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

Z biegiem czasu ich struktura stała się bardziej złożona, ale nawet dzisiaj bakterie są uważane za najbardziej prymitywne. Jednokomórkowe organizmy. Co ciekawe, niektóre bakterie nadal zachowują prymitywne cechy swoich starożytnych przodków. Obserwuje się to u bakterii żyjących w gorących źródłach siarkowych i beztlenowych mułach na dnie zbiorników.

Większość bakterii jest bezbarwna. Tylko nieliczne są w kolorze fioletowym lub zielony kolor. Ale kolonie wielu bakterii mają jasny kolor, co wynika z uwolnienia kolorowej substancji środowisko lub pigmentacji komórek.

Odkrywcą świata bakterii był XVII-wieczny holenderski przyrodnik Anthony Leeuwenhoek, który jako pierwszy stworzył doskonały mikroskop ze szkłem powiększającym, który powiększa przedmioty 160-270 razy.

Bakterie są klasyfikowane jako prokarioty i są podzielone na odrębne królestwo - Bakterie.

Figura

Bakterie to liczne i różnorodne organizmy. Różnią się formą.

nazwa bakterii	Kształt bakterii	Obraz bakterii
kokcy		kulisty
Bakcyl		w kształcie pręta
Wibro		zakrzywiony przecinek
Spirylla		Spirala
paciorkowce		Łańcuch cocci
gronkowce		Skupiska ziarniaków
diplokoki		Dwie okrągłe bakterie zamknięte w jednej śluzowatej kapsułce

Sposoby transportu

Wśród bakterii wyróżnia się formy ruchome i nieruchome. Ruchome poruszają się za pomocą skurczów przypominających fale lub za pomocą wici (skręconych spiralnych nitek), które składają się ze specjalnego białka flageliny. Może być jedna lub więcej wici. U niektórych bakterii znajdują się na jednym końcu komórki, w innych na dwóch lub na całej powierzchni.

Ale ruch jest również nieodłącznym elementem wielu innych bakterii, które nie mają wici. Tak więc bakterie pokryte śluzem na zewnątrz są zdolne do ruchu ślizgowego.

Niektóre bakterie wodne i glebowe bez wici mają w cytoplazmie wakuole gazowe. W komórce może znajdować się 40-60 wakuoli. Każda z nich wypełniona jest gazem (prawdopodobnie azotem). Regulując ilość gazu w wakuolach, bakterie wodne mogą zatapiać się w słupie wody lub unosić się na jej powierzchnię, podczas gdy bakterie glebowe mogą przemieszczać się w naczyniach włosowatych gleby.

Siedlisko

Ze względu na prostotę organizacji i bezpretensjonalność bakterie są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Bakterie znajdują się wszędzie: w kropli nawet najczystszej wody źródlanej, w ziarnach ziemi, w powietrzu, na skałach, w polarnych śniegach, pustynnych piaskach, na dnie oceanów, w oleju wydobywanym z dużych głębokości, a nawet w gorącej wodzie źródlanej o temperaturze około 80ºС. Żyją na roślinach, owocach, u różnych zwierząt i u ludzi w jelitach, Jama ustna, na kończynach, na powierzchni ciała.

Bakterie to najmniejsze i najliczniejsze organizmy żywe. Dzięki swoim niewielkim rozmiarom z łatwością wnikają we wszelkie pęknięcia, szczeliny, pory. Bardzo wytrzymały i elastyczny różne warunki istnienie. Tolerują suszenie, ekstremalne zimno, ogrzewanie do 90ºС, bez utraty żywotności.

Praktycznie nie ma miejsca na Ziemi, w którym nie znaleziono by bakterii, ale w różne ilości. Warunki życia bakterii są zróżnicowane. Niektóre z nich potrzebują tlenu z powietrza, inne go nie potrzebują i są w stanie żyć w środowisku beztlenowym.

W powietrzu: bakterie wznoszą się do górnych warstw atmosfery na wysokość do 30 km. i więcej.

Szczególnie dużo ich w glebie. Jeden gram gleby może zawierać setki milionów bakterii.

W wodzie: w warstwach wód powierzchniowych zbiorników otwartych. Pożyteczne bakterie wodne mineralizują pozostałości organiczne.

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

Struktura zewnętrzna

Komórka bakteryjna ubrana jest w specjalną gęstą otoczkę – ścianę komórkową, która pełni funkcje ochronne i podporowe, a także nadaje bakterii trwały, charakterystyczny kształt. Ściana komórkowa bakterii przypomina otoczkę komórki roślinnej. Ona jest przepuszczalna: przez nią składniki odżywcze swobodnie przechodzą do komórki, a produkty przemiany materii są uwalniane do środowiska. Bakterie często tworzą dodatkową ochronną warstwę śluzu, kapsułkę, na ścianie komórkowej. Grubość kapsułki może być wielokrotnie większa niż średnica samej komórki, ale może być bardzo mała. Kapsułka nie jest obowiązkową częścią komórki, powstaje w zależności od warunków, w jakich dostaną się bakterie. Zapobiega wysychaniu bakterii.

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

Struktura wewnętrzna

Wewnątrz komórki bakteryjnej znajduje się gęsta nieruchoma cytoplazma. Ma strukturę warstwową, nie ma wakuoli, więc różne białka (enzymy) i rezerwowe składniki odżywcze znajdują się w samej substancji cytoplazmy. Komórki bakteryjne nie mają jądra. W centralnej części ich komórek koncentruje się substancja przenosząca informacje dziedziczne. Bakterie - Kwas nukleinowy— DNA. Ale ta substancja nie jest oprawiona w jądro.

Wewnętrzna organizacja komórki bakteryjnej jest złożona i ma swoje specyficzne cechy. Cytoplazma oddziela się od ściany komórkowej błona cytoplazmatyczna. W cytoplazmie wyróżnia się główną substancję lub macierz, rybosomy i niewielką liczbę struktur błonowych, które pełnią różne funkcje (analogi mitochondriów, retikulum endoplazmatyczne, aparat Golgiego). Cytoplazma komórek bakteryjnych często zawiera granulki o różnych kształtach i rozmiarach. Granulki mogą składać się ze związków, które służą jako źródło energii i węgla. Kropelki tłuszczu znajdują się również w komórce bakteryjnej.

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

Metody żywienia

Bakterie mają różne sposoby odżywiania. Wśród nich są autotrofy i heterotrofy. Autotrofy to organizmy, które mogą niezależnie tworzyć substancje organiczne do ich odżywiania.

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

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

Korzenie dostarczają bakteriom węglowodanów, a bakterie dostarczają korzeniom substancji zawierających azot, które mogą być pobierane przez roślinę. Ich związek przynosi obopólne korzyści.

Korzenie roślin wydzielają dużo materia organiczna(cukry, aminokwasy i inne), którymi żywią się bakterie. Dlatego szczególnie wiele bakterii osadza się w warstwie gleby otaczającej korzenie. Bakterie te przekształcają martwe pozostałości roślinne w substancje dostępne dla rośliny. Ta warstwa gleby nazywana jest ryzosferą.

Istnieje kilka hipotez dotyczących przenikania bakterii brodawkowych do tkanek korzeni:

• poprzez uszkodzenie tkanki naskórka i kory;
• przez włośniki;
• tylko przez błonę młodej komórki;
• dzięki bakteriom towarzyszącym wytwarzającym enzymy pektynolityczne;
• dzięki stymulacji syntezy kwasu B-indolooctowego z tryptofanu, który jest zawsze obecny w wydzielinach korzeni roślin.

Proces wprowadzania bakterii brodawkowych do tkanki korzeniowej składa się z dwóch faz:

• infekcja włośników;
• proces powstawania guzków.

W większości przypadków atakująca komórka aktywnie się namnaża, tworzy tzw. nici infekcyjne i już w postaci takich nici wnika do tkanek roślinnych. Bakterie guzkowe, które wyłoniły się z nici infekcji, nadal namnażają się w tkance żywiciela.

Wypełniony szybko namnażającymi się komórkami bakterii guzkowych komórki roślinne zaczynają się dzielić. Połączenie młodego guzka z korzeniem rośliny strączkowej odbywa się dzięki wiązkom naczyniowo-włóknistym. W okresie funkcjonowania guzki są zwykle gęste. Do czasu manifestacji optymalnej aktywności guzki nabierają różowego koloru (dzięki pigmentowi legoglobiny). Tylko te bakterie, które zawierają legoglobinę, są zdolne do wiązania azotu.

Bakterie brodawkowe wytwarzają dziesiątki i setki kilogramów nawozów azotowych na hektar gleby.

Metabolizm

Bakterie różnią się między sobą metabolizmem. U niektórych odbywa się to z udziałem tlenu, u innych – bez jego udziału.

Większość bakterii żywi się gotowymi substancjami organicznymi. Tylko nieliczne z nich (niebiesko-zielone lub cyjanobakterie) potrafią tworzyć substancje organiczne z nieorganicznych. Grali ważna rola w gromadzeniu się tlenu w atmosferze ziemskiej.

Bakterie absorbują substancje z zewnątrz, rozrywają ich molekuły, z tych części składają skorupę i uzupełniają jej zawartość (tak się rozmnażają), wyrzucając niepotrzebne molekuły. Powłoka i membrana bakterii pozwalają jej tylko na wchłanianie odpowiednie substancje.

Gdyby otoczka i błona bakterii były całkowicie nieprzepuszczalne, żadne substancje nie dostałyby się do komórki. Gdyby były przepuszczalne dla wszystkich substancji, zawartość komórki mieszałaby się z pożywką - roztworem, w którym żyje bakteria. Do przeżycia bakterii potrzebna jest otoczka, przez którą przechodzą niezbędne substancje, ale nie te, które nie są potrzebne.

Bakteria absorbuje składniki odżywcze, które są w jej pobliżu. Co się potem dzieje? Jeśli może poruszać się samodzielnie (przesuwając wici lub odpychając śluz), to porusza się, dopóki nie znajdzie niezbędnych substancji.

Jeśli nie może się poruszyć, czeka, aż dyfuzja (zdolność cząsteczek jednej substancji do wnikania w głąb cząsteczek innej substancji) doprowadzi do niej niezbędne cząsteczki.

Bakterie wraz z innymi grupami mikroorganizmów wykonują ogromną pracę chemiczną. Przetwarzając różne związki, otrzymują energię i składniki odżywcze niezbędne do ich życiowej aktywności. Procesy metaboliczne, sposoby pozyskiwania energii oraz zapotrzebowanie na materiały do ​​budowy substancji ich organizmu u bakterii są różnorodne.

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

Chemosynteza

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

Najważniejszą grupą mikroorganizmów chemosyntetycznych są bakterie nitryfikacyjne. Bakterie te żyją w glebie i przeprowadzają utlenianie amoniaku powstającego podczas rozkładu pozostałości organicznych do kwasu azotowego. Ten ostatni, reagując ze związkami mineralnymi gleby, zamienia się w sole kwasu azotowego. Proces ten odbywa się w dwóch fazach.

Bakterie żelaza przekształcają żelazo w tlenek. Utworzony wodorotlenek żelaza osiada i tworzy tzw. bagienną rudę żelaza.

Niektóre mikroorganizmy istnieją dzięki utlenianiu wodoru cząsteczkowego, zapewniając w ten sposób autotroficzny sposób odżywiania.

Cechą charakterystyczną bakterii wodorowych jest zdolność do przejścia na heterotroficzny tryb życia przy zaopatrzeniu w związki organiczne i przy braku wodoru.

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

fotosynteza bakteryjna

Niektóre bakterie siarkowe zawierające pigment (fioletowy, zielony), zawierające określone pigmenty - bakteriochlorofile, są w stanie absorbować energię słoneczną, za pomocą której siarkowodór rozkłada się w ich organizmach i daje atomy wodoru w celu przywrócenia odpowiednich związków. Proces ten ma wiele wspólnego z fotosyntezą, a różni się tylko tym, że u bakterii purpurowych i zielonych donorem wodoru jest siarkowodór (niekiedy kwasy karboksylowe), a u roślin zielonych woda. W tych i innych rozszczepianie i przenoszenie wodoru odbywa się dzięki energii pochłoniętych promieni słonecznych.

Taka bakteryjna fotosynteza, która zachodzi bez uwalniania tlenu, nazywana jest fotoredukcją. Fotoredukcja dwutlenku węgla wiąże się z przenoszeniem wodoru nie z wody, ale z siarkowodoru:

6CO 2 + 12H 2 S + hv → C6H 12 O 6 + 12S \u003d 6H 2 O

Biologiczne znaczenie chemosyntezy i fotosyntezy bakteryjnej w skali planetarnej jest stosunkowo niewielkie. Tylko bakterie chemosyntetyczne odgrywają znaczącą rolę w obiegu siarki w przyrodzie. Wchłaniana przez zielone rośliny w postaci soli kwasu siarkowego, siarka jest przywracana i staje się częścią cząsteczek białka. Ponadto podczas niszczenia martwych resztek roślinnych i zwierzęcych przez bakterie gnilne uwalniana jest siarka w postaci siarkowodoru, który jest utleniany przez bakterie siarkowe do wolnej siarki (lub kwasu siarkowego), która tworzy siarczyny dostępne dla roślin w glebie. Bakterie chemo- i fotoautotroficzne są niezbędne w obiegu azotu i siarki.

sporulacja

Wewnątrz komórki bakteryjnej tworzą się zarodniki. W procesie tworzenia przetrwalników komórka bakteryjna przechodzi szereg procesów biochemicznych. Zmniejsza się ilość wolnej wody, maleje aktywność enzymatyczna. Zapewnia to odporność na spory niekorzystne warunkiśrodowisko ( wysoka temperatura, wysokie stężenie soli, suszenie itp.). Tworzenie przetrwalników jest charakterystyczne tylko dla niewielkiej grupy bakterii.

Spory nie są obowiązkowym etapem koło życia bakteria. Zarodnikowanie rozpoczyna się dopiero w przypadku braku składników odżywczych lub nagromadzenia produktów przemiany materii. Bakterie w postaci zarodników długi czas odpoczywać. Zarodniki bakterii wytrzymują długotrwałe gotowanie i bardzo długie zamrażanie. Kiedy pojawiają się sprzyjające warunki, spór kiełkuje i staje się opłacalny. Zarodniki bakterii są adaptacjami do przetrwania w niesprzyjających warunkach.

reprodukcja

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

Po wydłużeniu komórki stopniowo tworzy się przegroda poprzeczna, a następnie komórki potomne rozchodzą się; u wielu bakterii w pewnych warunkach komórki po podziale pozostają połączone w charakterystyczne grupy. W tym przypadku, w zależności od kierunku płaszczyzny podziału i liczby podziałów, Różne formy. Wyjątkiem jest rozmnażanie przez pączkowanie u bakterii.

W sprzyjających warunkach podział komórek u wielu bakterii następuje co 20-30 minut. Przy tak szybkiej reprodukcji potomstwo jednej bakterii w ciągu 5 dni jest w stanie uformować masę, która może wypełnić wszystkie morza i oceany. Proste obliczenie pokazuje, że dziennie mogą powstać 72 pokolenia (720 000 000 000 000 000 000 komórek). W przeliczeniu na wagę - 4720 ton. Jednak w naturze tak się nie dzieje, ponieważ większość bakterii szybko ginie pod działaniem światło słoneczne, podczas suszenia, brak pożywienia, nagrzewanie do 65-100ºС, w wyniku walki między gatunkami itp.

Bakteria (1), po wchłonięciu wystarczającej ilości pokarmu, powiększa się (2) i zaczyna przygotowywać się do rozmnażania (podziału komórki). Jego DNA (u bakterii cząsteczka DNA jest zamknięta w pierścieniu) podwaja się (bakteria wytwarza kopię tej cząsteczki). Obie cząsteczki DNA (3.4) wydają się być przyczepione do ściany bakteryjnej, a po wydłużeniu bakterie rozchodzą się na boki (5.6). Najpierw dzieli się nukleotyd, a następnie cytoplazma.

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

Zdarza się (w prątkach siana), że dwie bakterie sklejają się i tworzy się między nimi most (1,2).

DNA jest transportowane z jednej bakterii do drugiej przez skoczek (3). Raz w jednej bakterii cząsteczki DNA splatają się, miejscami sklejają (4), po czym wymieniają się odcinkami (5).

Rola bakterii w przyrodzie

Krążenie

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

Bakterie niszczą złożoną materię organiczną martwych roślin i zwłok zwierząt, wydalin organizmów żywych i różnych odpadów. Żywiąc się tymi substancjami organicznymi, saprofityczne bakterie próchnicowe zamieniają je w próchnicę. To są sanitariusze naszej planety. W ten sposób bakterie aktywnie uczestniczą w obiegu substancji w przyrodzie.

tworzenie gleby

Ponieważ bakterie są rozmieszczone prawie wszędzie i występują w ogromnych ilościach, w dużej mierze determinują różne procesy zachodzące w przyrodzie. Jesienią opadają liście z drzew i krzewów, zamierają naziemne pędy traw, odpadają stare gałęzie, a od czasu do czasu opadają pnie starych drzew. Wszystko to stopniowo zamienia się w próchnicę. w 1 cm 3. Powierzchniowa warstwa gleb leśnych zawiera setki milionów saprofitycznych bakterii glebowych kilku gatunków. Bakterie te przekształcają próchnicę w różne minerały które mogą być pobierane z gleby przez korzenie roślin.

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

Bakterie te uwalniają związki azotu, które wykorzystują rośliny. Bakterie pozyskują węglowodany z roślin sole mineralne. Istnieje zatem ścisły związek między rośliną strączkową a bakteriami brodawkowymi, co jest korzystne zarówno dla jednego, jak i drugiego organizmu. Zjawisko to nazywa się symbiozą.

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

Dystrybucja w przyrodzie

Mikroorganizmy są wszechobecne. Jedynymi wyjątkami są kratery. czynne wulkany i małe miejsca w epicentrach zdetonowanych bomb atomowych. Żaden niskie temperatury Antarktyda, ani wrzące strumienie gejzerów, ani nasycone roztwory soli w basenach solnych, ani silne nasłonecznienie szczytów górskich, ani silne napromieniowanie reaktorów jądrowych nie zakłócają istnienia i rozwoju mikroflory. Wszystkie żywe istoty nieustannie wchodzą w interakcje z mikroorganizmami, często będąc nie tylko ich magazynami, ale także dystrybutorami. Mikroorganizmy są tubylcami naszej planety, aktywnie rozwijając najbardziej niesamowite naturalne substraty.

Mikroflora glebowa

Liczba bakterii w glebie jest niezwykle duża - setki milionów i miliardy osobników w 1 gramie. Znacznie częściej występują w glebie niż w wodzie i powietrzu. Całkowity bakterii w glebie zmienia się. Liczba bakterii zależy od rodzaju gleby, jej stanu, głębokości warstw.

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

Mikroflora glebowa jest bardzo zróżnicowana. Występują tu różne fizjologiczne grupy bakterii: gnilne, nitryfikacyjne, wiążące azot, siarkowe itp. wśród nich są tlenowce i beztlenowce, formy zarodnikowe i bezspornikowe. Mikroflora jest jednym z czynników glebotwórczych.

Obszarem rozwoju mikroorganizmów w glebie jest strefa przylegająca do korzeni żywych roślin. Nazywa się to ryzosferą, a całość zawartych w niej mikroorganizmów nazywa się mikroflorą ryzosfery.

Mikroflora zbiorników wodnych

Woda - środowisko naturalne, w której w dużych ilościach rozwijają się mikroorganizmy. Większość z nich przedostaje się do wody z gleby. Czynnik określający liczbę bakterii w wodzie, obecność w niej składników odżywczych. Najczystsze są wody ze studni i źródeł artezyjskich. Otwarte zbiorniki wodne i rzeki są bardzo bogate w bakterie. Najwięcej bakterii znajduje się w powierzchniowych warstwach wody, bliżej brzegu. Wraz ze wzrostem odległości od wybrzeża i głębokości, liczba bakterii maleje.

Czysta woda zawiera 100-200 bakterii na 1 ml, podczas gdy woda zanieczyszczona zawiera 100-300 tysięcy lub więcej. W mule dennym występuje wiele bakterii, zwłaszcza w warstwie powierzchniowej, gdzie bakterie tworzą film. W tej folii jest dużo bakterii siarki i żelaza, które utleniają siarkowodór do kwasu siarkowego i tym samym zapobiegają śmierci ryb. W mule występuje więcej form zarodnikujących, podczas gdy w wodzie przeważają formy niezarodnikowe.

Pod względem składu gatunkowego mikroflora wodna jest zbliżona do mikroflory glebowej, ale występują również formy specyficzne. Niszcząc różne odpady, które wpadły do ​​​​wody, mikroorganizmy stopniowo dokonują tak zwanego biologicznego oczyszczania wody.

Mikroflora powietrza

Mikroflora powietrzna jest mniej liczna niż mikroflora glebowa i wodna. Bakterie wraz z pyłem unoszą się w powietrze, mogą tam przebywać przez jakiś czas, a następnie osiadać na powierzchni ziemi i umierać z braku pożywienia lub pod wpływem promieni ultrafioletowych. Liczba mikroorganizmów w powietrzu zależy od obszaru geograficznego, ukształtowania terenu, pory roku, zanieczyszczenia pyłem itp. Każdy pyłek jest nośnikiem mikroorganizmów. Większość bakterii w powietrzu nad przedsiębiorstwami przemysłowymi. Powietrze wieś odkurzacz. Najczystsze powietrze jest nad lasami, górami, zaśnieżonymi przestrzeniami. Górne warstwy powietrza zawierają mniej zarazków. W mikroflorze powietrza znajduje się wiele bakterii barwnikowych i przetrwalnikujących, które są bardziej odporne niż inne na promienie ultrafioletowe.

Mikroflora organizmu człowieka

Organizm człowieka, nawet całkowicie zdrowego, jest zawsze nosicielem mikroflory. Kiedy organizm ludzki wchodzi w kontakt z powietrzem i glebą, różne mikroorganizmy, w tym patogeny (prątki tężca, zgorzel gazowa itp.), osadzają się na odzieży i skórze. Odsłonięte części są najczęściej zanieczyszczone Ludzkie ciało. Na rękach znajdują się coli, gronkowce. W jamie ustnej występuje ponad 100 rodzajów drobnoustrojów. Jama ustna ze swoją temperaturą, wilgotnością, resztkami składników odżywczych jest doskonałym środowiskiem do rozwoju mikroorganizmów.

Żołądek ma odczyn kwaśny, więc większość mikroorganizmów w nim umiera. Zaczynając od jelita cienkiego, odczyn staje się zasadowy, tj. korzystne dla drobnoustrojów. Mikroflora jelita grubego jest bardzo zróżnicowana. Każdy dorosły człowiek wydala dziennie z kałem około 18 miliardów bakterii, tj. więcej osobników niż ludzi na kuli ziemskiej.

Narządy wewnętrzne nie są połączone otoczenie zewnętrzne(mózg, serce, wątroba, pęcherz moczowy itp.), są zwykle wolne od drobnoustrojów. Drobnoustroje dostają się do tych narządów tylko podczas choroby.

Bakterie w kolarstwie

Mikroorganizmy ogólnie, a bakterie w szczególności duża rola w biologicznie ważnych cyklach substancji na Ziemi, dokonując przemian chemicznych, które są całkowicie niedostępne ani dla roślin, ani dla zwierząt. Różne etapy Obieg pierwiastków jest prowadzony przez organizmy różnych typów. Istnienie każdego oddzielna grupa organizmów zależy od chemicznej przemiany pierwiastków przeprowadzanej przez inne grupy.

cykl azotowy

Podstawową rolę w zaopatrzeniu odgrywa cykliczna przemiana związków azotu niezbędne formularze azot różnych potrzeby żywieniowe organizmy w biosferze. Ponad 90% całkowitego wiązania azotu wynika z aktywności metabolicznej niektórych bakterii.

Cykl węglowy

Biologiczna przemiana węgla organicznego w dwutlenek węgla, której towarzyszy redukcja tlenu cząsteczkowego, wymaga wspólnej aktywności metabolicznej różnych mikroorganizmów. Wiele bakterie tlenowe przeprowadzić całkowite utlenienie substancji organicznych. W warunkach tlenowych związki organiczne są początkowo rozkładane przez fermentację i organiczne produkty końcowe fermentacje są dalej utleniane w wyniku oddychania beztlenowego, jeśli obecne są nieorganiczne akceptory wodoru (azotany, siarczany lub CO2).

Cykl siarki

Dla organizmów żywych siarka dostępna jest głównie w postaci rozpuszczalnych siarczanów lub zredukowanych organicznych związków siarki.

Żelazny cykl

W niektórych zbiornikach wodnych świeża woda zawierają wysokie stężenia zredukowanych soli żelaza. W takich miejscach rozwija się specyficzna mikroflora bakteryjna – bakterie żelaza, które utleniają żelazo zredukowane. Uczestniczą w tworzeniu bagiennych rud żelaza i źródeł wody bogatych w sole żelaza.

Bakterie to najstarsze organizmy, które pojawiły się około 3,5 miliarda lat temu w archaiku. Przez około 2,5 miliarda lat dominowały nad Ziemią, tworząc biosferę i uczestniczyły w tworzeniu atmosfery tlenowej.

Bakterie to jedne z najłatwiej ułożonych żywych organizmów (poza wirusami). Uważa się, że są pierwszymi organizmami, które pojawiły się na Ziemi.

Tak obliczyli eksperci waga całkowita bakterii żyjących w ludzkim ciele to dwa kilogramy. W samej jamie ustnej żyje około 40 000 bakterii.

I, powiedzmy, podczas pocałunku wymieniamy bakterie prawie trzystu gatunków. Ale są też wirusy, patogeny.... Ileż ich dostaje się do nas z pożywieniem, oddechem, przez brudne ręce.... Na szczęście natura uzbroiła nas w \"oddziały wewnętrzne\" - układ odpornościowy.

Ale jeśli układ odpornościowy jest osłabiony, to jesienią, kiedy nadchodzi czas przeziębień, bakterie wymykają się spod kontroli. A potem choroby następują jedna po drugiej. Nawet leki nie pomagają.

Co robić?

Nie biegnij od razu do apteki po leki, które sztucznie pobudzają układ ochronny organizm. Immunostymulanty również nie są nieszkodliwe. Jak każdy lek, mają skutki uboczne. Ponadto nadmierna aktywność układu odpornościowego jest sama w sobie niebezpieczna. W końcu jego zadaniem jest zabicie obcego (wirusa, drobnoustroju, grzyba, przeszczepionej tkanki), który za wszelką cenę wdarł się do organizmu, poświęcając nawet zdrowe tkanki wokół. A nadaktywny układ odpornościowy może rozpocząć wojnę nie tylko z wirusami i bakteriami, ale także z sercem, stawami, skórą, przyczyną choroby alergiczne, doprowadzić do śmiertelnego wstrząsu infekcyjno-toksycznego.

Ale oczywiście konieczne jest upewnienie się, że siły obronne są zawsze na szczycie. Oto siedem wskazówek dla osób z osłabionym układem odpornościowym.

1 Zacznij dobrze się odżywiać

Jelito odgrywa niemal główną rolę w tworzeniu odporności. Oto, czego układ odpornościowy potrzebuje do prawidłowego funkcjonowania:

Tłuszcze, białka i węglowodany w optymalnych ilościach Z warzyw i owoców otrzymuje witaminy, minerały oraz błonnik, który reguluje jego pracę. Zielony groszek zawiera między innymi naturalne prebiotyki, które wspierają florę jelitową.

Cebula, czosnek i zioła zawierają fitoncydy, które oczyszczają drobnoustroje. Liście selera wzmacniają mechanizmy obronne organizmu, działają antyseptycznie, przeciwzapalnie i gojąco na rany.

Malina – naturalny antybiotyk, ma działanie nie tylko napotne i przeciwgorączkowe, ale także przeciwwirusowe i przeciwbakteryjne. Mięso, jaja i produkty mleczne zawierają białka zwierzęce niezbędne do wytworzenia silnej odporności.

Naturalne adaptogeny - żeń-szeń, winorośl magnolii chińskiej, różeniec górski, eleutherococcus i czosnek nasilają syntezę białek, aktywizują metabolizm i zwiększają napięcie ciała, a jeżówka stymuluje pracę makrofagów - wewnątrzkomórkowych wojowników.

2. Postaraj się lepiej wysypiać

Wypoczęty i zregenerowany przez noc organizm znacznie skuteczniej walczy z chorobami.

3. Utwardź się

Hartowanie lepiej zacząć oczywiście latem - od pływania w rzece, morzu, polewania, powietrza i opalania. Ale nie rozpaczaj. Zimą też można hartować. Jednocześnie wcale nie trzeba nurkować w lodowej dziurze ani wylewać sobie wiadra lodowatej wody na głowę. To są metody awaryjne. Po kąpieli w Lodowata woda do krwi wstrzykuje się tyle przeciwciał, że mogą nas chronić przez około dwa dni. Jest to z pewnością skuteczne, ale wyczerpuje rezerwy układu odpornościowego. Dlatego lepiej po prostu zacząć brać prysznic rano, stopniowo obniżając temperaturę wody z 30 stopni do 15. Lub wlać zimna woda nogi, stopniowo przesuwając się w górę, aż całe ciało całkowicie się do tego przyzwyczai.

Nie zapomnij o kąpieli – to również bardzo skuteczny środek utwardzający.

4. Ruszaj się więcej, ćwicz

Fitness i basen dobrze działają na układ odpornościowy. Takie ćwiczenia ćwiczą przepływ krwi, usuwają produkty rozpadu i wzmacniają procesy odzyskiwania. Zimą bardzo przyda się jazda na nartach, łyżwach lub po prostu więcej spacerów na świeżym powietrzu - najlepiej w parku lub lesie. W leśnym powietrzu prawie nie ma kurzu, co oznacza, że ciężkie jony depresyjny wpływ na zdrowie. Ale życiodajny tlen - aż nadto. Na przykład hektar lasu dębowego wytwarza rocznie 830 kg tlenu, brzoza - 725, sosna - 540.

5. Nie ignoruj ​​szczepień

Po co na próżno obciążać układ odpornościowy chorobami, skoro można się na nie zaszczepić z wyprzedzeniem. Nowoczesne szczepionki niezawodnie chronią przed sezonowymi epidemiami grypy, SARS, przeziębieniami, a w konsekwencji przed ciężkimi powikłaniami. Ponieważ limfocyty mają „pamięć immunologiczną” i szybko pokonują znanego wroga dużą armią przeciwciał. Wszystkie szczepionki oparte są na tej zasadzie.

6. Bardziej ciesz się życiem

Nasza psychika jest w stanie wpływać na układ odpornościowy. Pozytywne emocje, przyjemne wrażenia, dziarski śmiech przyczyniają się do produkcji endorfin - hormonów radości, które stanowią silną barierę ochronną przed wszelkimi dolegliwościami.

7. Spróbuj zmniejszyć obciążenie układu odpornościowego

Jego główni wrogowie:

Zła ekologia.
Stres.
Niezrównoważone i nieodpowiednie odżywianie.
Palenie.
Nadużywanie alkoholu.
Bezmyślne stosowanie antybiotyków.
Przeziębienia i choroby zakaźne.
Sezonowa awitaminoza.

to połączenie mikroorganizmów żyjących w jelicie cienkim i grubym, tworzących z organizmem człowieka jeden ekosystem. W 1861 roku holenderski biolog Leeuwenhoek, który wynalazł mikroskop, po raz pierwszy odkrył bakterie w próbkach kału. Minęło ponad trzysta lat, a naukowcy nadal badają interakcje między ludźmi a jednokomórkowymi istotami żywymi.

Naukowcy opisali ponad 400 rodzajów mikroorganizmów żyjących w jelitach. Ich liczba sięga 50 bilionów, czyli 1,3 razy więcej niż wszystkich komórek. Ludzkie ciało. Całkowita masa wszystkich mieszkańców jelita sięga 2,5-3 kg. Bakterie stanowią do 60% suchych odchodów. Aby utrzymać żywotną aktywność mikroflory jelitowej, codziennie spożywa się do 20% składników odżywczych, które dostają się do organizmu z pożywieniem.

Większość mikroorganizmów koncentruje się w jelicie grubym. Liczba bakterii w 1 g jego zawartości przekracza populację naszej planety. Wysiew jelito cienkie przeszkadza działanie antybakteryjneżółć, aktywność fizyczna jelita oraz - zastawka na granicy jelita krętego i kątnicy.

Jakie są funkcje mikroorganizmów?

• Ochronny – przedstawiciele normalna mikroflora zapobiegają kolonizacji przewodu pokarmowego przez drobnoustroje chorobotwórcze. Są lepiej przystosowane do warunków bytowania w jelitach, łatwiej przyswajają składniki pokarmowe, wydzielają składniki hamujące rozwój patogenów chorób zakaźnych.
• trawienny - uczestniczą w rozkładzie białek, węglowodanów i tłuszczów, aktywują pracę enzymów.
• Detoks - neutralizują substancje toksyczne, które powstają podczas trawienia pokarmu lub pochodzą z zewnątrz.
• Naprawczy - stymulują regenerację komórek jelitowych.
• Syntetyczny - syntetyzuje witaminy z grupy B, C, K, hormony i substancje biologicznie czynne.
• Regulacyjne – bifido- i pałeczki kwasu mlekowego regulują metabolizm cholesterolu i szczawianów.
• odporny - tworzą substancje stymulujące układ odpornościowy (zobacz więcej).

Czy wiesz, że drobnoustroje jelitowe mają swój własny potencjał genetyczny?

Wpływ mikroorganizmów bytujących w jelitach na zdrowie człowieka zależy od dziedzicznej informacji zakodowanej w ich DNA. Wszystkie bakterie mikrobiocenozy jelitowej zawierają 150 razy więcej genów niż znajduje się w ludzkim genomie. To właśnie dzięki potencjałowi genetycznemu bakterie są w stanie pełnić różne funkcje.

Naukowcy odkryli i wyizolowali bakteryjny gen odpowiedzialny za powstawanie substancji przeciwnowotworowych z podłoża sojowego. Dlatego ludzie, w których ciałach żyją mikroorganizmy - nosiciele takiego genu, praktycznie nie chorują na raka kości i prostaty.

Czy człowiek może wpływać na stan swojej mikroflory jelitowej?

Każdego roku naukowcy opisują nowe choroby i stany związane z upośledzoną biocenozą jelitową. To nie tylko problemy przewód pokarmowy ale także alergie, miażdżyca, nadciśnienie tętnicze, choroba kamicy moczowej a nawet depresja.

Niezbilansowana dieta prowadzi do zmian jakościowych i ilościowych. Udowodniono, że przy niedoborze w diecie błonnika biocenoza jelitowa jest zaburzona w 34,8% przypadków, przy niskiej zawartości białka – w 18,8%. Natomiast produkty mleczne stymulują wzrost korzystnej mikroflory.

Spożywanie pokarmów zawierających barwniki, stabilizatory i konserwanty niekorzystnie wpływa na stan bakterie jelitowe. Dlatego staraj się gotować jedzenie z produktów przyjaznych dla środowiska.

Naruszenie zasad higieny osobistej w przewód pokarmowy może przenikać - patogeny infekcje jelitowe- i jaj robaków. Namnażają się, uwalniają toksyny i hamują aktywność życiową normalnej mikroflory. W rezultacie rozwija się dysbakterioza pozakaźna.

Naukowcy udowodnili związek między biocenozą jelitową a stylem życia. Na przykład przy braku aktywności fizycznej w okrężnicy aktywowane są Proteus i E. coli.

Jak antybiotyki wpływają na mikroflorę jelitową?

Antybiotyki - potężna broń w walce z patogenami niebezpiecznych chorób zakaźnych. Jednak niszczą i. Po kuracji antybiotykowej jej jakość i skład ilościowy. Konsekwencjami przyjmowania antybiotyków są bóle brzucha, zwiększone tworzenie się gazów, rozstrój stolca, obniżona odporność.

Dlatego niekontrolowane przyjmowanie leków z tej grupy jest niedopuszczalne. Receptę antybiotyków należy przeprowadzać tylko według ścisłych wskazań, a nie „na wszelki wypadek”.

Jak poznać osobę na podstawie mikroflory jelitowej?

Naukowcy odkryli, że skład mikroflory jelitowej można określić:

• Przybliżony wiek - u osób starszych zmniejsza się liczba bakterii pomagających przeciwstawić się stresowi.
• Typ konstytucji - u osób skłonnych do nadwaga, w jelitach jest więcej bakterii biorących udział w trawieniu węglowodanów.
• Dieta - zamiłowanie do mięsa prowadzi do namnażania się mikroorganizmów rozkładających białka. U osób preferujących tłuste potrawy wzrasta liczba bakteroidów i enterokoków. U miłośników węglowodanów aktywowane są tlenowe bakterie oportunistyczne.
• Miejsce zamieszkania – w jelitach Japończyków znaleziono mikroskopijne organizmy rozkładające wodorosty.

Ze względu na różnorodność funkcji i roli w utrzymaniu homeostazy naukowcy zaproponowali atrakcja mikroflora jelitowa do niezależnego organu. Zmiana mikrobiocenozy jelitowej zaburza skoordynowaną pracę organizmu i prowadzi do rozwoju chorób.

Liczba normalnych komórek bakteryjnych lub ile bakterii żyjących na ciele człowieka wynosi około 100 milionów.

Liczba komórek bakteryjnych na człowieku jest 10 razy większa niż 10 milionów komórek tworzących ludzkie ciało.

Ile bakterii jest w ludzkim ciele

Mikroorganizmy pokrywają Ziemię i wszystko, co się na niej znajduje. Minęło ponad 100 lat od założenia założyciela nowoczesnej mikrobiologii i immunologii przez francuskiego chemika Louisa Pasteura. W tym czasie zidentyfikowano i udowodniono ponad 4000 gatunków bakterii, mikrobiolodzy uważają jednak, że miliony gatunków pozostają nieznane.

Ludzka skóra jest siedliskiem miliardów bakterii, każdy centymetr kwadratowy zawiera około 100 000 drobnoustrojów.

W rzeczywistości niewiarygodne 10% masy ludzkiego ciała składa się z mikroorganizmów.

Całkowita waga drobnoustrojów żyjących pod ziemią na naszej planecie została obliczona na ponad 100 bilionów ton. Tworzą warstwę o grubości ponad 1,5 metra, jeśli są równomiernie rozłożone na powierzchni Ziemi.

Wiedza na temat bakterii chorobotwórczych

Często nowoczesna nauka zupełnie nieświadomy tego, w jaki sposób świat mikroskopijny wchodzi w interakcje wyższe formyżycie na naszej planecie. Weźmy na przykład publiczne oświadczenie brytyjskiego ministra zdrowia z 1995 roku. Następnie sekretarz zdrowia Stephen Dorrell oświadczył, że encefalopatia gąbczasta („choroba wściekłych krów”) nie może przenosić się na ludzi: „Nie ma żadnego wyobrażalnego ryzyka przeniesienia choroby wściekłych krów z krów na ludzi”. Minister wygłosił komentarz, próbując złagodzić obawy opinii publicznej dotyczące kupowania i jedzenia brytyjskiej wołowiny przed przeprowadzeniem pełnych badań naukowych.

Badanie naukowe wykazało, że przyczyną choroby było to, że „choroba wściekłych krów” była przenoszona przez priony. Jest to nowy patogen, nie wirus czy bakteria, ale białko odporne na wszelkie formy sterylizacji. Rok później minister publicznie przeprosił za swoją wypowiedź, ale upierał się, że zrobił to z niewiedzy, czyli tak mało wiemy o chorobotwórczych bakteriach i chorobotwórczych mikroorganizmach.

Niebezpieczeństwo bakterii z innych światów

Podobnie nasza ignorancja na temat toksyn i patogenów z innych światów może prowadzić do fałszywych założeń, chyba że zbada się miarę naszych możliwości. Najlepsza ochrona sposób, w jaki możemy sobie wyobrazić naszą planetę w obliczu takiego zagrożenia, jest połączeniem ciągłej analizy wpływu na życie w nauce za pomocą zrobotyzowanych statków kosmicznych i recenzowanych informacji naukowych, które już istnieją. Co jeśli na planetach takich jak Mars istnieją patogeny o dziwacznych kształtach? Jesteśmy naprawdę gotowi, aby zabrać je do domu i być może przerażające bakterie chorobotwórcze?

Nikt nie może udzielić wiarygodnych odpowiedzi na tak ważne pytania. Czy liczba bakterii w człowieku wzrośnie, co zniszczy całą ludzkość.

Naukowcy zastanawiają się nad umiejętnościami przetrwania drobnoustrojów lądowych ekstremalne warunki i potencjalnej patogeniczności obcych drobnoustrojów w życiu na lądzie. Szacunki te są następnie wykorzystywane do definiowania i kształtowania misji statków kosmicznych na planety, a także przykładowych programów powrotów.

Jednak do niedawna raporty twierdziły, że eksperymenty wykazały pozytywne sygnały dotyczące narażenia na drobnoustroje u ludzi.

Departament Energii Joint Genome Institute (DOE JGI) opublikował pierwszy tom Genomic Encyclopedia of Bacteria and Archaea (GEBA). Analiza pierwszych 56 genomów dwóch z trzech gatunków drobnoustrojów na Ziemi została opublikowana w grudniowym numerze czasopisma Nature.

Naukowcy szacują, że na Ziemi żyje około nonillion (1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000) drobnoustrojów. Na powierzchni ziemi, w ziemi, pod nią i wokół niej. Chociaż danych na temat genomów drobnoustrojów jest więcej niż dostępnych, a około 2000 ich genomów zostało już rozszyfrowanych lub zbliża się do tego stanu, przed naukowcami stoi morze nieznanego.

Według dyrektora DOE JGI, Eddy'ego Rubina, mikroby są odpowiedzialne za prawie każdy proces biologiczny na planecie. Odszyfrowanie ich genomów da całkowicie nowy poziom zrozumienie ich roli i pomoże poczynić postępy w rozwiązywaniu kwestii żywotnych ważne sprawy, w tym związanych z produkcją biopaliw i cyrkulacją dwutlenku węgla w atmosferze planety.

Projekt GEBA, według głównego badacza Jonathana Eisena, różni się tym, że nie ma na celu zidentyfikowania konkretnych genomów, ale raczej zbudowanie zrównoważonego katalogu, który daje wyobrażenie o różnorodności genomów reprezentowanych na planecie. Z kolei taki katalog powinien ułatwić zadanie poszukiwania funkcji genomów i dać impuls do zrozumienia procesów zachodzących w biosferze.

Jak wiadomo, do końca lat 70. termin „bakterie” był synonimem prokariotów, jednak w 1977 r. na podstawie danych biologii molekularnej prokarionty podzielono na królestwa archebakterii i eubakterii. Następnie, aby podkreślić różnice między nimi, przemianowano je odpowiednio na Archaea i Bacteria. Chociaż bakterie są nadal często rozumiane jako wszystkie prokarioty.

Prokarionty (bakterie i archeony) mają wyjątkowe znaczenie dla życia na Ziemi: odgrywają fundamentalną rolę w cyklicznych przemianach podstawowych pierwiastków niezbędnych do życia (węgiel, tlen, azot, siarka, fosfor). Cykliczne przemiany pierwiastków, z których zbudowane są żywe organizmy, razem reprezentują obieg substancji. Obecnie niezaprzeczalnie udowodniono, że pewne etapy cykli przeprowadzane są wyłącznie przez prokarionty, zapewniając zamknięcie cykli głównych pierwiastków biogennych w biosferze.

Większość gatunków bakterii istniała miliony lat temu. Tak więc dwa lata temu naukowcy wzięli szczepy w wieku od 8 milionów do 100 tysięcy lat starożytny lód Antarktydę i umieścił ich tam ciepła woda. Kolonie bakterii ożyły i zaczęły rosnąć. Po ich zbadaniu naukowcy doszli do wniosku, że przez 1,1 miliona lat żaden z zebranych gatunków bakterii się nie zmienił.