduoda dalį savo genomo (kai kuriais atvejais ir visą genomą) į recipiento ląstelę. Donoro DNR sekcijos gali būti pakeistos į homologines recipiento DNR dalis. Tokio apsikeitimo tikimybė reikšminga tik vienos rūšies bakterijoms.

Panašiai bakterinė ląstelė gali absorbuoti DNR, kuri yra laisvai aplinkoje, įtraukdama ją į savo genomą, jei yra didelė homologija su savo DNR. Šis procesas vadinamas transformacija. Natūraliomis sąlygomis genetine informacija keičiamasi vidutinio klimato fagų pagalba (transdukcija). Be to, nechromosominių genų perkėlimas galimas naudojant tam tikro tipo plazmides, kurios koduoja šį procesą, kitų plazmidžių mainų procesą ir transpozonų perdavimą.

Atliekant horizontalų perkėlimą, nesusiformuoja nauji genai (kaip būna mutacijų atveju), o sukuriamos skirtingos genų kombinacijos. Tai svarbu dėl to, kad natūrali atranka veikia visą organizmo savybių rinkinį.

Ląstelių diferenciacija

Ląstelių diferenciacija – tai baltymų rinkinio pasikeitimas (dažniausiai pasireiškiantis ir morfologijos pasikeitimu), kai genotipas nepakitęs.

Ramybės formų susidarymas

Labiausiai paplitęs bakterijų diferenciacijos tipas yra ypač atsparių formų, turinčių lėtą metabolizmą, susidarymas, skirtas konservavimui nepalankiomis sąlygomis ir pasiskirstymui (rečiau dauginimuisi). Stabiliausios iš jų yra endosporos, suformuotos atstovų Bacila, Clostridium, Sporohalobakterijos, Anaerobakterijos(iš vienos ląstelės suformuoja 7 endosporas ir jų pagalba gali daugintis) ir Heliobakterija. Šių struktūrų formavimasis prasideda kaip reguliarus padalijimas o pradinėse stadijose į jį gali paversti tam tikri antibiotikai. Daugelio bakterijų endosporos gali atlaikyti 10 minučių virimą 100 °C temperatūroje, džiūvimą 1000 metų ir, kai kuriais duomenimis, išsaugomos dirvožemyje ir akmenys gyvybingoje būsenoje milijonus metų.

Mažiau stabilios yra egzosporos, cistos ( Azotobakterijos, sklandančios bakterijos ir kt.), akinetes (cianobakterijos) ir miksosporos (miksobakterijos).

Kiti morfologiškai diferencijuotų ląstelių tipai

Aktinomicetai ir cianobakterijos sudaro diferencijuotas ląsteles, kurios tarnauja dauginimuisi (atitinkamai sporos, taip pat hormono ir baeocitai). Taip pat būtina atkreipti dėmesį į struktūras, panašias į mazginių bakterijų bakterioidus ir cianobakterijų heterocistas, kurios apsaugo azotą nuo molekulinio deguonies poveikio.

klasifikacija

Garsiausia yra fenotipinė bakterijų klasifikacija, pagrįsta jų ląstelės sienelės struktūra, įtraukta visų pirma į IX Bergey's Key to Bacteria (1984–1987) leidimą. Didžiausios taksonominės grupės jame buvo 4 skyriai: Gracilicutes(gram neigiamas), Firmikai(gram teigiamas), Tenericutes(mikoplazma) ir Mendosikutai(archėjos).

Pastaruoju metu viskas didesnis vystymasis gauna filogenetinę bakterijų klasifikaciją (ir tokia yra naudojama Vikipedijoje), pagrįstą molekulinės biologijos duomenimis. Vienas iš pirmųjų metodų, skirtų įvertinti giminingumą remiantis genomo panašumu, buvo guanino ir citozino kiekio DNR palyginimo metodas, pasiūlytas dar septintajame dešimtmetyje. Nors tos pačios jų turinio reikšmės negali suteikti informacijos apie organizmų evoliucinį artumą, jų skirtumai 10% reiškia, kad bakterijos nepriklauso tai pačiai genčiai. Kitas metodas, aštuntajame dešimtmetyje sukėlęs revoliuciją mikrobiologijoje, buvo 16s rRNR genų sekų analizė, kuri leido identifikuoti keletą filogenetinių eubakterijų šakų ir įvertinti jų tarpusavio ryšius. Klasifikavimui rūšies lygmeniu naudojamas DNR-DNR hibridizacijos metodas. Gerai ištirtų rūšių imties analizė rodo, kad 70% hibridizacijos lygio būdinga vienai rūšiai, 10-60% - vienai genčiai, mažiau nei 10% - skirtingoms gentims.

Filogenetinė klasifikacija iš dalies pakartoja fenotipinę, pavyzdžiui, grupę Gracilicutes yra abiejuose. Tuo pačiu metu buvo visiškai peržiūrėta gramneigiamų bakterijų taksonomija, archebakterijos visiškai atskirtos į nepriklausomą aukščiausio rango taksoną, kai kurios taksonominės grupės suskirstytos į dalis ir pergrupuotos, visiškai skirtingų ekologinių funkcijų organizmai sujungti į vieną grupę. , sukėlusi nemažai nepatogumų ir dalies mokslo bendruomenės nepasitenkinimo . Kritikos objektas taip pat yra tai, kad iš tikrųjų atliekama ne organizmų, o molekulių klasifikacija.

Kilmė, evoliucija, vieta gyvybės Žemėje raidoje

Bakterijos kartu su archėjomis buvo vieni pirmųjų gyvų organizmų Žemėje, atsiradę maždaug prieš 3,9–3,5 mlrd. Evoliuciniai ryšiai tarp šių grupių dar nėra iki galo ištirti, yra bent trys pagrindinės hipotezės: N. Pace'as teigia, kad jos turi bendrą protobakterijų protėvį, Zavarzinas mano, kad archėjos yra aklavietės eubakterijų evoliucijos atšaka, įvaldė ekstremalias buveines; galiausiai, pagal trečiąją hipotezę, archėjos yra pirmieji gyvi organizmai, iš kurių atsirado bakterijos.

Patogeninės bakterijos

Kituose organizmuose parazituojančios bakterijos vadinamos patogeninėmis. Bakterijos sukelia daugybę žmonių ligų, tokių kaip maras ( Yersinia pestis), juodligė ( Bacillus anthracis), raupsai (raupsai, patogenas: Mycobacterium leprae), difterija ( Corynebacterium diphtheriae), sifilis ( Blyški treponema), cholera ( Vibrio cholerae), tuberkuliozė ( Mycobacterium-tuberculosis), listeriozė ( Listeria monocytogenes) ir tt Bakterijų patogeninių savybių atradimas tęsiasi: 1976 m. legioneliozės, sukeltos Legionella pneumophila, 1980-1990 metais buvo parodyta, kad Helicobacter pylori priežasčių pepsinė opa ir net skrandžio vėžys, taip pat lėtinis

Bakterijos yra seniausia organizmų grupė, šiuo metu egzistuojanti Žemėje. Pirmosios bakterijos tikriausiai atsirado daugiau nei prieš 3,5 milijardo metų ir beveik milijardą metų jos buvo vienintelės gyvos būtybės mūsų planetoje. Kadangi tai buvo pirmieji gyvosios gamtos atstovai, jų kūnas buvo primityvios sandaros.

Laikui bėgant jų struktūra tapo sudėtingesnė, tačiau iki šių dienų bakterijos laikomos primityviausiais vienaląsčiais organizmais. Įdomu tai, kad kai kurios bakterijos vis dar išlaiko primityvias senovės protėvių savybes. Tai pastebima bakterijose, gyvenančiose karštuose sieros šaltiniuose ir bevandeniame purve rezervuarų dugne.

Dauguma bakterijų yra bespalvės. Tik keli yra violetiniai arba žali. Tačiau daugelio bakterijų kolonijos turi ryškią spalvą, kurią sukelia spalvotos medžiagos išsiskyrimas į aplinką arba ląstelių pigmentacija.

Bakterijų pasaulio atradėjas buvo XVII amžiaus olandų gamtininkas Antony Leeuwenhoekas, pirmasis sukūręs tobulą didinamąjį mikroskopą, padidinantį objektus 160-270 kartų.

Bakterijos yra priskiriamos prokariotams ir yra suskirstytos į atskirą karalystę – bakterijas.

Kūno forma

Bakterijos yra daug ir įvairių organizmų. Jie skiriasi forma.

Bakterijos pavadinimas	Bakterijų forma	Bakterijų vaizdas
Cocci		Rutulio formos
Bacila		Strypo formos
Vibrio		Kablelio formos
Spirillum		Spiralė
Streptokokai		Cocci grandinė
Stafilokokas		Kokosų sankaupos
Diplokokas		Dvi apvalios bakterijos, uždarytos vienoje gleivinėje kapsulėje

Transportavimo būdai

Tarp bakterijų yra judrių ir nejudrių formų. Judėjimai juda dėl bangų pavidalo susitraukimų arba žievelių (susuktų spiralinių siūlų) pagalba, kurią sudaro specialus baltymas, vadinamas flagellinu. Gali būti viena ar daugiau žvynelių. Vienose bakterijose jos yra viename ląstelės gale, kitose – dviejuose arba per visą paviršių.

Tačiau judėjimas būdingas ir daugeliui kitų bakterijų, kurioms trūksta žvynelių. Taigi, bakterijos, padengtos gleivėmis, gali slysti.

Kai kurių vandens ir dirvožemio bakterijų, neturinčių žvynelių, citoplazmoje yra dujų vakuolių. Ląstelėje gali būti 40-60 vakuolių. Kiekvienas iš jų užpildytas dujomis (greičiausiai azotu). Reguliuojant dujų kiekį vakuolėse, vandens bakterijos gali nuskęsti vandens storymėje arba iškilti į jos paviršių, o dirvos bakterijos – judėti dirvos kapiliaruose.

Buveinė

Dėl savo organizavimo paprastumo ir nepretenzingumo bakterijos yra plačiai paplitusios gamtoje. Bakterijos randamos visur: net tyriausio šaltinio vandens lašelyje, dirvožemio grūduose, ore, ant akmenų, poliariniame sniege, dykumos smėlyje, vandenyno dugne, iš didelių gelmių išgautame aliejuje ir net karštųjų versmių vanduo, kurio temperatūra apie 80ºC. Jie gyvena ant augalų, vaisių, įvairių gyvūnų ir žmonių žarnyne, burnos ertmėje, galūnėse ir kūno paviršiuje.

Bakterijos yra mažiausi ir gausiausi gyvi padarai. Dėl mažo dydžio jie lengvai įsiskverbia į bet kokius įtrūkimus, plyšius ar poras. Labai atsparus ir pritaikytas skirtingos sąlygos egzistavimas. Jie toleruoja džiovinimą, didelius šalčius ir kaitinimą iki 90ºC, neprarasdami gyvybingumo.

Žemėje praktiškai nėra vietos, kur bakterijos nebūtų aptinkamos, bet įvairiais kiekiais. Bakterijų gyvenimo sąlygos yra įvairios. Vieniems iš jų reikia atmosferos deguonies, kitiems jo nereikia ir jie gali gyventi aplinkoje, kurioje nėra deguonies.

Ore: bakterijos pakyla į viršutinius atmosferos sluoksnius iki 30 km. ir dar.

Ypač daug jų yra dirvožemyje. 1 g dirvožemio gali būti šimtai milijonų bakterijų.

Vandenyje: paviršiniuose vandens sluoksniuose atviruose rezervuaruose. Naudingos vandens bakterijos mineralizuoja organines liekanas.

Gyvuose organizmuose: patogeninės bakterijos patenka į organizmą iš išorinės aplinkos, tačiau tik esant palankioms sąlygoms sukelia ligas. Simbiotikai gyvena virškinimo organuose, padeda skaidyti ir įsisavinti maistą, sintetinti vitaminus.

Išorinė struktūra

Bakterijos ląstelė yra padengta specialiu tankiu apvalkalu - ląstelės sienele, kuri atlieka apsaugines ir atramines funkcijas, taip pat suteikia bakterijai nuolatinę, būdingą formą. Bakterijos ląstelės sienelė primena augalo ląstelės sienelę. Jis yra pralaidus: per jį maistinės medžiagos laisvai patenka į ląstelę, o medžiagų apykaitos produktai išeina į aplinką. Dažnai bakterijos ant ląstelės sienelės gamina papildomą apsauginį gleivių sluoksnį – kapsulę. Kapsulės storis gali būti daug kartų didesnis nei pačios ląstelės skersmuo, bet gali būti ir labai mažas. Kapsulė nėra esminė ląstelės dalis, ji susidaro priklausomai nuo sąlygų, kuriomis atsiduria bakterijos. Tai apsaugo bakterijas nuo išdžiūvimo.

Kai kurių bakterijų paviršiuje yra ilgos žvyneliai (viena, dvi ar daug) arba trumpi ploni gaureliai. Žvynelių ilgis gali būti daug kartų didesnis už bakterijos kūno dydį. Bakterijos juda žievelių ir gaurelių pagalba.

Vidinė struktūra

Bakterijos ląstelės viduje yra tanki, nejudri citoplazma. Jis yra sluoksniuotos struktūros, nėra vakuolių, todėl įvairūs baltymai (fermentai) ir rezervinės maistinės medžiagos yra pačios citoplazmos medžiagoje. Bakterijų ląstelės neturi branduolio. Medžiaga, turinti paveldimą informaciją, yra sutelkta centrinėje jų ląstelės dalyje. Bakterijos, - nukleorūgštis - DNR. Tačiau ši medžiaga nesusidaro į branduolį.

Bakterinės ląstelės vidinė organizacija yra sudėtinga ir turi savo specifinių savybių. Citoplazmą nuo ląstelės sienelės skiria citoplazminė membrana. Citoplazmoje yra pagrindinė medžiaga arba matrica, ribosomos ir nedidelis skaičius membraninių struktūrų, kurios atlieka daugiausiai funkcijų. įvairių funkcijų(mitochondrijų, endoplazminio tinklo, Golgi aparato analogai). Bakterijų ląstelių citoplazmoje dažnai būna įvairių formų ir dydžių granulių. Granulės gali būti sudarytos iš junginių, kurie yra energijos ir anglies šaltinis. Bakterijos ląstelėje taip pat yra riebalų lašelių.

Centrinėje ląstelės dalyje yra lokalizuota branduolinė medžiaga – DNR, kuri nuo citoplazmos nėra atribota membrana. Tai yra branduolio analogas – nukleoidas. Nukleoidas neturi membranos, branduolio ar chromosomų rinkinio.

Valgymo būdai

Bakterijos turi skirtingus maitinimosi būdus. Tarp jų yra autotrofų ir heterotrofų. Autotrofai yra organizmai, galintys savarankiškai gaminti organines medžiagas savo mitybai.

Augalams reikia azoto, tačiau jie patys negali pasisavinti azoto iš oro. Kai kurios bakterijos sujungia ore esančias azoto molekules su kitomis molekulėmis, todėl susidaro augalams prieinamos medžiagos.

Šios bakterijos nusėda jaunų šaknų ląstelėse, todėl ant šaknų susidaro sustorėjimai, vadinami mazgeliais. Tokie mazgeliai susidaro ant ankštinių šeimos augalų ir kai kurių kitų augalų šaknų.

Šaknys aprūpina bakterijas angliavandeniais, o bakterijos – azoto turinčiomis medžiagomis, kurias augalas gali pasisavinti. Jų bendras gyvenimas yra abipusiai naudingas.

Augalų šaknys išskiria daug organinių medžiagų (cukrų, amino rūgščių ir kitų), kuriomis minta bakterijos. Todėl ypač daug bakterijų nusėda šaknis supančiame dirvos sluoksnyje. Šios bakterijos paverčia negyvas augalų liekanas į augalams prieinamas medžiagas. Šis dirvožemio sluoksnis vadinamas rizosfera.

Yra keletas hipotezių apie mazgelių bakterijų įsiskverbimą į šaknies audinį:

• dėl epidermio ir žievės audinių pažeidimo;
• per šaknų plaukus;
• tik per jaunos ląstelės membraną;
• dėl kompanioninių bakterijų, gaminančių pektinolitinius fermentus;
• dėl B-indolacto rūgšties sintezės stimuliavimo iš triptofano, visada esančios augalų šaknų sekrete.

Mazgelių bakterijų patekimo į šaknies audinį procesas susideda iš dviejų etapų:

• šaknų plaukų infekcija;
• mazgelių susidarymo procesas.

Daugeliu atvejų įsiveržusi ląstelė aktyviai dauginasi, suformuoja vadinamuosius infekcijos siūlus ir tokių siūlų pavidalu persikelia į augalo audinį. Iš infekcijos gijos atsirandančios mazginės bakterijos toliau dauginasi šeimininko audinyje.

Pripildytas sparčiai besidauginančių mazginių bakterijų ląstelių augalų ląstelės pradeda energingai dalytis. Jauno mazgo sujungimas su ankštinio augalo šaknimi atliekamas kraujagyslių pluoštinių ryšulių dėka. Veikimo laikotarpiu mazgeliai dažniausiai būna tankūs. Iki to laiko, kai atsiranda optimalus aktyvumas, mazgeliai įgauna rausvą spalvą (dėka pigmento leghemoglobino). Fiksuoti azotą gali tik tos bakterijos, kuriose yra leghemoglobino.

Mazgelių bakterijos viename hektare dirvos sukuria dešimtis ir šimtus kilogramų azoto trąšų.

Metabolizmas

Bakterijos skiriasi viena nuo kitos savo metabolizmu. Vienuose tai vyksta dalyvaujant deguoniui, kituose – be jo.

Dauguma bakterijų minta jau paruoštomis organinėmis medžiagomis. Tik kelios iš jų (mėlynai žalios arba cianobakterijos) gali iš neorganinių sukurti organines medžiagas. Jie vaidino svarbų vaidmenį kaupiant deguonį Žemės atmosferoje.

Bakterijos sugeria medžiagas iš išorės, suplėšo jų molekules į gabalus, iš šių dalių surenka savo apvalkalą ir papildo jų turinį (taip jos auga), o nereikalingas molekules išmeta lauk. Bakterijos apvalkalas ir membrana leidžia jai pasisavinti tik būtinas medžiagas.

Jei bakterijos apvalkalas ir membrana būtų visiškai nepralaidūs, į ląstelę nepatektų jokios medžiagos. Jei jie būtų pralaidūs visoms medžiagoms, ląstelės turinys susimaišytų su terpe – tirpalu, kuriame gyvena bakterija. Norint išgyventi, bakterijoms reikalingas apvalkalas, leidžiantis prasiskverbti reikalingoms, bet ne nereikalingoms medžiagoms.

Bakterija pasisavina šalia jos esančias maistines medžiagas. Kas bus toliau? Jei jis gali judėti savarankiškai (judindamas žvynelį ar stumdamas gleives atgal), tada juda tol, kol randa reikiamų medžiagų.

Jei negali judėti, tada laukia, kol difuzija (vienos medžiagos molekulių gebėjimas prasiskverbti į kitos medžiagos molekulių tankmę) atneš į ją reikiamas molekules.

Bakterijos kartu su kitomis mikroorganizmų grupėmis atlieka milžinišką cheminį darbą. Konvertuodami įvairius junginius, jie gauna savo gyvenimui reikalingos energijos ir maistinių medžiagų. Bakterijose įvairūs medžiagų apykaitos procesai, energijos gavimo būdai ir medžiagų poreikis jų kūnų medžiagoms kurti.

Kitos bakterijos patenkina visus anglies poreikius, reikalingus organinių medžiagų sintezei organizme dėl neorganiniai junginiai. Jie vadinami autotrofais. Autotrofinės bakterijos gali sintetinti organines medžiagas iš neorganinių. Tarp jų yra:

Chemosintezė

Spinduliavimo energijos naudojimas yra svarbiausias, bet ne vienintelis būdas sukurti organines medžiagas iš anglies dioksido ir vandens. Yra žinomos bakterijos, kurios kaip energijos šaltinį tokiai sintezei naudoja ne saulės šviesą, o cheminių jungčių, susidarančių organizmų ląstelėse oksiduojant tam tikrus neorganinius junginius – vandenilio sulfido, sieros, amoniako, vandenilio, azoto rūgšties, geležies junginių energiją. geležis ir manganas. Jie naudoja organines medžiagas, susidarančias naudojant šią cheminę energiją, kad sukurtų savo kūno ląsteles. Todėl šis procesas vadinamas chemosinteze.

Svarbiausia chemosintetinių mikroorganizmų grupė yra nitrifikuojančios bakterijos. Šios bakterijos gyvena dirvožemyje ir oksiduoja amoniaką, susidarantį organinių likučių irimo metu iki azoto rūgšties. Pastarasis reaguoja su mineraliniais dirvožemio junginiais, virsdamas azoto rūgšties druskomis. Šis procesas vyksta dviem etapais.

Geležies bakterijos juodąją geležį paverčia geležies oksidu. Susidaręs geležies hidroksidas nusėda ir suformuoja vadinamąją pelkinę geležies rūdą.

Kai kurie mikroorganizmai egzistuoja dėl molekulinio vandenilio oksidacijos, todėl yra autotrofinis mitybos metodas.

Būdingas vandenilio bakterijų bruožas yra galimybė pereiti prie heterotrofinio gyvenimo būdo, kai aprūpinamas organiniais junginiais ir nėra vandenilio.

Taigi chemoautotrofai yra tipiški autotrofai, nes jie savarankiškai sintetina iš neorganinių medžiagų būtinus organinius junginius, o ne imti juos paruoštus iš kitų organizmų, pavyzdžiui, heterotrofų. Chemoautotrofinės bakterijos nuo fototrofinių augalų skiriasi tuo, kad jos visiškai nepriklauso nuo šviesos kaip energijos šaltinio.

Bakterijų fotosintezė

Kai kurios pigmento turinčios sieros bakterijos (violetinės, žalios), turinčios specifinių pigmentų – bakteriochlorofilų, geba sugerti saulės energiją, kurios pagalba jų organizmuose esantis sieros vandenilis skaidomas ir išskiria vandenilio atomus atitinkamiems junginiams atkurti. Šis procesas turi daug bendro su fotosinteze ir skiriasi tik tuo, kad purpurinėse ir žaliose bakterijose vandenilio donoras yra sieros vandenilis (kartais karboksirūgštys), o žaliuose augaluose – vanduo. Abiejuose vandenilio atskyrimas ir perdavimas vyksta dėl sugertos saulės spindulių energijos.

Ši bakterijų fotosintezė, kuri vyksta be deguonies išsiskyrimo, vadinama fotoredukcija. Anglies dioksido fotoredukcija yra susijusi su vandenilio perdavimu ne iš vandens, o iš vandenilio sulfido:

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

Chemosintezės ir bakterijų fotosintezės biologinė reikšmė planetos mastu yra palyginti nedidelė. Sieros ciklo gamtoje procese reikšmingą vaidmenį vaidina tik chemosintetinės bakterijos. Žaliųjų augalų absorbuojama sieros rūgšties druskų pavidalu, siera redukuojama ir tampa baltymų molekulių dalimi. Be to, kai negyvas augalų ir gyvūnų liekanas sunaikina puvimo bakterijos, siera išsiskiria sieros vandenilio pavidalu, kurią sieros bakterijos oksiduoja į laisvą sierą (arba sieros rūgštį), sudarydamos dirvožemyje augalams prieinamus sulfitus. Chemo- ir fotoautotrofinės bakterijos yra būtinos azoto ir sieros cikle.

Sporuliacija

Sporos susidaro bakterijų ląstelės viduje. Sporuliacijos proceso metu bakterijų ląstelėje vyksta daugybė biocheminių procesų. Jame sumažėja laisvo vandens kiekis ir sumažėja fermentinis aktyvumas. Taip užtikrinamas sporų atsparumas nepalankios sąlygos išorinė aplinka ( aukštos temperatūros, didelė druskos koncentracija, džiovinimas ir kt.). Sporuliacija būdinga tik nedidelei bakterijų grupei.

Ginčai nėra būtinas etapas gyvenimo ciklas bakterijos. Sporuliacija prasideda tik trūkstant maistinių medžiagų arba susikaupus medžiagų apykaitos produktams. Sporų pavidalo bakterijos ilgą laiką gali išlikti ramybės būsenoje. Bakterijų sporos gali atlaikyti ilgalaikį virimą ir labai ilgą šaldymą. Susidarius palankioms sąlygoms, sporos sudygsta ir tampa gyvybingos. Bakterijų sporos yra prisitaikymas išgyventi nepalankiomis sąlygomis.

Reprodukcija

Bakterijos dauginasi dalijant vieną ląstelę į dvi. Pasiekusi tam tikrą dydį, bakterija dalijasi į dvi identiškas bakterijas. Tada kiekvienas iš jų pradeda maitintis, auga, dalijasi ir pan.

Po ląstelės pailgėjimo palaipsniui susidaro skersinė pertvara, tada atsiskiria dukterinės ląstelės; Daugelyje bakterijų tam tikromis sąlygomis po dalijimosi ląstelės lieka susijungusios į būdingas grupes. Šiuo atveju, priklausomai nuo padalijimo plokštumos krypties ir padalijimų skaičiaus, susidaro skirtingos formos. Bakterijų dauginimasis pumpuravimo būdu yra išimtis.

Esant palankioms sąlygoms, ląstelių dalijimasis daugelyje bakterijų vyksta kas 20-30 minučių. Taip sparčiai dauginantis, vienos bakterijos palikuonys per 5 dienas gali suformuoti masę, galinčią užpildyti visas jūras ir vandenynus. Paprastas skaičiavimas rodo, kad per dieną gali susidaryti 72 kartos (720 000 000 000 000 000 000 ląstelių). Perskaičiavus į svorį – 4720 tonų. Tačiau gamtoje taip neatsitinka, nes dauguma bakterijų greitai miršta veikiant saulės spinduliams, džiūvimui, maisto trūkumui, kaitinant iki 65–100ºC, dėl rūšių kovos ir pan.

Bakterija (1), pasisavinusi pakankamai maisto, padidėja (2) ir pradeda ruoštis dauginimuisi (ląstelių dalijimuisi). Jo DNR (bakterijoje DNR molekulė uždaryta žiedu) padvigubėja (bakterija gamina šios molekulės kopiją). Abi DNR molekulės (3, 4) yra prisirišusios prie bakterijos sienelės ir, bakterijai pailgėjus, atsiskiria (5, 6). Pirmiausia dalijasi nukleotidas, tada citoplazma.

Po dviejų DNR molekulių išsiskyrimo ant bakterijos atsiranda susiaurėjimas, kuris palaipsniui padalija bakterijos kūną į dvi dalis, kurių kiekvienoje yra po DNR molekulę (7).

Pasitaiko (Bacillus subtilis), kad dvi bakterijos sulimpa ir tarp jų susidaro tiltelis (1,2).

Šuoliukas perneša DNR iš vienos bakterijos į kitą (3). Patekusios į vieną bakteriją, DNR molekulės susipina, kai kuriose vietose sulimpa (4), o tada apsikeičia dalimis (5).

Bakterijų vaidmuo gamtoje

Gyre

Bakterijos yra svarbiausia bendro medžiagų ciklo gamtoje grandis. Augalai iš anglies dioksido, vandens ir mineralinių druskų dirvožemyje sukuria sudėtingas organines medžiagas. Šios medžiagos grįžta į dirvą su negyvais grybais, augalais ir gyvūnų lavonais. Bakterijos suskaido sudėtingas medžiagas į paprastas, kurias vėliau panaudoja augalai.

Bakterijos naikina negyvų augalų ir gyvūnų lavonų sudėtingas organines medžiagas, gyvų organizmų išskyras ir įvairias atliekas. Minėdamos šiomis organinėmis medžiagomis, saprofitinės puvimo bakterijos jas paverčia humusu. Tai savotiški mūsų planetos tvarkdariai. Taigi, bakterijos aktyviai dalyvauja medžiagų cikle gamtoje.

Dirvožemio formavimas

Kadangi bakterijos yra paplitusios beveik visur ir jų yra labai daug, jos daugiausia lemia įvairius gamtoje vykstančius procesus. Rudenį krenta medžių ir krūmų lapai, žūsta antžeminiai žolių ūgliai, nubyra senos šakos, karts nuo karto nukrenta senų medžių kamienai. Visa tai palaipsniui virsta humusu. 1 cm3. Miško dirvožemio paviršiniame sluoksnyje yra šimtai milijonų kelių rūšių saprofitinių dirvožemio bakterijų. Šios bakterijos humusą paverčia įvairiais mineralais, kuriuos iš dirvožemio gali pasisavinti augalų šaknys.

Kai kurios dirvožemio bakterijos sugeba pasisavinti azotą iš oro, panaudodamos jį gyvybiniams procesams. Šios azotą fiksuojančios bakterijos gyvena savarankiškai arba apsigyvena ankštinių augalų šaknyse. Šios bakterijos, prasiskverbusios į ankštinių augalų šaknis, sukelia šaknų ląstelių augimą ir mazgų susidarymą ant jų.

Šios bakterijos gamina azoto junginius, kuriuos naudoja augalai. Bakterijos iš augalų gauna angliavandenius ir mineralines druskas. Taigi tarp ankštinio augalo ir gumbelių bakterijų yra glaudus ryšys, kuris naudingas ir vienam, ir kitam organizmui. Šis reiškinys vadinamas simbioze.

Dėl simbiozės su gumbelių bakterijomis ankštiniai augalai praturtina dirvą azotu, padėdami padidinti derlių.

Paplitimas gamtoje

Mikroorganizmai yra visur. Vienintelės išimtys yra krateriai veikiantys ugnikalniai ir nedidelės vietos susprogdintų atominių bombų epicentruose. Nei žemos temperatūros Antarktida, nei verdantys geizerių srautai, nei sočiųjų druskų tirpalai druskos baseinuose, nei stiprus kalnų viršūnių insoliavimas, nei atšiauri spinduliuotė branduoliniai reaktoriai netrukdo mikroflorai egzistuoti ir vystytis. Visos gyvos būtybės nuolat sąveikauja su mikroorganizmais, dažnai būna ne tik jų saugyklos, bet ir platintojos. Mikroorganizmai yra mūsų planetos vietiniai gyventojai, aktyviai tyrinėjantys neįtikėtiniausius natūralius substratus.

Dirvožemio mikroflora

Bakterijų skaičius dirvožemyje itin didelis – šimtai milijonų ir milijardai individų viename grame. Dirvožemyje jų daug daugiau nei vandenyje ir ore. Bendras bakterijų skaičius dirvožemyje keičiasi. Bakterijų skaičius priklauso nuo dirvožemio tipo, jų būklės ir sluoksnių gylio.

Dirvožemio dalelių paviršiuje mikroorganizmai išsidėstę nedidelėmis mikrokolonijomis (po 20-100 ląstelių). Jie dažnai susidaro organinių medžiagų krešulių storyje, ant gyvų ir mirštančių augalų šaknų, plonuose kapiliaruose ir gumulėlių viduje.

Dirvožemio mikroflora yra labai įvairi. Čia yra įvairių fiziologinių bakterijų grupių: puvimo bakterijos, nitrifikuojančios bakterijos, azotą fiksuojančios bakterijos, sieros bakterijos ir kt. Tarp jų yra aerobinės ir anaerobinės, sporinės ir nesporinės formos. Mikroflora yra vienas iš dirvožemio formavimosi veiksnių.

Mikroorganizmų vystymosi sritis dirvožemyje yra zona, esanti greta gyvų augalų šaknų. Ji vadinama rizosfera, o joje esančių mikroorganizmų visuma – rizosferos mikroflora.

Rezervuarų mikroflora

Vanduo - natūrali aplinka kur dauginasi mikroorganizmų. Didžioji jų dalis į vandenį patenka iš dirvožemio. Veiksnys, lemiantis bakterijų skaičių vandenyje ir maistinių medžiagų buvimą jame. Švariausi vandenys yra iš artezinių šulinių ir šaltinių. Atviruose rezervuaruose ir upėse labai daug bakterijų. Didžiausias kiekis bakterijų randama paviršiniuose vandens sluoksniuose, arčiau kranto. Tolstant nuo kranto ir didėjant gyliui, bakterijų mažėja.

Švaraus vandens viename ml yra 100-200 bakterijų, o užterštame – 100-300 tūkst. ir daugiau. Dugno dumble yra daug bakterijų, ypač paviršiniame sluoksnyje, kur bakterijos sudaro plėvelę. Šioje plėvelėje yra daug sieros ir geležies bakterijų, kurios oksiduoja vandenilio sulfidą į sieros rūgštį ir taip neleidžia žuvims žūti. Dumble yra daugiau sporinių formų, o vandenyje vyrauja nesporingos formos.

Pagal rūšinę sudėtį vandens mikroflora panaši į dirvožemio mikroflorą, tačiau yra ir specifinių formų. Naikinant įvairias atliekas, patekusias į vandenį, mikroorganizmai palaipsniui atlieka vadinamąjį biologinį vandens valymą.

Oro mikroflora

Oro mikroflora yra mažesnė nei dirvožemio ir vandens mikroflora. Bakterijos pakyla į orą su dulkėmis, gali ten išbūti kurį laiką, o vėliau nusėsti žemės paviršiuje ir žūti dėl mitybos trūkumo arba veikiamos ultravioletiniai spinduliai. Mikroorganizmų skaičius ore priklauso nuo geografinės zonos, reljefo, metų laiko, užterštumo dulkėmis ir kt. Kiekviena dulkių dėmė yra mikroorganizmų nešiotoja. Dauguma bakterijų yra aukščiau esančiame ore pramonės įmonės. Kaimo vietovėse oras švaresnis. Švariausias oras yra virš miškų, kalnų ir snieguotų vietovių. Viršutiniuose oro sluoksniuose yra mažiau mikrobų. Oro mikrofloroje yra daug pigmentuotų ir sporas turinčių bakterijų, kurios yra atsparesnės nei kitos ultravioletiniams spinduliams.

Žmogaus kūno mikroflora

Žmogaus kūnas, net ir visiškai sveikas, visada yra mikrofloros nešiotojas. Žmogaus organizmui kontaktuojant su oru ir dirvožemiu, ant drabužių ir odos nusėda įvairūs mikroorganizmai, tarp jų ir patogeniniai (stabligės bacilos, dujų gangrena ir kt.). Dažniausiai užterštos žmogaus kūno dalys yra užterštos. Jie randa jį ant rankų coli, stafilokokai. Burnos ertmėje yra daugiau nei 100 rūšių mikrobų. Burnos ertmė su savo temperatūra, drėgme ir maistinių medžiagų likučiais yra puiki aplinka mikroorganizmams vystytis.

Skrandyje vyksta rūgštinė reakcija, todėl dauguma jame esančių mikroorganizmų žūva. Pradedant nuo plonoji žarna reakcija tampa šarminė, t.y. palanki mikrobams. Storųjų žarnų mikroflora yra labai įvairi. Kiekvienas suaugęs žmogus kasdien su ekskrementais išskiria apie 18 milijardų bakterijų, t.y. daugiau individų nei žmonių pasaulyje.

Vidaus organai, nesusiję su išorine aplinka (smegenys, širdis, kepenys, šlapimo pūslė ir tt) paprastai nėra mikrobų. Mikrobai į šiuos organus patenka tik sergant.

Bakterijos medžiagų cikle

Mikroorganizmai apskritai ir ypač bakterijos vaidina didelį vaidmenį biologiškai svarbiuose medžiagų cikluose Žemėje, vykdydamos chemines transformacijas, kurios visiškai nepasiekiamos nei augalams, nei gyvūnams. Įvairius elementų ciklo etapus atlieka organizmai skirtingi tipai. Kiekvienos atskiros organizmų grupės egzistavimas priklauso nuo kitų grupių atliekamos cheminės elementų transformacijos.

Azoto ciklas

Ciklinė azoto junginių transformacija atlieka pagrindinį vaidmenį aprūpinant reikiamas azoto formas biosferos organizmus, turinčius skirtingus mitybos poreikius. Daugiau nei 90% viso azoto fiksavimo yra dėl tam tikrų bakterijų metabolinio aktyvumo.

Anglies ciklas

Biologiniam organinės anglies pavertimui anglies dioksidu, kartu su molekulinio deguonies redukcija, reikalinga bendra įvairių mikroorganizmų metabolinė veikla. Daugelis aerobinių bakterijų visiškai oksiduoja organines medžiagas. Aerobinėmis sąlygomis organiniai junginiai iš pradžių skaidomi fermentacijos būdu, o organiniai galutiniai fermentacijos produktai toliau oksiduojami anaerobiniu kvėpavimu, jei yra neorganinių vandenilio akceptorių (nitratų, sulfatų arba CO 2 ).

Sieros ciklas

Siera yra prieinama gyviems organizmams daugiausia tirpių sulfatų arba redukuotų organinių sieros junginių pavidalu.

Geležies ciklas

Kai kuriuose gėlo vandens telkiniuose yra didelė redukuotų geležies druskų koncentracija. Tokiose vietose vystosi specifinė bakterinė mikroflora – geležies bakterijos, kurios oksiduoja redukuotą geležį. Jie dalyvauja formuojant pelkių geležies rūdas ir vandens šaltinius, kuriuose gausu geležies druskų.

Bakterijos yra seniausi organizmai, atsiradę maždaug prieš 3,5 milijardo metų Archeanuose. Maždaug 2,5 milijardo metų jie dominavo Žemėje, formuodami biosferą ir dalyvavo formuojant deguonies atmosferą.

Bakterijos yra vieni paprasčiausios struktūros gyvų organizmų (išskyrus virusus). Manoma, kad jie yra pirmieji organizmai, atsiradę Žemėje.

Mūsų pasaulyje yra daugybė bakterijų. Tarp jų yra gerų, yra ir blogų. Vienus žinome geriau, kitus prasčiau. Straipsnyje atrinkome žinomiausių tarp mūsų ir mūsų organizme gyvenančių bakterijų sąrašą. Straipsnis parašytas su šiek tiek humoro, todėl nevertinkite griežtai.

Suteikia „veido kontrolę“ jūsų viduje

Laktobacilai (Lactobacillus plantarum) gyvenantys žmogaus virškinamajame trakte nuo priešistorinių laikų, jie atlieka puikų ir svarbų darbą. Kaip ir vampyrinis česnakas, jie atbaido patogenines bakterijas, neleidžia joms įsitvirtinti jūsų skrandyje ir sukelti žarnyno sutrikimų. Sveiki! Marinuoti agurkai ir pomidorai, raugintų kopūstų sustiprins atšokėjų jėgą, tačiau žinokite, kad sunkios treniruotės ir stresas nuo fizinė veikla sumažinti savo gretas. Į baltymų kokteilį įpilkite juodųjų serbentų. Šios uogos sumažina kūno rengybos įtampą dėl jose esančių antioksidantų.

2. BELLY DEFENDER Helicobacter pylori

Sustabdo alkio priepuolius 15 val

Kita virškinamajame trakte gyvenanti bakterija Helicobacter pylori vystosi nuo vaikystės ir padeda palaikyti sveiko svorio visą gyvenimą kontroliuojant hormonus, atsakingus už alkio jausmą! Kasdien suvalgykite po 1 obuolį.

Šie vaisiai skrandyje gamina pieno rūgštį, kurioje negali išgyventi dauguma kenksmingų bakterijų, bet kurią mėgsta Helicobacter pylori. Tačiau stebėkite H. pylori, nes jie gali prieštarauti jums ir sukelti skrandžio opas. Pusryčiams gaminkite kiaušinienę su špinatais: šių žalių lapų nitratai sutirština skrandžio sieneles, apsaugodami nuo pieno rūgšties pertekliaus.

3. Pseudomonas aeruginosa

Mėgsta dušus, karštas vonias ir baseinus

Šiltame vandenyje gyvenanti bakterija Pseudomonas aeruginosa per plaukų folikulų poras patenka į galvos odą, sukeldama infekciją, kurią lydi niežulys ir skausmas pažeistose vietose.

Nenorite kiekvieną kartą maudydamiesi dėvėti maudymosi kepuraitę? Apsispręskite nuo karšių invazijos sumuštiniu su vištiena arba lašiša ir kiaušiniais. Kad folikulai būtų sveiki ir efektyviai kovotų su svetimkūniais, būtinas didelis baltymų kiekis. Nepamirškite apie riebalų rūgštis, kurie yra būtini sveikai galvos odai. Tai jums padės 4 skardinės konservuotų tunų arba 4 vidutiniai avokadai per savaitę. Ne daugiau.

4. Kenksmingos bakterijos Corynebacterium minutissimum

Aukštųjų technologijų pirmuonys

Labiausiai gali slypėti kenksmingos bakterijos netikėtų vietų. Pavyzdžiui, bėrimą sukelianti Corynebacterium minutissimum mėgsta gyventi telefonų ir planšetinių kompiuterių jutikliniuose ekranuose. Sunaikink juos!

Keista, bet dar niekas nesukūrė nemokamos programos, kovojančios su šiais mikrobais. Tačiau daugelis įmonių gamina telefonų ir planšetinių kompiuterių dėklus su antibakterine danga, kuri garantuotai stabdo bakterijų augimą. Ir stenkitės netrinti rankų džiovindami jas po plovimo – tai gali sumažinti bakterijų populiaciją 37%.

5. TAURINGIS RASSAL Escherichia coli

Gerosios blogosios bakterijos

Manoma, kad Escherichia coli bakterija sukelia dešimtis tūkstančių užkrečiamos ligos kasmet. Tačiau tai sukelia mums problemų tik tada, kai randa būdą palikti gaubtinę žarną ir mutuoti į ligą sukeliančią padermę. Paprastai jis yra gana naudingas gyvenimui ir aprūpina organizmą vitaminu K, kuris palaiko sveikas arterijas, apsaugo nuo širdies priepuolių.

Kad išvengtumėte šios antraštes patraukiančios bakterijos, penkis kartus per savaitę į savo racioną įtraukite ankštinių augalų. Pupelėse esanti ląsteliena nesuyra, o persikelia į storąją žarną, kur E. coli gali jomis mėgautis ir tęsti įprastą dauginimosi ciklą. Labiausiai skaidulų turi juodosios pupelės, tada Idelim, arba mėnulio formos, ir tik tada įprastos raudonosios pupelės. Ankštinės daržovės ne tik kontroliuoja bakterijas, bet ir jų skaidulos mažina potraukį po pietų ir padidina organizmo gebėjimą įsisavinti maistines medžiagas.

6. DEGIMAS Staphylococcusaureus

Suvalgo jūsų odos jaunystę

Dažniausiai furunkulą ir spuogus sukelia bakterija Staphylococcusaureus, kuri gyvena ant daugumos žmonių odos. Spuogai, žinoma, yra nemalonūs, tačiau, patekusi per pažeistą odą į organizmą, ši bakterija gali sukelti rimtesnes ligas: plaučių uždegimą ir meningitą.

Natūralus antibiotikas dermicidinas, kuris yra toksiškas šioms bakterijoms, randamas žmogaus prakaite. Bent kartą per savaitę į savo treniruotes įtraukite didelio intensyvumo pratimus, stengdamiesi dirbti 85% didžiausio pajėgumo. Ir visada naudokite švarų rankšluostį.

7. MIKROBAS – GLUTTER Bifidobacterium animalis

® Gyvena raugintuose pieno produktuose

Bifidobacterium animalis bakterijos gyvena jogurto indelių, kefyro butelių, jogurto, rauginto kepto pieno ir kitų panašių produktų turinyje. Jie sumažina laiką, per kurį maistas praeina per storąją žarną, 21%. Maistas nesustingsta, nesusidaro dujų perteklius – mažiau tikėtina, kad susidursite su problema, pavadinta „Dvasios švente“.

Bakterijas pamaitinkite, pavyzdžiui, bananu – valgykite po pietų. O patiems pietums puikiai tiks makaronai su artišokais ir česnaku. Visuose šiuose produktuose gausu frukto-oligo-sacharidų – Bifidobacterium animalis mėgsta tokio tipo angliavandenius ir valgo juos su malonumu, o po to dauginasi su ne mažesniu malonumu. Didėjant gyventojų skaičiui, didėja tikimybė normaliam virškinimui.

Stengiamės pateikti aktualiausius ir Naudinga informacija tau ir tavo sveikatai. Šiame puslapyje paskelbta medžiaga yra informacinio pobūdžio ir skirta švietimo tikslams. Svetainės lankytojai neturėtų jų naudoti kaip medicininę konsultaciją. Diagnozės nustatymas ir gydymo metodo parinkimas išlieka išskirtine Jūsų gydančio gydytojo prerogatyva! Mes neatsakome už galimus Neigiamos pasekmės atsirandantys dėl svetainėje paskelbtos informacijos naudojimo

Gyvybė mūsų planetoje prasidėjo nuo bakterijų. Mokslininkai mano, kad čia viskas ir baigiasi. Yra juokaujama, kad ateiviai tyrinėdami Žemę negalėjo suprasti, kas yra tikrasis jos savininkas – žmogus ar bacila. Žemiau atrinkti įdomiausi faktai apie bakterijas.

Bakterija yra atskiras organizmas, kuris dauginasi dalijantis. Kuo palankesnė buveinė, tuo greičiau dalijasi. Šie mikroorganizmai gyvena visuose gyvuose daiktuose, taip pat vandenyje, maiste, supuvusiuose medžiuose ir augaluose.

Sąrašas tuo neapsiriboja. Bacilos gerai išgyvena ant daiktų, kuriuos palietė žmonės. Pavyzdžiui, ant turėklo viešajame transporte, ant šaldytuvo rankenos, ant pieštuko galo. Įdomūs faktai Apie bakterijas neseniai buvo atrasta Arizonos universitete. Jų pastebėjimais, Marse gyvena „miegantys“ mikroorganizmai. Mokslininkai įsitikinę, kad tai vienas iš gyvybės egzistavimo kitose planetose įrodymų, be to, jų nuomone, Žemėje galima „atgaivinti“ svetimas bakterijas.

Pirmą kartą mikroorganizmą optiniu mikroskopu ištyrė olandų mokslininkas Antonius van Leeuwenhoekas XVII amžiaus pabaigoje. Dabar žinomos rūšys Bacilų yra apie du tūkstančius. Visus juos galima suskirstyti į:

• kenksmingas;
• naudingas;
• neutralus.

Tuo pačiu metu žalingieji dažniausiai kovoja su naudingais ir neutraliais. Tai viena dažniausių priežasčių, kodėl žmogus suserga.

Įdomiausi faktai

Apskritai, vienaląsčiai organizmai dalyvauti visuose gyvenimo procesuose.

Bakterijos ir žmonės

Nuo pat gimimo žmogus patenka į pasaulį, pilną įvairių mikroorganizmų. Vieni padeda jam išgyventi, kiti sukelia infekcijas ir ligas.

Įdomiausi faktai apie bakterijas ir žmones:

Pasirodo, bacila gali arba visiškai išgydyti žmogų, arba sunaikinti mūsų rūšį. Šiuo metu bakterijų toksinai jau egzistuoja.

Kaip bakterijos padėjo mums išgyventi?

Štai keletas įdomesnių faktų apie žmonėms naudingas bakterijas:

• kai kurios bacilų rūšys apsaugo žmones nuo alergijos;
• su bakterijų pagalba galite išmesti pavojingas atliekas (pavyzdžiui, naftos produktus);
• Be mikroorganizmų žarnyne žmogus neišgyventų.

Kaip pasakyti vaikams apie bacilas?

Vaikai yra pasirengę kalbėti apie bacilas 3-4 metų amžiaus. Norint teisingai perteikti informaciją, verta papasakoti įdomių faktų apie bakterijas. Pavyzdžiui, vaikams labai svarbu suprasti, kad yra blogi ir geri mikrobai. Kad gerieji pieną gali paversti raugintu keptu pienu. Ir taip pat, kad jie padeda pilvui virškinti maistą.

Reikia atkreipti dėmesį į piktąsias bakterijas. Pasakykite jiems, kad jie yra labai maži, todėl jų nematyti. Kad kai jie patenka į žmogaus organizmą, greitai atsiranda daug mikrobų, ir jie pradeda mus valgyti iš vidaus.

Vaikas turi žinoti, kad piktasis mikrobas nepatektų į organizmą:

• Išėję į lauką ir prieš valgydami nusiplaukite rankas.
• Nevalgykite daug saldumynų.
• Pasiskiepyk.

Geriausias būdas parodyti bakterijas yra nuotraukos ir enciklopedijos.

Ką turėtų žinoti kiekvienas studentas?

Su vyresniu vaiku geriau kalbėti ne apie mikrobus, o apie bakterijas. Svarbu pagrįsti moksleiviams įdomius faktus. Tai yra, kalbant apie rankų plovimo svarbą, galima pasakyti, kad ant tualeto rankenų gyvena 340 kenksmingų bacilų kolonijų.

Kartu galite rasti informacijos apie tai, kurios bakterijos sukelia dantų ėduonį. Taip pat pasakykite mokiniui, kad šokoladas nedideliais kiekiais turi antibakterinį poveikį.

Net pradinių klasių mokinys gali suprasti, kas yra vakcina. Tai yra tada, kai į organizmą patenka nedidelis viruso ar bakterijų kiekis, o imuninė sistema jį nugali. Štai kodėl taip svarbu pasiskiepyti.

Jau nuo vaikystės turėtų ateiti supratimas, kad bakterijų šalis yra visas pasaulis, kuris dar nėra iki galo ištirtas. Ir kol egzistuoja šie mikroorganizmai, egzistuoja ir pati žmonių rūšis.