Baktēriju piemēri un to īpašības

Skolas mācību programmā un specializētā universitātes izglītībā noteikti tiek ņemti vērā piemēri no baktēriju valstības. Šī senā dzīvības forma uz mūsu planētas parādījās agrāk nekā jebkura cita pazīstama cilvēka. Zinātnieki lēni pirmo reizi konstatēja, ka baktērijas veidojās apmēram trīs ar pusmiljardu gadu un apmēram miljards gadu planētas nepastāvēja citiem dzīvības veidiem. Baktēriju, mūsu ienaidnieku un draugu piemēri noteikti tiek uzskatīti par jebkuru izglītības programmu, jo šīs mikroskopiskās dzīves formas ļauj veikt procesus, kas raksturīgi mūsu pasaulei.

Izplatības īpatnības

Kur dzīvā pasaulē jūs varat atrast baktēriju piemērus? Jā, gandrīz visur! Tie atrodas pavasara ūdeņos, tuksneša kāpās un augsnes elementos, gaisā un akmeņainās klintis. Piemēram, Antarktikas ledus baktērijas dzīvo pie -83 grādiem aukstumā, bet siltums arī tos netraucē - dzīvības formas atrada atsperēs, kur šķidrums tiek sasildīts līdz +90. Tas, ka, piemēram, baktērijas gramos augsnes ir neskaitāmi simtiem miljonu, runā par mikroskopiskās pasaules iedzīvotāju blīvumu.

Baktērijas var dzīvot jebkurā citā dzīvības formā - uz augu, dzīvnieku. Daudzi cilvēki zina frāzi "zarnu mikroflora", un televīzijā viņi pastāvīgi reklamē produktus, kas to uzlabo. Faktiski, piemēram, to veido tikai baktērijas, tas ir, normālos apstākļos cilvēka organismā dzīvo pārāk daudz mikroskopisko dzīvības formu. Viņi ir uz mūsu ādas, mutē - vārdu sakot, jebkurā vietā. Dažas no tām ir tiešām kaitīgas un pat dzīvībai bīstamas, tādēļ antibakteriālie līdzekļi ir tik plaši izplatīti, bet bez citiem vienkārši nav iespējams izdzīvot - mūsu sugas līdzās simbiozei.

Dzīves apstākļi

Neatkarīgi no baktēriju piemēra, šie organismi ir ļoti izturīgi, var izdzīvot nelabvēlīgos apstākļos, viegli pielāgojami negatīviem faktoriem. Dažām formām ir nepieciešams skābeklis to dzīvībai svarīgām funkcijām, bet citi var ļoti labi darīt pat bez tā. Ir daudz piemēru par baktērijām, kas perfekti izdzīvo bez skābekļa vidē.

Pētījumi liecina, ka mikroskopiskās dzīvības formas var izdzīvot stipra sala, viņi nebaidās no ļoti augsta sausuma vai drudža. Sporas, kas audzē baktērijas, var viegli tikt galā ar ilgstošu vārīšanu vai apstrādi zemā temperatūrā.

Kādas ir?

Analizējot baktēriju (ienaidnieku un cilvēka draugu) piemērus, jāatceras, ka mūsdienu bioloģija ievieš klasifikācijas sistēmu, kas nedaudz vienkāršo izpratni par šo dažādo valstību. Parasti ir runāts par vairākām dažādām formām, no kurām katram ir specializēts nosaukums. Tātad koki tiek saukti par baktērijām kā bumbu, streptokoku bumbiņas, savāktas ķēdē, un, ja veidošanās ir līdzīga ķekarai, tad tā pieder pie stafilokoku grupas. Ir zināmas šādas mikroskopiskās dzīvības formas, kad divas baktērijas dzīvo vienā kapsulā, kas pārklāta ar gļotādu. Tos sauc par diplokokiem. Baciļi ir spieķi, spirulīši ir spirāles, un vibrioni ir tāds baktērijas piemērs (jebkuram skolniekam, kurš ir atbildīgs, lai to varētu pārnest programma), kas pēc formas ir līdzīgs komatam.

Bieži vien baktērijas tiek savāktas daudzās grupās, kas veido filmas, sarežģītas ķēdes ar pārpilnības līkumiem. Ir piemēri baktērijām, parazītiem, kas dabiski ir aprīkoti ar zeķēm - vienu vai vairākiem. Izdaliet mobilās, statiskās formas. Mikroskopiskie organismi var pārvietoties, sarukt, atgādinot vilnis vai izmantojot jostas.

Gramnegatīvas baktērijas

Šis nosaukums tika ņemts attiecībā uz mikroskopiskām dzīvības formām, kuras, analizējot ar gramiem, nemaina krāsu kristālvioleta ietekmē. Piemēram, baktērijas, kas ir patogēnas un drošas no grampozitīvu vielu klases, saglabā violetu nokrāsu pat tad, ja tās ir mazgātas ar alkoholu, bet gram-negatīvās baktērijas pilnībā izmainītas.

Izpētot mikroskopiskās dzīves formu pēc gramu mazgāšanas, ir jāizmanto piesaistošs krāsviela (safranīns), kuras ietekmē baktērija kļūs rozā vai sarkanā krāsā. Šī reakcija ir saistīta ar ārējās membrānas struktūru, kas neļauj krāsai iekļūt iekšā.

Kāpēc jums to vajag?

Ja skolas laikā students tiek lūgts sniegt baktēriju piemērus, viņš parasti var atsaukt formas, kas ir iekļautas mācību grāmatā, un viņu galvenās iezīmes jau ir norādītas. Krāsošanas tests tika izdomāts tikai, lai identificētu šos specifiskos parametrus. Sākotnēji pētījumā bija paredzēts klasificēt mikroskopiskās dzīves pārstāvjus.

Grama testu rezultāti ļauj izdarīt secinājumus par šūnu sienu struktūru. Pamatojoties uz saņemto informāciju, visas identificētās veidlapas ir iespējams sadalīt divās grupās, kuras tiek tālāk ņemtas vērā darbā. Piemēram, gramnegatīvās klases patogēnās baktērijas ir daudz izturīgākas pret antivielu iedarbību, jo šūnu siena ir necaurlaidīga, aizsargāta, spēcīga. Bet grampozitīvā rezistence ir ievērojami zemāka.

Patogenitātes un mijiedarbības funkcijas

Klasisks baktēriju izraisītas slimības piemērs ir iekaisuma process, kas var attīstīties dažādos audos un orgānos. Gram-negatīvas dzīves formas visbiežāk izraisa šādu reakciju, jo to šūnu sienas izraisīja reakciju uz cilvēka imūno sistēmu. Sienās ir LPS (lipopolisaharīda slānis), reaģējot uz kuru organismā rodas citokīni. Tas izraisa iekaisumu, saimniekorganisms ir spiests tikt galā ar palielinātu toksisko komponentu ražošanu, pateicoties cīņai starp mikroskopisko dzīves veidu un imūnsistēmu.

Kas ir zināms?

Gram-negatīvo baktēriju parazītu piemērs ir proteobakterijas. Grupa ir diezgan daudz. Tas ietver Salmonella, Pseudomonas, Helicobacter. Zinātniski un medicīniski nekaitīgas gramnegatīvas mikroskopiskās dzīvības formas pārstāvji ir spiroheti, sēru baktērijas un zibakmeņi.

Medicīnā pašlaik īpaša uzmanība tiek pievērsta trim formām, kas izraisa nopietnas slimības. Neisseria gonorrhoeae baktērija tiek pārnēsta seksuāli, tiek novēroti elpošanas patoloģiju simptomi, kad organisms inficējas ar Moraxella catarrhalis, un viena no bīstamākajām cilvēka slimībām - meningītu - izraisa baktērija Neisseria meningitidis.

Bacillus un slimības

Ņemot vērā, piemēram, baktērijas, slimības, ko tās izraisa, vienkārši nav iespējams ignorēt baktērijas. Šo vārdu patlaban zina ikviens ielas cilvēks, pat ļoti vāji iztēloties mikroskopisko dzīvības formu īpašības, un šis konkrētais gramnegatīvās baktērijas veids ārkārtīgi svarīgs mūsdienu ārstiem un pētniekiem, jo ​​tas izraisa nopietnas problēmas cilvēka elpošanas sistēmā. Ir arī piemēri urīna sistēmas slimībām, ko izraisa šāda infekcija. Daži baciļi nelabvēlīgi ietekmē gremošanas traktu. Bojājuma pakāpe ir atkarīga gan no cilvēka imunitātes, gan no ķermeņa inficētās īpašās formas.

Noteikta gramnegatīvās baktēriju grupa ir saistīta ar palielinātu nosokomijas infekcijas iespējamību. Visbīstamākais no relatīvi plaši izplatītajiem iemesliem ir sekundārais meningīts, pneimonija. Visstingrākajam jābūt intensīvās terapijas nodaļas medicīnas iestāžu darbiniekiem.

Litotrofi

Ņemot vērā baktēriju uztura piemērus, īpaša uzmanība jāpievērš unikālai litotrofu grupai. Tā ir tāda mikroskopiskā dzīves forma, kas savas darbības rezultātā iegūst enerģiju no neorganiska savienojuma. Patēriņā ir metāli, sērūdeņradis, amonijs, daudzi citi savienojumi, no kuriem baktērija saņem elektronus. Kā reakcijas oksidētājs ir skābekļa molekula vai cits savienojums, kas jau ir izturējis oksidācijas stadiju. Elektronu pārnese notiek kopā ar organisma uzglabātās enerģijas ražošanu un vielmaiņu.

Mūsdienu zinātniekiem litotrofijas ir interesantas galvenokārt tāpēc, ka tās pārstāv dzīvajiem organismiem, kas ir diezgan neparasti mūsu planētai, un pētījums ļauj ievērojami paplašināt izpratni par iespējām, kādas ir dažu dzīvo būtņu grupām. Apzinoties litotrofa klases baktēriju nosaukumu piemērus, pētot to vitalitātes īpašības, zināmā mērā ir iespējams atjaunot mūsu planētas primāro ekoloģisko sistēmu, ti, periodu, kad nebija fotosintēzes, skābekļa nebija, un pat organiskās vielas vēl nebija parādījušās. Lītotrofa pētījums dod iespēju uzzināt dzīvi uz citām planētām, kur to var realizēt, veicot neorganisko vielu oksidēšanu pilnīgi bez skābekļa.

Kas un kas?

Kāda ir litotrofa daba? Piemērs - mezglu baktērijas, ķemotrofiski, karboksiropāķi, metanogēni. Šobrīd zinātnieki nevar precīzi apgalvot, ka visas sugas, kas pieder pie šīs mikroskopisko dzīvības formu grupas, ir atrastas. Tiek pieņemts, ka turpmākā izpēte šajā virzienā ir viena no daudzsološākajām mikrobioloģijas jomām.

Litotrofi aktīvi piedalās cikliskos procesos, kas ir svarīgi mūsu dzīves planētas dzīves pastāvēšanas apstākļiem. Bieži vien ķīmiskās reakcijas, ko izraisa šīs baktērijas, diezgan spēcīgi ietekmē telpu. Tādējādi sēra baktērijas var oksidēt sērūdeņradi sedimentos rezervuāra apakšā, un bez šādas reakcijas komponents reaģē ar skābekli, kas atrodas ūdens slāņos, kas padarītu dzīvi tajā neiespējamu.

Simbioze un opozīcija

Kas nezina vīrusu, baktēriju piemērus? Kā daļa no skolas kursa, ikvienam tiek pateikts par bālu treponēmu, kas var izraisīt sifilu, flambeziju. Ir baktēriju vīrusi, kas zinātnē ir zināmi kā bakteriofāgi. Pētījumi parādīja, ka tikai vienu sekundi viņi var inficēt 10 līdz 24. klases baktērijām! Tas ir vienlaikus spēcīgs evolūcijas līdzeklis un metode, ko izmanto ģenētikas inženierijas jomā, kuru patlaban aktīvi pētījuši zinātnieki.

Dzīves nozīme

Apbedīšanas vidē ir nepareizs uzskats, ka baktērijas ir tikai cilvēku slimību cēlonis, un no tiem vairs nav nekādu labumu vai kaitējuma. Šāds stereotips ir saistīts ar pasaules antropocentriskajiem attēliem, tas ir, uzskats, ka viss kaut kādā veidā ir saistīts ar personu, rotē ap viņu un tikai viņam eksistē. Faktiski mēs runājam par pastāvīgu mijiedarbību bez īpaša rotācijas centra. Baktērijas un eikarioti mijiedarbojas tikpat daudz kā abas karaļvalstis.

Pirmais veids, kā cīnīties ar cilvēka izdomātām baktērijām, bija saistīts ar penicilīna atklāšanu, sēnīti, kas var iznīcināt mikroskopiskās dzīvības formas. Sēnītes pieder ekariootu valstībai un no bioloģiskās hierarhijas viedokļa ir ciešāk saistītas ar cilvēkiem, nevis augiem. Bet pētījumi parādīja, ka sēnītes ir tālu no vienīgās vai pat pirmās lietas, kas kļuva par baktēriju ienaidnieku, jo eikarioti parādījās daudz vēlāk nekā mikroskopiskā dzīve. Sākotnēji cīņa starp baktērijām (un citās formās vienkārši neeksistēja) tika veikta, izmantojot sastāvdaļas, kuras šie organismi radīja, lai uzvarētu vietu sev. Pašlaik cilvēks, kas mēģina atklāt jaunus veidus, kā cīnīties ar baktērijām, var atklāt tikai tās metodes, kuras ilgu laiku ir zināmas dabai un ko organisms izmantoja cīņā par dzīvību. Bet zāļu izturība, kas daudz izraisa daudzas, ir normāla reakcijas reakcija, kas raksturīga daudzu miljonu gadu mikroskopiskajā dzīvē. Tas bija viņa, kas noteica baktēriju spēju izdzīvot visu šo laiku un turpina augt un vairoties.

Uzbrukums vai mirst

Mūsu pasaule ir vieta, kur tikai pielāgota persona var izdzīvot, spēj aizstāvēt, uzbrukt, izdzīvot. Tajā pašā laikā spēja uzbrukt ir cieši saistīta ar iespējām aizsargāt sevi, savu dzīvi, intereses. Ja kādas baktērijas nevar izglābt no antibiotikām, šī suga izzuda. Patlaban pastāvošajiem mikroorganismiem ir diezgan attīstīti un sarežģīti aizsardzības mehānismi, kas ir efektīvi pret dažādām vielām un savienojumiem. Vispiemērotākā metode dabā ir novirzīt briesmas citam mērķim.

Antibiotiku parādīšanās ir saistīta ar ietekmi uz mikroskopiskā organisma molekulu - RNS, proteīnu. Ja maināt mērķi, tad vieta, uz kuru antibiotika var piesaistīties, mainīsies. Punktu mutācija, kas izraisa viena organisma izturību pret agresīvā komponenta iedarbību, kļūst par iemeslu visu sugu uzlabošanai, jo šī baktērija turpina aktīvo pavairošanu.

Vīrusi un baktērijas

Šis temats šobrīd izraisa daudz runas gan profesionāļiem, gan vienkāršiem cilvēkiem. Gandrīz katrs otrais uzskata sevi kā vīrusu speciālistu, kas ir saistīts ar masu informācijas sistēmu darbu: gripas epidēmija gandrīz tuvojas, jo visur saka un raksta par vīrusiem. Persona, iepazīties ar šiem datiem, sāk domāt, ka viņš zina visu, kas ir iespējams. Protams, ir ieteicams iepazīties ar datiem, taču jums nevajadzētu kļūdīties: ne tikai vidusmēra cilvēks, bet arī profesionāļi pašlaik vēl pilnībā atklāj informāciju par vīrusu un baktēriju darbības īpatnībām.

Starp citu, pēdējo gadu laikā ir ievērojami pieaudzis to cilvēku skaits, kas ir pārliecināti, ka vēzis ir vīrusu slimība. Daudzi simti laboratoriju visā pasaulē veica pētījumus, no kuriem var izdarīt šādu secinājumu attiecībā uz leikēmiju, sarkomu. Tomēr pagaidām šie ir tikai pieņēmumi, un oficiālā pierādījumu bāze nav pietiekama, lai to precīzi noslēgtu.

Viroloģija

Šī ir diezgan jauna zinātnes joma, kas radās pirms astoņdesmit gadiem, kad tika atklāts, ka tas izraisa mozaīkas tabakas slimību. Daudz vēlāk tika uzņemts pirmais attēls, lai gan ļoti neprecīzs un vairāk vai mazāk pareizs pētījums tika veikts tikai pēdējos piecpadsmit gados, kad cilvēkiem pieejamās tehnoloģijas ļāva izpētīt šādas mazas dzīvības formas.

Pašlaik nav precīzas informācijas par to, kā un kad vīrusi parādījās, bet viena no galvenajām teorijām saka, ka šī dzīvības forma ir radusies no baktērijām. Tā vietā, lai attīstītos, degradācija notika šeit, attīstība tika atgriezta atpakaļ, un tika izveidoti jauni viencile organismi. Zinātnieku grupa apgalvo, ka agrāk vīrusi bija ievērojami sarežģītāki, bet laika gaitā zaudēja vairākas pazīmes. Nosacījums, kas ir pieejams mūsdienu cilvēka pētījumam, ģenētiskā fonda datu daudzveidība - tikai atšķirīgas pakāpes atbalsis, degradācijas posmi, kas raksturīgi konkrētam veidam. Vēl nav zināms, cik pareiza ir šī teorija, bet nav iespējams noliegt, ka pastāv cieša saikne starp baktērijām un vīrusiem.

Baktērijas: tik dažādi

Pat ja mūsdienu cilvēks saprot, ka baktērijas viņu ieskauj visur un visur, joprojām ir grūti saprast, cik spēcīgi apkārtējās pasaules procesi ir atkarīgi no mikroskopiskās dzīves formas. Tikai nesen zinātnieki ir atklājuši, ka dzīvās baktērijas piepilda pat mākoņus, kur tie paceļas ar tvaiku. Iespējas, kas rodas šādiem organismiem, ir pārsteidzošas un iedvesmojošas. Daži izraisa ūdens pārvēršanu ledus, kas izraisa nogulsnes. Kad granulas sāk krist, tas atkal kūst, un ūdens vai sniega plūsma nokrīt zemē atkarībā no klimata un sezonas. Ne tik sen, zinātnieki ir ierosinājuši, ka ar baktērijām ir iespējams palielināt nokrišņu daudzumu.

Aprakstītās spējas līdz šim ir atrasti pētījumā par sugām, kuras saņēma zinātnisko nosaukumu Pseudomonas Syringae. Zinātnieki jau iepriekš bija pieņēmuši, ka cilvēka acīm skaidrāki mākoņi ir piepildījušies ar dzīvi, un mūsdienu rīki, tehnoloģijas un rīki ļāva pierādīt šo viedokli. Saskaņā ar aptuveniem aprēķiniem mikobraume kubikmetrs ir piepildīts ar mikrobiem koncentrācijā 300-30 000 eksemplāru. Cita starpā šeit minētā Pseudomonas Syringae forma, izraisa ledus veidošanos no ūdens diezgan augsta temperatūrā. To vispirms atklāja pirms vairākiem gadu desmitiem, izpētot augus un audzējot mākslīgā vidē - tas izrādījās diezgan vienkārši. Pašlaik Pseudomonas Syringae aktīvi darbojas sabiedriskajā labā slēpošanas kūrortos.

Kā tas notiek?

Pseudomonas Syringae pastāvēšana ir saistīta ar proteīnu ražošanu, kas mikroskopiskā organisma virsmu pārklāj ar tīklu. Kad tuvojas ūdens molekula, sākas ķīmiskā reakcija, režģis ir izlīdzināts, parādās režģis, un tas izraisa ledus veidošanos. Kodols piesaista ūdeni, palielina izmēru un masu. Ja tas viss notiek mākonī, tad svara palielināšanās noved pie tā, ka nav iespējams turpināt pieaugt un ka granulas nokrīt. Nosmakšanas formu nosaka gaisa temperatūra pie zemes virsmas.

Iespējams, ka Pseudomonas Syringae var izmantot sausuma periodā, kuram mākonī jāievieš baktēriju kolonija. Pašlaik zinātnieki precīzi nezina, kāda mikroorganismu koncentrācija var izraisīt lietus, tāpēc tiek veikti eksperimenti un tiek ņemti paraugi. Tajā pašā laikā ir nepieciešams noskaidrot, kāpēc Pseudomonas Syringae pārvietojas mākoņos, ja mikroorganisms parasti dzīvo uz augu.

Baktērijas

Baktērijas ir visvecākā organismu grupa, kas tagad eksistē uz Zemes. Pirmās baktērijas parādījās, iespējams, vairāk nekā pirms 3,5 miljardiem gadu, un gandrīz miljards gadu bija vienīgā dzīvā būtne mūsu planē. Tā kā tie bija pirmie dabas pārstāvji, viņu ķermenim bija primitīva struktūra.

Laika gaitā to struktūra kļuva sarežģītāka, bet pat mūsdienās baktērijas tiek uzskatītas par primitīvākiem viencelilajiem organismiem. Interesanti, ka dažas baktērijas joprojām saglabā savu seno priekšteču primitīvās iezīmes. To novēro baktērijās, kuras konstatētas karstās sēra avotos un bezūdens dūņām ūdensteču apakšā.

Lielākā daļa baktēriju ir bezkrāsaini. Tikai daži ir krāsaini purpursarkanie vai zaļie. Bet daudzu baktēriju kolonijām ir spilgta krāsa, ko izraisa krāsainas vielas izdalīšana vidē vai šūnu pigmentācija.

Pasaules baktēriju pionieris bija 17.gadsimta holandiešu dabaszinātnieks Anthony Leuwenhoek, kurš pirmo reizi izveidoja ideālu palielinājuma stikla mikroskopu, palielinot objektus 160-270 reizes.

Baktērijas tiek klasificētas kā prokariotes un izolētas atsevišķā valstībā - baktērijas.

Ķermeņa forma

Baktērijas ir daudz un dažādi organismi. Viņi atšķiras pēc formas.

Kustības metodes

Starp baktērijām ir mobilas un nekustīgas formas. Kustīgie pārvietojas uz viļņainu kontrakciju rēķina vai ar zvīņveida (vītā spirālveida pavedieni) palīdzību, kas sastāv no īpaša proteīna flagellīna. Zibspuldzes var būt viena vai vairākas. Tās atrodas dažās baktērijās vienā šūnas galā, savukārt citās - divās vai pa visu virsmu.

Bet kustība ir raksturīga daudzām citām baktērijām, kurām nav vēzis. Tādējādi baktērijas, kas pārklātas ar gļotām ārpusē, spēj bīdīties.

Dažām ūdens un augsnes baktērijām, kurām citoplazmā nav čūskas, ir gāzes vakuoli. Šūnā var būt 40-60 vakuoli. Katrs no tiem ir piepildīts ar gāzi (iespējams, slāpekli). Regulējot gāzes daudzumu vakuumos, ūdens baktērijas var nokrist ūdenstilā vai palielināties līdz tās virsmai, un augsnes baktērijas var pārvietoties augsnes kapilārās vietās.

Biotops

Sakarā ar organizācijas vienkāršību un baktēriju vienkāršība ir plaši izplatīta dabā. Baktērijas atrodamas visur: pat tīrākais avota ūdens piliens augsnes graudos, gaisā, klintīs, polāro sniegā, tuksneša smiltīs, okeāna grīdā, eļļā, kas iegūta no lielā eļļas dziļuma un pat karstās avotos ar temperatūru aptuveni 80 ° C. Viņi dzīvo uz augiem, augļiem, dažādiem dzīvniekiem un cilvēkiem zarnās, mutes dobumā, uz ekstremitātēm, uz ķermeņa virsmas.

Baktērijas ir mazākās un visvairāk dzīvās būtnes. Sakarā ar to mazo izmēru tie viegli iekļūst plaisās, plaisās, porās. Ļoti izturīgs un pielāgots dažādiem eksistences apstākļiem. Viņi pieļauj žāvēšanu, spēcīgu aukstumu, apsildīšanu līdz 90ºС, nezaudējot vitalitāti.

Uz Zemes praktiski nav vietas, kur baktērijas nebūtu atrodamas, bet dažādos daudzumos. Baktēriju dzīves apstākļi ir dažādi. Vienam no viņiem ir vajadzīgs skābeklis gaisā, citiem tas nav vajadzīgs un viņi spēj dzīvot bezkrāsainā vidē.

Gaisā: baktērijas sasniedz augšējo atmosfēru līdz 30 km. un vairāk.

Īpaši daudz no tiem augsnē. 1 g augsnē var būt simtiem miljonu baktēriju.

Ūdenī: ūdens virsmas slāņos atklātos ūdenstilpnēs. Labvēlīgas ūdens baktērijas mineralizē organiskos atlikumus.

Dzīvos organismos: patogēnas baktērijas nonāk organismā no ārējās vides, bet tikai labvēlīgos apstākļos tas izraisa slimības. Simbiotika dzīvo gremošanas orgānos, palīdzot sadalīt un absorbēt pārtiku, sintezēt vitamīnus.

Ārējā struktūra

Baktērijas šūna ir apģērbta ar īpašu blīvu membrānu - šūnu sieniņu, kas veic aizsardzības un palīgfunkcijas, kā arī piešķir baktērijām pastāvīgu, raksturīgu formu. Baktēriju šūnu siena atgādina augu šūnu membrānu. Tas ir caurlaidīgs: ar to barības vielas brīvi pārvietojas šūnā, un vielmaiņas produkti nonāk vidē. Bieži uz baktēriju šūnu sienas virsmas tiek radīts papildus aizsargājošais gļotu slānis - kapsula. Kapsulas biezums var būt daudzkārt lielāks par šūnas diametru, bet tas var būt ļoti mazs. Kapsula nav obligāta šūnas daļa, tā veidojas atkarībā no apstākļiem, kādos baktērijas nokrīt. Tas aizsargā baktērijas no izžūšanas.

Uz dažu baktēriju virsmas ir garas zeķes (viena, divas vai daudzas) vai īsas plānas šķiedras. Kaklāšu garums var būt daudzkārt lielāks par baktēriju ķermeņa lielumu. Ar zvīņu un vilku palīdzību baktērijas pārvietojas.

Iekšējā struktūra

Baktēriju šūnā atrodas blīva nekustīga citoplazma. Tam ir daudzveidīga struktūra, nav vakuolu, tāpēc citoplazmas saturā atrodas dažādi proteīni (enzīmi) un rezerves barības vielas. Baktēriju šūnām nav kodola. Viņu šūnu centrālajā daļā ir koncentrēta viela, kas satur ģenētisku informāciju. Baktērijas - nukleīnskābe - DNS. Bet šī viela nav reģistrēta kodols.

Baktēriju šūnu iekšējā organizācija ir sarežģīta un tai ir specifiskas iezīmes. Citoplazmu no šūnu sienas atdala citoplazmatiskā membrāna. Citoplazmā atšķiras galvenā viela vai matrica, ribosomas un neliels skaits membrānas struktūru, kas veic dažādas funkcijas (mitohondriju analogi, endoplasma retikulu, Golgi aparātu). Baktēriju šūnu citoplazmā bieži ir dažādu formu un izmēru granulas. Granulas var sastāvēt no savienojumiem, kas kalpo kā enerģijas un oglekļa avots. Tauku pilieni ir atrodami arī baktēriju šūnā.

Šūnas centrālajā daļā ir lokalizēta kodolviela - DNS, kas nav ierobežota no membrānas citoplazmas. Tas ir kodola analogs - nukleoīds. Nukleoīdam nav membrānas, nukleolu un hromosomu komplekta.

Uztura metodes

Baktērijām ir dažādi uztura modeļi. Starp tiem ir autotrofi un heterotrofi. Autotrofi - organismi, kas var neatkarīgi veidot organiskas vielas pārtikas iegūšanai.

Heterotrofi - organismi, kas lieto gatavo organisko vielu to pārtikai. Heterotrofiskās baktērijas tiek klasificētas saprofītos, simbiontos un parazītos.

Augiem nepieciešams slāpeklis, bet tie paši nevar absorbēt slāpekli no gaisa. Dažas baktērijas apvieno slāpekļa molekulas gaisā ar citām molekulām, kā rezultātā augiem ir pieejamas vielas.

Šīs baktērijas atrodas jauno sakņu šūnās, kas izraisa mezgliņu veidošanos uz saknēm, sauc par mezgliņiem. Šādi mezgli veidojas uz pākšu ģinšu un dažu citu augu augu saknēm.

Saknes dod baktērijām ogļhidrātus, un baktēriju saknes - tādas slāpekli saturošas vielas, kuras var absorbēt augs. Viņu kopdzīves ir abpusēji izdevīgas.

Augu saknes izdala daudz organisko vielu (cukuru, aminoskābes un citus), ko baro baktērijas. Tāpēc augsnes slānī, kas ap to saknes, īpaši daudzas baktērijas nokļūst. Šīs baktērijas padara augu atliekas pieejamus augu vielai. Šo augsnes slāni sauc par rhizospēru.

Ir vairākas hipotēzes par sakņu mazuļu baktēriju iespiešanos sakņu audos:

  • caur epidermas un kārpu audu bojājumiem;
  • caur sakņu matiem;
  • tikai caur jauno šūnu membrānu;
  • pateicoties sēklu baktērijām, kas ražo pektinolītiskus enzīmus;
  • stimulējot B-indolilacetiķskābes sintēzi no triptofāna, kas vienmēr atrodas augu sakņu sekrēcijās.

Mezgliņu baktēriju ievadīšana saknes audos sastāv no diviem posmiem:

  • sakņu maņu infekcija;
  • mezgliņu veidošanās process.

Vairumā gadījumu implantētā šūna aktīvi reizina, veido tā saucamos infekcijas pavedienus, un jau šādu pavedienu formā tiek pārvietoti augu audos. Mutes dobuma baktērijas, kas izdalās no infekcijas pavedieniem, turpina vairoties uzņēmēja audos.

Augu šūnas, kas pildītas ar ātri proliferējošām mezgliņu baktēriju šūnām, enerģiski sadalās. Jaunā mezgliņa savienojums ar pākšaugu saknēm tiek veikts, pateicoties asinsvadu šķiedru saišķiem. Darbības periodā mezgli parasti ir blīvi. Līdz tam laikam, kad tiek parādīta optimālā aktivitāte, mezgliņi iegūst rozā krāsu (pigmenta leģoglobīna dēļ). Slāpekli var noteikt tikai tajās baktērijās, kurās ir leģoglobīns.

Nodule baktērijas rada desmitiem un simtiem kilogramu slāpekļa mēslojuma uz vienu hektāru augsnes.

Metabolisms

Baktērijas atšķiras vielmaiņas procesā. Dažos gadījumos tas ir saistīts ar skābekļa piedalīšanos, bet citās - bez tā līdzdalības.

Lielākā daļa baktēriju barojas ar organisko vielu. Tikai daži no tiem (zilo zaļo vai zilaļģu) spēj radīt neorganiskas vielas. Viņiem bija nozīmīga loma skābekļa uzkrāšanā Zemes atmosfērā.

Baktērijas absorbē vielas no ārpuses, saplēst to molekulas, no šīm daļām tās savāc apvalku un papildina to saturu (augot), un tiek izmesta nevajadzīgas molekulas. Baktēriju apvalks un membrāna ļauj absorbēt tikai nepieciešamās vielas.

Ja baktērijas membrāna un membrāna būtu pilnīgi necaurlaidīga, šūnas neietilpst neviena viela. Ja tie būtu caurlaidīgi visām vielām, šūnas saturs būtu sajaukts ar barotni - šķīdumu, kurā dzīvo baktērija. Lai izdzīvotu baktērijas, nepieciešams čaumalas, kas iziet nepieciešamās vielas, un nevajadzīgas vielas to nedara.

Baktērija absorbē tuvumā esošās uzturvielas. Kas notiek tālāk? Ja tas var pārvietoties neatkarīgi (pārvietojot žokelu vai spiežot gļotas atpakaļ), tad tas kustās, līdz atrod nepieciešamās vielas.

Ja tā nevar kustēties, tā gaida, kamēr difūzija (vienas vielas molekulu spēja iekļūt citas vielas molekulu biezumā) rada tai nepieciešamās molekulas.

Baktērijas kombinācijā ar citām mikroorganismu grupām veic milzīgu ķīmisko darbu. Dažādo savienojumu pagriešana dod enerģiju un barības vielas, kas nepieciešamas to dzīvībai. Dažādi metabolisma procesi, enerģijas iegūšanas metodes un vajadzība pēc materiāliem ķermeņa celtniecības vielām baktērijās ir dažādi.

Dažām baktērijām ir vajadzīgas gatavās organiskās vielas - aminoskābes, ogļhidrāti, vitamīni -, kas ir jāveido vidē, jo paši tās nespēj sintezēt. Šādus mikroorganismus sauc par heterotrofiem. Viņi saņem vajadzīgo enerģiju, oksidējot organisko vielu ar skābekli vai fermentējot (bez skābekļa). Atkarībā no substrāta, kurā baktērijas attīstās, ir:

  • Saprophytic formas - Baro ar mirušo organisko vielu (pienskābes baktērijas, puves baktērijas I, uc);
  • parazitāras baktērijas - attīstās tikai uz dzīviem organismiem (meningokokiem, gonokokiem utt.);
  • Atsauce uz gan parazitāriem, gan saprofītiskiem dzīves veidiem (sižena spilveni, Sibīrijas mēra, brucelozes utt.).

Citas baktērijas visas prasības attiecībā uz oglekli, kas vajadzīgas organisko vielu sintēzei organismā, ir apmierinātas ar neorganiskiem savienojumiem. Tos sauc par autotrofiem. Autotrofiskās baktērijas spēj sintezēt organiskās vielas no neorganiskas vielas. Starp tiem izšķir:

Sintēze organiskajai vielai uz saules enerģijas rēķina.

Cianobaktērijas, violets baktērijas un zaļās baktērijas.

Hemosintēze

Radiācijas enerģijas izmantošana ir vissvarīgākais, bet ne vienīgais veids, kā radīt organisko vielu no oglekļa dioksīda un ūdens. Ir zināmi baktērijas, kas šādas sintēzes enerģijas avotu izmanto nevis saules gaismu, bet ķīmisko saišu enerģija, kas rodas organismu šūnās dažu neorganisko savienojumu - sērūdeņraža, sēra, amonjaka, ūdeņraža, slāpekļskābes, dzelzs un mangāna dzelzs savienojumu oksidēšanas laikā. Organisko vielu, kas izveidota, izmantojot šo ķīmisko enerģiju, izmanto, lai izveidotu savas ķermeņa šūnas. Tādēļ šo procesu sauc par hemosintēzi.

Visnozīmīgākā ķīmiski sintētisko mikroorganismu grupa ir nitrifikācijas baktērijas. Šīs baktērijas dzīvo augsnē un veic amonjaka oksidēšanu, ko veido organisko atlieku sabrukšana, lai iegūtu slāpekļskābi. Pēdējais, kas reaģē ar augsnes minerālvielām, pārvērš slāpekļskābes sāļos. Šis process notiek divos posmos.

Dzelzs baktērijas pārvērš dzelzs oksīdu. Iegūtais dzelzs hidroksīds izgulsnējas un veido tā saukto purvu dzelzs rūdas.

Daži mikroorganismi pastāv, pateicoties molekulāro ūdeņraža oksidācijai, tādējādi nodrošinot autotrofisku barošanas veidu.

Ūdeņraža baktēriju raksturīga iezīme ir spēja pāriet uz heterotrofisku dzīvesveidu, vienlaikus nodrošinot organiskos savienojumus un ūdeņraža neesamību.

Tādējādi chemoautotrophs ir tipiski autotrophs, jo tie neatkarīgi sintezē nepieciešamos organiskos savienojumus no neorganiskās vielas un tos neuzņem tos gatavā formā no citiem organismiem, piemēram, heterotrofiem. Hemoautotrofiskās baktērijas atšķiras no fototrofiskām augiem pilnīgā neatkarībā no gaismas kā enerģijas avota.

Baktēriju fotosintēze

Dažas pigmentu saturošas sēru baktērijas (violets, zaļš), kas satur specifiskus pigmentus - bakteriohlorofilus, spēj absorbēt saules enerģiju, caur kuru organismā sērūdeņradis sadala un atdala ūdeņraža atomus, lai atjaunotu attiecīgos savienojumus. Šim procesam ir daudz kopīgas ar fotosintēzi un atšķiras tikai ar to, ka ūdeņraža donorā purpursarkanās un zaļās baktērijās ir sērūdeņradis (reizēm karboksilskābes), un zaļajos augos tas ir ūdens. Tajos un citos gadījumos ūdeņraža atdalīšana un pārvietošana ir saistīta ar saules staru absorbēto enerģiju.

Šāda baktēriju fotosintēze, kas notiek bez skābekļa evolūcijas, sauc par fotorezultāciju. Oglekļa dioksīda fotoregulēšana ir saistīta ar ūdeņraža pārnešanu nevis no ūdens, bet no sērūdeņraža:

Hemosintēzes un baktēriju fotosintēzes bioloģiskā nozīme pasaules mērogā ir relatīvi maza. Sēru apritē dabā ir nozīmīga loma tikai ķīmiski sintētiskajām baktērijām. Sērskābi absorbē zaļie augi sērskābes sāļu veidā, un tiek atjaunota sēra saturs un tā ir daļa no olbaltumvielu molekulām. Turklāt, iznīcinot mirušo augu un dzīvnieku atliekas ar putrefaktīvām baktērijām, sēru izdalās sērūdeņraža veidā, ko sēra baktērijas oksidē, lai atbrīvotu sēru (vai sērskābi), veidojot augsnē sulfītus. Ķīmiskās un fotoautotrofiskās baktērijas ir būtiskas slāpekļa un sēra satura ciklā.

Sporulācija

Sporas veido baktēriju šūnu. Sporulācijas procesā baktēriju šūna veic virkni bioķīmisko procesu. Tas samazina brīvā ūdens daudzumu, samazina fermentatīvo aktivitāti. Tas nodrošina strīda stabilitāti pret nelabvēlīgiem vides apstākļiem (augsta temperatūra, augsta sāls koncentrācija, žāvēšana utt.). Sporas veidošanos raksturo tikai neliela baktēriju grupa.

Sporas nav nepieciešamais posms baktēriju dzīves ciklā. Sporoze sākas tikai ar barības vielu trūkumu vai vielmaiņas produktu uzkrāšanos. Bābeles sporu formā var atpūsties ilgu laiku. Baktērijas sporas iztur ilgstošu vārīšanu un ļoti ilgu sasalšanu. Pēc strīda labvēlīgu apstākļu iestāšanās dīgst un kļūst dzīvotspējīga. Baktērijas sporas ir pielāgošana izdzīvošanai nelabvēlīgos apstākļos.

Audzēšana

Baktērijas reizina, sadalot vienu šūnu divās. Sasniedzot noteiktu lielumu, baktēriju iedala divās identiskās baktērijās. Tad katrs no viņiem sāk barot, augt, sadalīt un tā tālāk.

Pēc šūnas pagarināšanas pakāpeniski veidojas šķērsgriezuma starpsiena, un tad meitas šūnas izkliedējas; dažās baktērijās noteiktos apstākļos pēc sadalīšanas šūnas saglabājas saistošas ​​raksturīgās grupās. Šajā gadījumā, atkarībā no sadalīšanas plaknes virziena un sadalījumu skaita, rodas dažādas formas. Baktēriju reprodukcija tiek veikta kā izņēmums.

Labvēlīgos apstākļos daudzu baktēriju šūnu dalīšana notiek ik pēc 20-30 minūtēm. Ar šādu ātru pavairošanu viena baktērija pēcnācēji 5 dienu laikā var veidot masu, ar kuru ir iespējams aizpildīt visas jūras un okeānus. Vienkāršs aprēķins parāda, ka dienā var veidoties 72 paaudzes (720,000,000,000,000,000 cell). Ja tulko svars - 4720 tonnas. Tomēr dabā tas nenotiek, jo lielākā daļa baktēriju ātri mirst zem saules staru iedarbības, žāvējot, pārtikas trūkums, kas tiek apsildīts līdz 65-100 ° C, cīņas starp sugām utt.

Baktērija (1), kas absorbē pietiekami daudz pārtikas, palielinās (2) un sāk sagatavoties reprodukcijai (šūnu dalīšana). Tās DNS (DNS molekulā baktērijas ir aizvērtas gredzenā) dubultojas (baktērija izgatavo šīs molekulas kopiju). Abas DNS molekulas (3,4) ir piestiprinātas pie bakteriālās sienas, un, iegarenot, baktērijas atšķiras no malām (5,6). Vispirms nukleotīds tiek sadalīts, pēc tam citoplazma.

Pēc divu DNS molekulu atšķirībām baktērijās parādās sašaurinājums, kas pakāpeniski sadala baktērijas ķermeni divās daļās, no kurām katra satur DNS molekulu (7).

Tas notiek (siens bacillus), divas baktērijas stick kopā, un starp tiem veido tiltu (1,2).

DNS tilts no vienas baktērijas tiek pārnestas uz citu (3). Reiz vienā baktērijā DNS molekulas ir savstarpēji saistītas, dažās vietās saskaras (4), pēc tam apmaiņas sekcijas (5).

Baktēriju loma dabā

Rotācija

Baktērijas ir vissvarīgākā saikne ar vielu vispārēju apriti dabā. Augi augsnē veido sarežģītas organiskās vielas no oglekļa dioksīda, ūdens un minerālvielu sāļiem. Šīs vielas tiek atgrieztas augsnē ar mirušām sēnēm, augiem un dzīvnieku liemeņiem. Baktērijas sadalās sarežģītās vielas vienkāršās, kuras augus atkārtoti izmanto.

Baktērijas iznīcina slikto augu un dzīvnieku liemeņu komplekso organisko vielu, dzīvo organismu izdalīšanos un dažādus atkritumus. Ēdot šīs organiskās vielas, saprofītu puves baktērijas pārvērš to humusā. Tas ir sava veida planētas. Tādējādi baktērijas aktīvi iesaistās vielu apritē dabā.

Augsnes veidošanās

Tā kā baktērijas tiek izplatītas gandrīz visur un ir atrodamas lielā skaitā, tās lielā mērā nosaka dažādos procesos, kas notiek dabā. Rudenī nokrītas koku un krūmu lapiņas, zāles augšējās sliedes mirst, vecās zariņi krīt, un laiku pa laikam krīt veco koku stumbrus. Tas viss pakāpeniski kļūst par humusu. 1 cm 3. Meža augsnes virsmas slānis satur simtiem miljonu vairāku sugu saprofītu augsnes baktēriju. Šīs baktērijas pārvērš humusu dažādās minerālēs, kuras no augsnes var absorbēt augu saknes.

Dažas augsnes baktērijas spēj absorbēt slāpekli no gaisa, izmantojot to dzīves procesos. Šīs slāpekļa fiksējošās baktērijas dzīvo atsevišķi vai apdzīvo pākšu augu saknēm. Ņemot vērā pākšaugu saknēm, šīs baktērijas izraisa sakņu šūnu augšanu un mezgliņu veidošanos uz tiem.

Šīs baktērijas izdala slāpekļa savienojumus, ko izmanto augi. No augiem baktērijas iegūst ogļhidrātus un minerālsāļus. Tādējādi pastāv cieša saikne starp pākšaugu augu un mezglu baktērijām, kas ir izdevīga vienam un otrajam organismam. Šo fenomenu sauc par simbiozi.

Tā kā simbioze ir mezglu baktērijas, pākšaugi bagātina augsni ar slāpekli, tādējādi veicinot lielāku ražu.

Spread in nature

Mikroorganismi ir visuresoši. Vienīgie izņēmumi ir aktīvo vulkānu krāteri un nelielas vietas eksplodēto atombumbu epicentros. Ne Antarktikas zemā temperatūra, ne geizeru viršanas vītnes, ne piesātinātie sāls šķīdumi sāls baseinos, ne spēcīga kalnu virsotņu insolācija, ne arī stipra atomu reaktoru apstarošana nelabvēlīgi ietekmē mikrofloras esamību un attīstību. Visas dzīvās būtnes pastāvīgi mijiedarbojas ar mikroorganismiem, kas bieži vien ir ne tikai to krātuves, bet arī izplatītāji. Mikroorganismi - mūsu planētas natives, aktīvi apgūstot neticamāko dabisko substrātu.

Augsnes mikroflora

Baktēriju skaits augsnē ir ārkārtīgi liels - simtiem miljonu un miljardu indivīdu uz gramu. Augsnē tie ir daudz vairāk nekā ūdenī un gaisā. Kopējais baktēriju skaits augsnē atšķiras. Baktēriju skaits ir atkarīgs no augsnes veida, to stāvokļa, slāņu dziļuma.

Uz augsnes daļiņu virsmas mikroorganismi ir izvietoti mazās mikrokolonijās (katrā no 20-100 šūnām). Bieži vien tie attīstās biezos organisko vielu gabalos, dzīvās un mirstošās augu saknēs, plānās kapilārās un iekšējos gabalos.

Augsnes mikroflora ir ļoti daudzveidīga. Šeit ir dažādas baktēriju fizioloģiskās grupas: puves baktērijas, nitrifikācijas, slāpekli fiksējošās, sēra baktērijas utt. Starp tām ir aerobi un anaerobi, sporas un nesosporas formas. Mikroflora ir viens no augsnes veidošanās faktoriem.

Mikroorganismu attīstības apgabals augsnē ir zona, kas atrodas pie dzīvo augu saknēm. To sauc par rhizospēru un tajā iekļauto mikroorganismu komplektu - rhizosphere microflora.

Rezervuāru mikroflora

Ūdens ir dabiska vide, kurā mikroorganismi attīstās lielā skaitā. Lielākā daļa no tām nonāk ūdenī no augsnes. Faktors, kas nosaka baktēriju daudzumu ūdenī, uzturvielu klātbūtne tajā. Tīrākie ūdeņi ir artesijas akas un avota ūdeņi. Atvērti rezervuāri un upes ir ļoti bagātas ar baktērijām. Lielākais baktēriju skaits ir ūdens virsmas slāņos, tuvāk krastam. Ar attālumu no krasta un palielinot dziļumu, baktēriju skaits samazinās.

Tīrs ūdens satur 100-200 baktērijas 1 ml, un piesārņots - 100-300 tūkstoši un vairāk. Zemūdens dubļos ir daudz baktēriju, it īpaši virsmas slānī, kur baktērijas veido plēvi. Šajā filmā ir daudz sēra un dzelzs baktēriju, kas oksidē sērūdeņradi ar sērskābi un tādējādi novērš zivju sasaldēšanu. Siltumā ir vairāk sporu saturošu formu, bet ūdenī dominē sporas saturošie.

Ūdens mikrofloras sugas sastāvs ir līdzīgs augsnes mikroflorai, bet ir arī specifiskas formas. Iznīcinot dažādus atkritumus, kas nonāk ūdenī, mikroorganismi pakāpeniski veic tā saucamo ūdens bioloģisko attīrīšanu.

Gaisa mikroflora

Gaisa mikrofloras ir mazākas par augsnes un ūdens mikrofloru. Baktērijas paaugstinās gaisā ar putekļiem, var kādu laiku palikt tur, un pēc tam nokļūst uz zemes virsmas un mirst no pārtikas trūkuma vai ultravioletā starojuma ietekmē. Mikroorganismu skaits gaisā ir atkarīgs no ģeogrāfiskā apgabala, rajona, sezonas, putekļu radītā piesārņojuma utt. Katra putekļu plātne ir mikroorganismu nesējs. Lielākā daļa baktēriju gaisā rūpnīcās. Lauku gaisa ir tīrākas. Tīrākais gaiss virs mežiem, kalniem, sniega vietām. Augšējie gaisa slāņi satur mazāku mikrobāzi. Gaisa mikroflorā ir daudz pigmentētas un sporogēnas baktērijas, kas ir daudz izturīgākas nekā ultravioletās staru daļas.

Cilvēka ķermeņa mikroflora

Cilvēka ķermenis, pat pilnīgi veselīgs, vienmēr ir mikrofloras nesējs. Ja cilvēka ķermenis saskaras ar gaisu un augsni, dažādi mikroorganismi, tostarp patogēni (stingumkrampju spieķi, gāzes gangrēna utt.), Nokļūst uz ādas un apģērba. Cilvēka ķermeņa atvērtas daļas visbiežāk ir piesārņotas. E. coli, stafilokoku noteikšanas rokās. Mutes dobumā ir vairāk nekā 100 veidu mikrobi. Māte ar temperatūru, mitrumu, barības vielu atliekām ir lieliska vide mikroorganismu attīstībai.

Kuņģī ir skābes reakcija, tāpēc lielākā daļa no tā mikroorganismiem mirst. Sākot no tievās zarnas, reakcija kļūst sārmaina, t.i. veicina baktērijas. Lielo zarnu mikroflora ir ļoti daudzveidīga. Katrs pieaugušais cilvēkam katru dienu izdalās apmēram 18 miljardus baktēriju, t.i. vairāk cilvēku nekā cilvēki visā pasaulē.

Iekšējie orgāni, kas nav saistīti ar ārējo vidi (smadzeņu, sirds, aknu, urīnpūšļa uc), parasti nav mikrobi. Mikrobi šajos orgānos nonāk tikai slimības laikā.

Baktērijas vielu apritē

Mikroorganismiem kopumā un jo īpaši baktērijām ir liela nozīme bioloģiski nozīmīgā vielu apritē uz Zemes, veicot ķīmiskas pārveidošanās, kas nav pilnībā pieejamas nedz augiem, nedz dzīvniekiem. Elementu aprites dažādos posmus veic dažāda veida organismi. Katras atsevišķas organismu grupas esamība ir atkarīga no elementu ķīmiskās transformācijas, ko veic citas grupas.

Slāpekļa cikls

Slāpekļa savienojumu cikliskai transformācijai ir izšķiroša nozīme, nodrošinot nepieciešamo slāpekļa formu ar dažādām biosfēras organismu vajadzībām. Vairāk nekā 90% no kopējā slāpekļa fikācijas ir saistīta ar dažu baktēriju metabolisko aktivitāti.

Oglekļa cikls

Organiskā oglekļa bioloģiskā transformācija oglekļa dioksīdā, kopā ar molekulāro skābekļa samazināšanos, prasa dažādu mikroorganismu metabolisma aktivitāti. Daudzas aerobās baktērijas veic pilnīgu organisko vielu oksidēšanu. Aerobos apstākļos organiskos savienojumus sākotnēji sadala ar gremošanu, un bioloģiskie fermentācijas produkti tiek oksidēti anaerobās elpināšanas rezultātā, ja ir neorganiskie ūdeņraža akceptori (nitrāts, sulfāts vai CO2)

Sēra virskārta

Attiecībā uz dzīviem organismiem sērs galvenokārt ir pieejams šķīstošu sulfātu vai reducētu organisko sēra savienojumu veidā.

Dzelzs cikls

Dažās saldūdens ūdenstilpēs augsnē ir konstatēti samazināti dzelzs sāļi. Šādās vietās attīstās specifiska baktēriju mikroflorija - dzelzs baktērijas, oksidējoši reducēti dzelzi. Tie ir iesaistīti purvu dzelzs rudu un ūdens avotu veidošanā, kur ir daudz dzelzs sāļu.

Baktērijas ir senākie organismi, kas parādījās pirms apmēram 3,5 miljardiem gadu arheānā. Aptuveni 2,5 miljardi gadu viņi dominēja Zemē, veidojot biosfēru, piedalījās skābekļa atmosfēras veidošanā.

Pēc daudzķermenīšu organismu rašanās starp tām un baktērijām ir izveidojušies daudzi savienojumi, tostarp organisko vielu pārveidošana organotrofu veidā un dažāda veida simbiotiskās attiecības, parazītisms, dažreiz intracelulāra (riketsija) un patogeneze. Dabisko dzīvotņu baktēriju un citu mikroorganismu klātbūtne ir vissvarīgākais faktors, kas nosaka ekoloģijas un sistēmu integritāti. Ekstremālos apstākļos, kas nav piemēroti citu organismu esībai, baktērijas var būt vienīgā dzīves forma.

Baktērijas ir vieni no vienkāršāk organizētajiem dzīvajiem organismiem (izņemot vīrusus). Tiek uzskatīts, ka tie ir pirmie organismi, kas parādās uz Zemes.

Baktērijas ir tik dažādas: sugas, formas, izdzīvošanas veidi

Baktērijas ir mazākās sena mikroorganismi, kas neredzami ar neapbruņotu aci. Tikai zem mikroskopa var pārbaudīt to struktūru, veidu un savstarpējo mijiedarbību. Pirmajiem mikroorganismiem bija primitīva struktūra, viņi attīstīja, mutiski, radīja kolonijas, kas pielāgotas mainīgajam biotopam. Dažādu sugu baktērijas savstarpēji apmainās ar aminoskābēm, kas ir nepieciešamas augšanai un attīstībai.

Zinātnieki ir ieskaitījuši vairāk nekā miljonu baktēriju sugu - tie ir visbiežāk sastopamie mikroorganismi, to nosaukumi ir dažādi. Viņu priekšrocība ir daudzums, viņi dzīvo kolonijās, mijiedarbojas viens ar otru, ir labs adapteris mainīgajai videi. Dažas baktērijas ir noderīgas cilvēkiem, bet citi ir parazīti un veicina slimību attīstību.

Baktēriju veidi

Bioloģijas skolas mācību grāmatās ir dažādu veidu baktēriju attēli, kas atšķiras pēc formas:

  1. Cocci-sfēriskie organismi, kas atšķiras pēc savstarpējas vienošanās. Zem mikroskopa ir pamanāms, ka streptokoki ir globulu ķēde, diplokoki dzīvo pa pāriem, stafilokoki - patvaļīgas formas kopas. Vairāki koki izraisa dažādus iekaisuma procesus, ieejot cilvēka ķermenī (gonokoku, stafilokoku, streptokoku). Ne visi koki, kas dzīvo cilvēkos, ir patogēni. Nosacīti patogēnas sugas ir iesaistītas ķermeņa aizsardzības veidošanā pret ārējām ietekmēm un ir drošas, vienlaikus ievērojot floras līdzsvaru.
  2. Stikla forma atšķiras pēc formas, lieluma un spoļu sporulācijas. Sporas veidojošās sugas sauc par bakilēm. Bacillus ietver: stingumkrampju baktēriju, sīpolu bakteriālas baktērijas. Sporas veido mikroorganismu iekšienē. Sporas nav nejutīgas ķīmiskajai pārstrādei, to izturība pret ārējām ietekmēm ir atslēga sugu saglabāšanai. Ir zināms, ka sporas tiek iznīcinātas augstā temperatūrā (virs 120ºС).

Stieņveida mikrobu formas:

  • ar smailiem stabi, piemēram, fusobacterium, kas ir augšējo elpošanas ceļu normālās mikrofloras daļa;
  • ar sabiezētām stabi, kas atgādina macei, tāpat kā Corynebacterium, difterijas izraisītājs;
  • ar noapaļotiem galiem, piemēram, E. coli, kas nepieciešams gremošanas procesā;
  • ar taisniem galiem, piemēram, Sibīrijas mēri.

Lielākā daļa stieplveidīgo baktēriju un baktērijas ir nejauši sakārtotas viena pret otru. Var atšķirt streptobakterijas (streptobacilli), kas atrodas ķēdē, un diplobakterijas (diplobacilli), kas eksistē pārī.

3. Spirulumi un spiroheti ir spirāles mikroorganismi. Tie nav strīdi, tie ir ļoti mobili. Zem mikroskopa jūs varat redzēt viņu straujas kustības. Lielākā daļa spirilles ir droši cilvēkiem un dzīvniekiem. Tie ir saprofīti, tie barojas ar nezināmiem substrātiem. Izņēmumi ir sugas, kas izraisa sodoku. Spiroheti ir bīstamāki cilvēkiem un dzīvniekiem, un tie var izraisīt ādas, elpošanas ceļu un kuņģa-zarnu trakta slimības. Spirillas atšķiras no spirochetes ar mazāku skaitu cirtas un klitora klātbūtne pie poliem.

4. Vibrio vibrējošie mikrobi. Aplūkojot mikroskopu, jūs varat redzēt vibrējošās kustības. Mikroorganisms mainās atkarībā no dabiskās vides apstākļiem. Vibratori ir spirāles, statura formas, dzelzs vai sfēriskās formas. Visbīstamākais cilvēkam ir holera vibrio.

Grams (+) un grams (-)

Dānijas mikrobiologs Hanss Grams vairāk nekā pirms 100 gadiem veica eksperimentu, pēc kura visas baktērijas sāka būt grampozitīvas un gramnegatīvas. Grampozitīvi organismi veido ilgstošu, noturīgu saiti ar krāsvielu, ko pastiprina iedarbība uz jodu. Gram-negatīvie, gluži pretēji, nav jutīgi pret krāsvielu, to korpuss ir stingri aizsargāts.

Gramnegatīvie mikrobi ir hlamidīnija, riketsija un grampozitīvi mikroorganismi, kas ietver stafilokokus, streptokokus un korinebaktērijas.

Šodien medicīnā tiek plaši izmantots gramu (+) un gram (-) baktēriju tests. Gramas krāsošana ir viena no metodēm, kā pētīt gļotādas, lai noteiktu mikrofloras sastāvu.

Aerobā un anaerobā

Visbiežāk primitīvās baktērijas dzīvo dziļi zem ūdens. Attīstībai viņiem nav nepieciešama skābekļa pieejamība. Vairāk attīstītās kolonijas ir sasniegušas zemi un dzīvo uz virsmām. Lai atjaunotu un attīstītu koloniju, šiem mikroorganismiem nepieciešams skābeklis. Ņemot vērā atkarību no skābekļa, mikroorganismu grupas sauc par aerobā un anaerobā.

Aerobajiem mikroorganismiem nepieciešams skābeklis attīstībai un elpošanai:

Obligāti aerobie - šīs baktērijas brīvi dzīvo ārējā vidē. Piemēram, tuberkulozes bacillus, kas ir izturīgs pret vidi, tiek uzglabāts ūdenī līdz 5 mēnešiem un mitrā, siltajā un tumšā telpā līdz 7 gadiem.

Microaerophiles - šiem mikrobiem ir nepieciešams 2% no skābekļa satura normālai dzīvībai un attīstībai. Tie ir streptokoki, kas izraisa faringītu, skarlatīnu un dzīvo elpošanas traktā. Augot mikrobi šķidrā vidē, šie organismi uzkrājas tuvu virsmai, kur skābekļa saturs ir zems.

Anaerobos mikroorganismus spēj augt un vairoties bez skābekļa:

  • obligāti anaerobi izvairoties no molekulāro skābekli (piemēram, fosobaktērijas);
  • fakultatīvi spēj izaugt un attīstīties skābekļa klātbūtnē un bez tā, tā var būt streptokoki, gonokoki;
  • Aerotoleratīvie mikroorganismi neizmanto skābekli attīstībai, lai gan tie aug molekulāro skābekļa klātbūtnē, piemēram, pienskābes fermentācijas baktērijas.

Kā dzīvo baktērijas?

Biologi identificē baktērijas atsevišķā valstībā, tās atšķiras no citām dzīvām būtnēm. Tas ir viencile organisms bez iekšējā kodola. Viņu forma var būt bumba, konuss, nūja, spirāle. Lai pārvietotu prokariotes, izmantojiet zvīņus.

Lielākā daļa mikroorganismu ir droši cilvēkiem. Bīstamo sugu skaits nav ļoti liels, parasti tas ir oportūnistiskas baktērijas, kas parazitē cita starpā. Galu galā, baktērijas rada vielas, kuras apmainās ar citu. Oportūnistiskās sugas izmanto šīs aminoskābes, bet tās neko nedara. Vairāk nekā miljardu gadu laikā vienas ķēdes organisms ir iemācījušies atpazīt un izspiest "scammers" no kolonijas uz bioplēves matricas perifēriju, kur aminoskābju koncentrācija ir minimāla. Fakts ir tāds, ka lielākā daļa mikroorganismu pastāv bioplēvēs, nevis brīvu, atsevišķi peldošu šūnu formā. Biofilmas sastāv no interbakteriālas matricas un baktērijām. Biofilmu veidošanās ir svarīgs evolūcijas solis, lai saglabātu koloniju izskatu no vides nelabvēlīgās ietekmes. Tā ir biofilma, kas aizsargā baktērijas no antibiotiku iedarbības. Arī biofilmas aizsargā prokariotes no agresīvu ķīmisko vielu iedarbības, tāpēc virsmas apstrāde ar hloru un dezinfekcijas šķīdumu ne vienmēr nodrošina tīrību.

Biofilma ir pilsēta mikroorganismiem, tā notiek vairākos veidošanās posmos:

  • Adhēzija vai sorbcija - mikroorganisma piestiprināšana virsmai. Parasti filmas veidojas uz divu mediju robežas: šķidrums un gaiss, šķidrs un šķidrs. Sākotnējā stadija ir atgriezeniska, filmu veidošanos var novērst.
  • Fiksācija - baktēriju izdalītie polimēri, nodrošinot to stipru fiksāciju, veido stiprības un aizsardzības matricu.
  • Briedums - mikrobi apvienojas, mainās barības vielas, attīstās mikrokoloniķi.
  • Izaugsmes posms - baktēriju uzkrāšanās, to apvienošanās, represijas. Mikroorganismu skaits ir no 5 līdz 35%, bet pārējo vietu aizņem ārpusšūnu matrica.
  • Dispersija - periodiski mikroorganismi noņem no filmas, kas piestiprina pie citām virsmām un veido biofilmu.

Biofilmā notiekošie procesi atšķiras no tā, kas notiek ar mikrobu, kas nav kolonijas daļa. Kolonijas ir stabilas, mikrobi organizē vienotu uzvedības reakciju sistēmu, nosakot dalībnieku mijiedarbību matricas iekšpusē un ārpus filmas. Cilvēka gļotādas apdzīvo liels skaits mikroorganismu, kas ražo želeju aizsardzībai un nodrošina orgānu darbības stabilitāti. Piemērs ir kuņģa gļotaka. Ir zināms, ka Helicobacter pylori, kas tiek uzskatīts par kuņģa čūlas cēloni, ir sastopams vairāk nekā 80% aptaujāto cilvēku, taču ne visiem no tiem ir čūlas slimība. Tiek uzskatīts, ka Helicobacter pylori, kas ir kolonijas locekļi, tiek iesaistīts gremošanas procesā. Viņu spēja radīt kaitējumu izpaužas tikai pēc noteiktu nosacījumu radīšanas.

Baktēriju mijiedarbība biofilmās ir maz pētīta. Bet šodien daži mikrobi ir kļuvuši par cilvēku palīgiem atjaunošanas darbu laikā, palielinot pārklājumu izturību. Eiropā dezinfekcijas līdzekļu ražotāji piedāvā apstrādāt virsmas ar baktēriju šķīdumiem, kas satur drošus mikroorganismus, kas novērš patogēnas floras attīstību. Baktērijas tiek izmantotas, lai izveidotu polimēru savienojumus, kā arī nākotnē tās ražo elektroenerģiju.

Līdzīgi Raksti Par Parazītiem

Līdzekļi tārpu ārstēšanai pieaugušajiem
Kā tīrīt parazītu aknu