Baktérie sú najstaršou skupinou organizmov, ktoré v súčasnosti existujú na Zemi. Prvé baktérie sa pravdepodobne objavili pred viac ako 3,5 miliardami rokov a takmer miliardu rokov boli jedinými živými tvormi na našej planéte. Keďže išlo o prvých predstaviteľov voľne žijúcich živočíchov, ich telo malo primitívnu štruktúru.

Postupom času sa ich štruktúra stala zložitejšou, ale aj dnes sú baktérie považované za najprimitívnejšie. jednobunkové organizmy. Je zaujímavé, že niektoré baktérie si stále zachovávajú primitívne črty svojich dávnych predkov. Pozoruje sa to u baktérií, ktoré žijú v horúcich sírových prameňoch a anoxických kaloch na dne nádrží.

Väčšina baktérií je bezfarebná. Len máloktoré sú sfarbené do fialova resp zelená farba. Kolónie mnohých baktérií však majú jasnú farbu, ktorá je spôsobená uvoľňovaním farebnej látky životné prostredie alebo bunkovej pigmentácie.

Objaviteľom sveta baktérií bol Anthony Leeuwenhoek, holandský prírodovedec zo 17. storočia, ktorý ako prvý vytvoril dokonalý lupový mikroskop, ktorý zväčšuje predmety 160-270-krát.

Baktérie sú klasifikované ako prokaryoty a sú rozdelené do samostatného kráľovstva - Baktérie.

tvar tela

Baktérie sú početné a rôznorodé organizmy. Líšia sa formou.

názov baktérie	Tvar baktérií	Obrázok baktérie
koky		guľovitý
Bacillus		tyčovitý
Vibrio		zakrivená čiarka
Spirillum		Špirála
streptokoky		Reťazec kokov
Stafylokoky		Zhluky kokov
diplokoky		Dve okrúhle baktérie uzavreté v jednej slizkej kapsule

Spôsoby dopravy

Medzi baktériami existujú mobilné a imobilné formy. Pohyblivé sa pohybujú pomocou vlnovitých kontrakcií alebo pomocou bičíkov (točených špirálových závitov), ​​ktoré pozostávajú zo špeciálneho bičíkového proteínu. Môže existovať jeden alebo viac bičíkov. Sú umiestnené v niektorých baktériách na jednom konci bunky, v iných - na dvoch alebo na celom povrchu.

Ale pohyb je vlastný aj mnohým iným baktériám, ktoré nemajú bičíky. Takže baktérie pokryté hlienom na vonkajšej strane sú schopné kĺzavého pohybu.

Niektoré vodné a pôdne baktérie bez bičíkov majú v cytoplazme plynové vakuoly. V bunke môže byť 40-60 vakuol. Každý z nich je naplnený plynom (pravdepodobne dusíkom). Reguláciou množstva plynu vo vakuolách môžu vodné baktérie klesať do vodného stĺpca alebo stúpať na jeho povrch, zatiaľ čo pôdne baktérie sa môžu pohybovať v pôdnych kapilárach.

Habitat

Vďaka jednoduchosti organizácie a nenáročnosti sú baktérie v prírode široko rozšírené. Baktérie sa nachádzajú všade: v kvapke aj tej najčistejšej pramenitej vody, v zrnkách pôdy, vo vzduchu, na skalách, v polárnych snehoch, púštnych pieskoch, na dne oceánov, v oleji vyťaženom z veľkých hĺbok a dokonca aj v horúcom prameni voda s teplotou asi 80ºС. Žijú na rastlinách, ovocí, u rôznych zvierat a u ľudí v črevách, ústna dutina, na končatinách, na povrchu tela.

Baktérie sú najmenšie a najpočetnejšie živé bytosti. Vďaka svojej malej veľkosti ľahko prenikajú do akýchkoľvek trhlín, štrbín, pórov. Veľmi odolný a prispôsobivý rozdielne podmienky existencie. Znášajú sušenie, extrémny chlad, zahrievanie až na 90ºС, bez straty životaschopnosti.

Na Zemi prakticky neexistuje miesto, kde by sa baktérie nenachádzali, ale v rôzne množstvá. Životné podmienky baktérií sú rôzne. Niektoré z nich potrebujú vzdušný kyslík, iné ho nepotrebujú a sú schopné žiť v prostredí bez kyslíka.

Vo vzduchu: baktérie stúpajú do vyšších vrstiev atmosféry až do vzdialenosti 30 km. a viac.

Najmä veľa z nich v pôde. Jeden gram pôdy môže obsahovať stovky miliónov baktérií.

Vo vode: vo vrstvách povrchovej vody otvorených nádrží. Užitočné vodné baktérie mineralizujú organické zvyšky.

V živých organizmoch: patogénne baktérie vstupujú do tela z vonkajšieho prostredia, ale len za priaznivých podmienok spôsobujú choroby. Symbiotické žijú v tráviacich orgánoch, pomáhajú rozkladať a asimilovať potravu, syntetizovať vitamíny.

Vonkajšia štruktúra

Bakteriálna bunka je oblečená do špeciálnej hustej škrupiny - bunkovej steny, ktorá plní ochranné a podporné funkcie a tiež dáva baktérii trvalý, charakteristický tvar. Bunková stena baktérie sa podobá obalu rastlinnej bunky. Je priepustná: cez ňu živiny voľne prechádzajú do bunky a produkty metabolizmu sa uvoľňujú do prostredia. Baktérie často vytvárajú ďalšiu ochrannú vrstvu hlienu, kapsulu, cez bunkovú stenu. Hrúbka kapsuly môže byť mnohonásobne väčšia ako priemer samotnej bunky, ale môže byť veľmi malá. Kapsula nie je povinnou súčasťou bunky, vzniká v závislosti od podmienok, do ktorých baktérie vstupujú. Chráni baktérie pred vysychaním.

Na povrchu niektorých baktérií sú dlhé bičíky (jeden, dva alebo veľa) alebo krátke tenké klky. Dĺžka bičíka môže byť mnohonásobne väčšia ako veľkosť tela baktérie. Baktérie sa pohybujú pomocou bičíkov a klkov.

Vnútorná štruktúra

Vo vnútri bakteriálnej bunky je hustá nepohyblivá cytoplazma. Má vrstvenú štruktúru, neexistujú žiadne vakuoly, takže v samotnej látke cytoplazmy sa nachádzajú rôzne proteíny (enzýmy) a rezervné živiny. Bakteriálne bunky nemajú jadro. V centrálnej časti ich buniek sa sústreďuje látka nesúca dedičnú informáciu. baktérie - nukleová kyselina— DNA. Ale táto látka nie je zarámovaná v jadre.

Vnútorná organizácia bakteriálnej bunky je zložitá a má svoje špecifické črty. Cytoplazma sa oddeľuje od bunkovej steny cytoplazmatická membrána. V cytoplazme sa rozlišuje hlavná látka alebo matrica, ribozómy a malý počet membránových štruktúr, ktoré vykonávajú rôzne funkcie (analógy mitochondrií, endoplazmatického retikula, Golgiho aparát). Cytoplazma bakteriálnych buniek často obsahuje granuly rôznych tvarov a veľkostí. Granule môžu byť zložené zo zlúčenín, ktoré slúžia ako zdroj energie a uhlíka. Kvapky tuku sa nachádzajú aj v bakteriálnej bunke.

V centrálnej časti bunky je lokalizovaná jadrová látka DNA, ktorá nie je oddelená od cytoplazmy membránou. Toto je analóg jadra - nukleoid. Nukleoid nemá membránu, jadierko a sadu chromozómov.

Spôsoby výživy

Baktérie majú rôzne spôsoby výživy. Medzi nimi sú autotrofy a heterotrofy. Autotrofy sú organizmy, ktoré môžu nezávisle vytvárať organické látky pre svoju výživu.

Rastliny potrebujú dusík, ale samé nedokážu absorbovať dusík zo vzduchu. Niektoré baktérie kombinujú molekuly dusíka vo vzduchu s inými molekulami, čo vedie k látkam dostupným pre rastliny.

Tieto baktérie sa usadzujú v bunkách mladých koreňov, čo vedie k tvorbe zhrubnutia na koreňoch, nazývaných uzliny. Takéto uzliny sa tvoria na koreňoch rastlín z čeľade bôbovitých a niektorých iných rastlín.

Korene poskytujú baktériám sacharidy a baktérie poskytujú koreňom látky obsahujúce dusík, ktoré môže rastlina prijať. Ich vzťah je obojstranne výhodný.

Korene rastlín vylučujú veľa organickej hmoty(cukry, aminokyseliny a iné), ktorými sa baktérie živia. Preto sa najmä veľa baktérií usadzuje v pôdnej vrstve obklopujúcej korene. Tieto baktérie premieňajú odumreté rastlinné zvyšky na látky dostupné pre rastlinu. Táto vrstva pôdy sa nazýva rizosféra.

Existuje niekoľko hypotéz o penetrácii baktérií uzlín do koreňových tkanív:

• cez poškodenie epidermálneho a kortikálneho tkaniva;
• cez koreňové chĺpky;
• len cez mladú bunkovú membránu;
• v dôsledku sprievodných baktérií produkujúcich pektinolytické enzýmy;
• v dôsledku stimulácie syntézy kyseliny B-indoloctovej z tryptofánu, ktorá je vždy prítomná v koreňových sekrétoch rastlín.

Proces zavádzania baktérií uzlín do koreňového tkaniva pozostáva z dvoch fáz:

• infekcia koreňových chĺpkov;
• proces tvorby uzlín.

Vo väčšine prípadov sa invázna bunka aktívne množí, vytvára takzvané infekčné vlákna a už vo forme takýchto vlákien sa presúva do rastlinných tkanív. Baktérie uzlín, ktoré sa objavili z infekčného vlákna, sa naďalej množia v hostiteľskom tkanive.

Naplnené rýchlo sa množiacimi bunkami nodulových baktérií rastlinné bunky sa začínajú deliť. Spojenie mladého uzlíka s koreňom bôbovitej rastliny sa uskutočňuje vďaka cievno-vláknitým zväzkom. Počas obdobia fungovania sú uzliny zvyčajne husté. V čase prejavu optimálnej aktivity získajú uzliny ružovú farbu (v dôsledku pigmentu legoglobínu). Len tie baktérie, ktoré obsahujú legoglobín, sú schopné fixovať dusík.

Baktérie uzlíkov vytvárajú desiatky a stovky kilogramov dusíkatých hnojív na hektár pôdy.

Metabolizmus

Baktérie sa navzájom líšia v metabolizme. Pre niektorých to ide za účasti kyslíka, pre iných - bez jeho účasti.

Väčšina baktérií sa živí hotovými organickými látkami. Len niektoré z nich (modrozelené, resp. sinice) sú schopné vytvárať organické látky z anorganických. Oni hrali dôležitá úloha pri akumulácii kyslíka v zemskej atmosfére.

Baktérie pohlcujú látky zvonku, trhajú svoje molekuly, z týchto častí zostavujú svoj obal a dopĺňajú obsah (takto rastú) a nepotrebné molekuly vyhadzujú von. Škrupina a membrána baktérie jej umožňuje iba absorbovať tie správne látky.

Ak by obal a membrána baktérie boli úplne nepriepustné, do bunky by sa nedostali žiadne látky. Ak by boli priepustné pre všetky látky, obsah bunky by sa zmiešal s médiom – roztokom, v ktorom baktéria žije. Pre prežitie baktérií je potrebná škrupina, ktorá umožňuje priechod potrebným látkam, nie však tým, ktoré nie sú potrebné.

Baktéria absorbuje živiny, ktoré sú v jej blízkosti. Čo bude ďalej? Ak sa môže pohybovať samostatne (pohybom bičíka alebo zatlačením hlienu späť), potom sa pohybuje, kým nenájde potrebné látky.

Ak sa nemôže pohybovať, čaká, kým difúzia (schopnosť molekúl jednej látky preniknúť do hrúbky molekúl inej látky) k nej privedie potrebné molekuly.

Baktérie spolu s ďalšími skupinami mikroorganizmov vykonávajú obrovskú chemickú prácu. Transformáciou rôznych zlúčenín dostávajú energiu a živiny potrebné pre svoju životnú činnosť. Metabolické procesy, spôsoby získavania energie a potreba materiálov na stavbu látok ich tela v baktériách sú rôznorodé.

Ostatné baktérie uspokojujú všetky potreby uhlíka potrebného na syntézu organických látok tela na úkor anorganických zlúčenín. Nazývajú sa autotrofy. Autotrofné baktérie sú schopné syntetizovať organické látky z anorganických. Medzi nimi sa rozlišujú:

Chemosyntéza

Využitie energie žiarenia je najdôležitejší, ale nie jediný spôsob, ako z neho vytvoriť organickú hmotu oxid uhličitý a vodou. Sú známe baktérie, ktoré ako zdroj energie na takúto syntézu nevyužívajú slnečné svetlo, ale energiu chemických väzieb vyskytujúcich sa v bunkách organizmov pri oxidácii niektorých anorganických zlúčenín - sírovodík, síra, amoniak, vodík, kyselina dusičná, železnaté zlúčeniny železo a mangán. Organickú hmotu vytvorenú pomocou tejto chemickej energie využívajú na stavbu buniek svojho tela. Preto sa tento proces nazýva chemosyntéza.

Najdôležitejšou skupinou chemosyntetických mikroorganizmov sú nitrifikačné baktérie. Tieto baktérie žijú v pôde a uskutočňujú oxidáciu amoniaku, ktorý vzniká pri rozklade organických zvyškov, na kyselinu dusičnú. Ten reaguje s minerálnymi zlúčeninami pôdy a mení sa na soli kyseliny dusičnej. Tento proces prebieha v dvoch fázach.

Železné baktérie premieňajú železité železo na oxid. Vzniknutý hydroxid železa sa usadzuje a vytvára takzvanú močiarnu železnú rudu.

Niektoré mikroorganizmy existujú v dôsledku oxidácie molekulárneho vodíka, čím poskytujú autotrofný spôsob výživy.

Charakteristickým znakom vodíkových baktérií je schopnosť prejsť na heterotrofný životný štýl, keď sa im poskytujú organické zlúčeniny a v neprítomnosti vodíka.

Chemoautotrofy sú teda typickými autotrofmi, pretože nezávisle syntetizujú potrebné organické zlúčeniny z anorganických látok a neberú ich hotové z iných organizmov, ako sú heterotrofy. Chemoautotrofné baktérie sa líšia od fototrofných rastlín v úplnej nezávislosti od svetla ako zdroja energie.

bakteriálna fotosyntéza

Niektoré sírne baktérie obsahujúce pigment (fialové, zelené), obsahujúce špecifické pigmenty - bakteriochlorofyly, sú schopné absorbovať slnečnú energiu, pomocou ktorej sa v ich organizmoch štiepi sírovodík a dáva atómy vodíka na obnovu zodpovedajúcich zlúčenín. Tento proces má veľa spoločného s fotosyntézou a líši sa len tým, že vo fialových a zelených baktériách je donorom vodíka sírovodík (občas karboxylové kyseliny) a v zelených rastlinách je to voda. V týchto a iných sa štiepenie a prenos vodíka uskutočňuje v dôsledku energie absorbovaných slnečných lúčov.

Takáto bakteriálna fotosyntéza, ktorá prebieha bez uvoľnenia kyslíka, sa nazýva fotoredukcia. Fotoredukcia oxidu uhličitého je spojená s prenosom vodíka nie z vody, ale zo sírovodíka:

6CO2 + 12H2S + hv → C6H1206 + 12S \u003d 6H20

Biologický význam chemosyntézy a bakteriálnej fotosyntézy v planetárnom meradle je relatívne malý. V kolobehu síry v prírode hrajú významnú úlohu iba chemosyntetické baktérie. Síra absorbovaná zelenými rastlinami vo forme solí kyseliny sírovej sa obnovuje a stáva sa súčasťou proteínových molekúl. Ďalej sa pri ničení odumretých rastlinných a živočíšnych zvyškov hnilobnými baktériami uvoľňuje síra vo forme sírovodíka, ktorý je sírovými baktériami oxidovaný na voľnú síru (alebo kyselinu sírovú), ktorá tvorí siričitany dostupné pre rastliny v pôde. Chemo- a fotoautotrofné baktérie sú nevyhnutné v cykle dusíka a síry.

sporulácia

Vo vnútri bakteriálnej bunky sa tvoria spóry. V procese tvorby spór prechádza bakteriálna bunka radom biochemických procesov. Množstvo voľnej vody v ňom klesá, enzymatická aktivita klesá. Tým je zabezpečená odolnosť voči sporom nepriaznivé podmienky prostredie ( vysoká teplota vysoká koncentrácia soli, sušenie atď.). Tvorba spór je charakteristická len pre malú skupinu baktérií.

Spory nie sú povinnou fázou životný cyklus baktérie. Sporulácia začína až nedostatkom živín alebo hromadením produktov látkovej premeny. Baktérie vo forme spór dlho byť v pokoji. Bakteriálne spóry odolávajú dlhodobému varu a veľmi dlhému zmrazeniu. Keď nastanú priaznivé podmienky, spor vyklíči a stane sa životaschopným. Bakteriálne spóry sú adaptáciou na prežitie v nepriaznivých podmienkach.

reprodukcie

Baktérie sa rozmnožujú rozdelením jednej bunky na dve. Po dosiahnutí určitej veľkosti sa baktéria rozdelí na dve rovnaké baktérie. Potom sa každý z nich začne kŕmiť, rastie, delí sa atď.

Po predĺžení bunky sa postupne vytvorí priečna priehradka a potom sa dcérske bunky rozchádzajú; u mnohých baktérií zostávajú za určitých podmienok bunky po rozdelení spojené v charakteristických skupinách. V tomto prípade v závislosti od smeru deliacej roviny a počtu delení, rôzne formy. Rozmnožovanie pučaním sa u baktérií vyskytuje výnimočne.

Za priaznivých podmienok dochádza u mnohých baktérií k deleniu buniek každých 20-30 minút. Pri takomto rýchlom rozmnožovaní je potomstvo jednej baktérie za 5 dní schopné vytvoriť hmotu, ktorá dokáže naplniť všetky moria a oceány. Jednoduchý výpočet ukazuje, že denne môže vzniknúť 72 generácií (720 000 000 000 000 000 000 buniek). Ak sa prepočíta na hmotnosť - 4720 ton. To sa však v prírode nedeje, pretože väčšina baktérií pri pôsobení rýchlo zomrie slnečné svetlo, počas sušenia, nedostatku jedla, zahrievania na 65-100ºС, v dôsledku boja medzi druhmi atď.

Baktéria (1), ktorá absorbuje dostatok potravy, sa zväčší (2) a začne sa pripravovať na reprodukciu (bunkové delenie). Jeho DNA (v baktérii je molekula DNA uzavretá do kruhu) sa zdvojnásobí (baktéria vytvorí kópiu tejto molekuly). Zdá sa, že obe molekuly DNA (3.4) sú pripojené k bakteriálnej stene a keď sa predĺžia, baktérie sa rozchádzajú do strán (5.6). Najprv sa rozdelí nukleotid, potom cytoplazma.

Po divergencii dvoch molekúl DNA na baktériách vzniká zúženie, ktoré postupne rozdelí telo baktérie na dve časti, z ktorých každá obsahuje molekulu DNA (7).

Stáva sa to (v sennom bacili), dve baktérie sa zlepia a vytvorí sa medzi nimi most (1,2).

DNA sa prenáša z jednej baktérie do druhej cez prepojku (3). V jednej baktérii sa molekuly DNA prepletú, na niektorých miestach sa zlepia (4), potom si vymenia časti (5).

Úloha baktérií v prírode

Obeh

Baktérie sú najdôležitejším článkom vo všeobecnom obehu látok v prírode. Rastliny vytvárajú zložité organické látky z oxidu uhličitého, vody a pôdnych minerálnych solí. Tieto látky sa vracajú do pôdy s mŕtvymi hubami, rastlinami a mŕtvolami zvierat. Baktérie rozkladajú zložité látky na jednoduché, ktoré opäť využívajú rastliny.

Baktérie ničia komplexnú organickú hmotu mŕtvych rastlín a mŕtvol zvierat, výlučky živých organizmov a rôzne odpady. Saprofytické rozkladné baktérie, ktoré sa živia týmito organickými látkami, ich premieňajú na humus. Toto sú druh poriadku našej planéty. Baktérie sa teda aktívne zapájajú do kolobehu látok v prírode.

tvorba pôdy

Keďže baktérie sú rozšírené takmer všade a nachádzajú sa v obrovských množstvách, do značnej miery určujú rôzne procesy, ktoré sa vyskytujú v prírode. Na jeseň opadáva listy stromov a kríkov, odumierajú výhonky nadzemnej trávy, opadávajú staré konáre a z času na čas opadávajú kmene starých stromov. To všetko sa postupne mení na humus. V 1 cm3. Povrchová vrstva lesnej pôdy obsahuje stovky miliónov saprofytických pôdnych baktérií viacerých druhov. Tieto baktérie premieňajú humus na rôzne minerály ktoré môžu byť absorbované z pôdy koreňmi rastlín.

Niektoré pôdne baktérie sú schopné absorbovať dusík zo vzduchu a využívajú ho v životných procesoch. Tieto baktérie viažuce dusík žijú samostatne alebo sa usadzujú v koreňoch strukovín. Po preniknutí do koreňov strukovín spôsobujú tieto baktérie rast koreňových buniek a tvorbu uzlín na nich.

Tieto baktérie uvoľňujú zlúčeniny dusíka, ktoré rastliny využívajú. Baktérie získavajú sacharidy z rastlín minerálne soli. Existuje teda úzky vzťah medzi strukovitou rastlinou a baktériami uzlín, čo je užitočné pre jeden aj druhý organizmus. Tento jav sa nazýva symbióza.

Strukoviny vďaka svojej symbióze s uzlovitými baktériami obohacujú pôdu o dusík, čím pomáhajú zvyšovať úrodu.

Distribúcia v prírode

Mikroorganizmy sú všadeprítomné. Jedinou výnimkou sú krátery. aktívne sopky a malé miesta v epicentrách odpálených atómových bômb. Ani jedno nízke teploty Antarktída, ani vriace výtrysky gejzírov, ani nasýtené soľné roztoky v soľných bazénoch, ani silné slnečné žiarenie horských štítov, ani silné ožiarenie jadrových reaktorov nezasahujú do existencie a rozvoja mikroflóry. Všetky živé bytosti neustále interagujú s mikroorganizmami, často sú nielen ich skladmi, ale aj distribútormi. Mikroorganizmy sú domorodci našej planéty a aktívne rozvíjajú tie najneuveriteľnejšie prírodné substráty.

Pôdna mikroflóra

Počet baktérií v pôde je extrémne veľký – stovky miliónov a miliardy jedincov v 1 grame. V pôde sú oveľa bohatšie ako vo vode a vo vzduchu. Celkom baktérie v pôde sa menia. Počet baktérií závisí od typu pôdy, ich stavu, hĺbky vrstiev.

Na povrchu pôdnych častíc sa mikroorganizmy nachádzajú v malých mikrokolóniách (každá 20-100 buniek). Často sa vyvíjajú v hrúbke zrazenín organickej hmoty, na živých a umierajúcich koreňoch rastlín, v tenkých kapilárach a vo vnútri hrudiek.

Pôdna mikroflóra je veľmi rôznorodá. Vyskytujú sa tu rôzne fyziologické skupiny baktérií: hnilobné, nitrifikačné, dusík fixujúce, sírne baktérie atď., medzi nimi sú aeróbne a anaeróbne, spórové a nespórové formy. Mikroflóra je jedným z faktorov tvorby pôdy.

Oblasťou vývoja mikroorganizmov v pôde je zóna susediaca s koreňmi živých rastlín. Nazýva sa rizosféra a súhrn mikroorganizmov v nej obsiahnutých sa nazýva mikroflóra rizosféry.

Mikroflóra nádrží

voda - prírodné prostredie, kde v vo veľkom počte vyvíjajú sa mikroorganizmy. Väčšina z nich sa do vody dostáva z pôdy. Faktor, ktorý určuje počet baktérií vo vode, prítomnosť živín v nej. Najčistejšie sú vody artézskych studní a prameňov. Otvorené nádrže a rieky sú veľmi bohaté na baktérie. Najväčší počet baktérií sa nachádza v povrchových vrstvách vody, bližšie k brehu. S rastúcou vzdialenosťou od pobrežia a rastúcou hĺbkou počet baktérií klesá.

Čistá voda obsahuje 100-200 baktérií na 1 ml, zatiaľ čo kontaminovaná voda obsahuje 100-300 tisíc a viac. V spodnom bahne je veľa baktérií, najmä v povrchovej vrstve, kde baktérie vytvárajú film. V tomto filme je veľa sírnych a železných baktérií, ktoré oxidujú sírovodík na kyselinu sírovú a tým zabraňujú úhynu rýb. V bahne je viac výtrusných foriem, vo vode prevládajú formy bez výtrusov.

Z hľadiska druhového zloženia je vodná mikroflóra podobná pôdnej, ale nachádzajú sa aj špecifické formy. Zničením rôznych odpadov, ktoré spadli do vody, mikroorganizmy postupne vykonávajú takzvané biologické čistenie vody.

Vzduchová mikroflóra

Vzduchová mikroflóra je menej početná ako pôdna a vodná mikroflóra. Baktérie stúpajú do vzduchu s prachom, môžu tam chvíľu zostať a potom sa usadia na povrchu zeme a zomierajú z nedostatku výživy alebo pod vplyvom ultrafialových lúčov. Počet mikroorganizmov vo vzduchu závisí od geografickej oblasti, terénu, ročného obdobia, znečistenia prachom atď. Každé zrnko prachu je nosičom mikroorganizmov. Väčšina baktérií vo vzduchu nad priemyselnými podnikmi. Vzduch vidiekčistič. Najčistejší vzduch je nad lesmi, horami, zasneženými priestormi. Horné vrstvy vzduchu obsahujú menej choroboplodných zárodkov. Vo vzdušnej mikroflóre je veľa pigmentovaných a spórových baktérií, ktoré sú odolnejšie ako iné voči ultrafialovým lúčom.

Mikroflóra ľudského tela

Telo človeka, aj úplne zdravého, je vždy nositeľom mikroflóry. Keď sa ľudské telo dostane do kontaktu so vzduchom a pôdou, na odeve a pokožke sa usádzajú rôzne mikroorganizmy vrátane patogénov (tetanové bacily, plynatosť atď.). Exponované časti sú najčastejšie kontaminované Ľudské telo. Na rukách sa nachádzajú coli, stafylokoky. V ústnej dutine je viac ako 100 druhov mikróbov. Ústa svojou teplotou, vlhkosťou, zvyškami živín sú výborným prostredím pre rozvoj mikroorganizmov.

Žalúdok má kyslú reakciu, takže väčšina mikroorganizmov v ňom zomrie. Počnúc od tenkého čreva sa reakcia stáva zásaditou, t.j. priaznivé pre mikróby. Mikroflóra v hrubom čreve je veľmi rôznorodá. Každý dospelý človek vylúči denne s exkrementmi asi 18 miliárd baktérií, t.j. viac jednotlivcov ako ľudí na svete.

Vnútorné orgány nie sú spojené vonkajšie prostredie(mozog, srdce, pečeň, močového mechúra atď.), zvyčajne neobsahujú mikróby. Mikróby vstupujú do týchto orgánov iba počas choroby.

Baktérie v cyklistike

Mikroorganizmy vo všeobecnosti a baktérie zvlášť veľkú rolu v biologicky dôležitých cykloch látok na Zemi, uskutočňovaním chemických premien, ktoré sú úplne nedostupné ani pre rastliny, ani pre zvieratá. Rôzne štádiá Obeh prvkov vykonávajú organizmy rôznych typov. Existencia každého samostatná skupina organizmov závisí od chemickej premeny prvkov uskutočňovanej inými skupinami.

cyklus dusíka

Primárnu úlohu v zásobovaní zohráva cyklická premena dusíkatých zlúčenín potrebné formuláre dusík rôznych nutričné ​​potreby organizmov v biosfére. Viac ako 90 % celkovej fixácie dusíka je spôsobených metabolickou aktivitou určitých baktérií.

Cyklus uhlíka

Biologická premena organického uhlíka na oxid uhličitý, sprevádzaná redukciou molekulárneho kyslíka, si vyžaduje spoločnú metabolickú aktivitu rôznych mikroorganizmov. Veľa aeróbne baktérie vykonať úplnú oxidáciu organických látok. Za aeróbnych podmienok sa organické zlúčeniny spočiatku rozkladajú fermentáciou a to organické finálne produkty fermentácie sa ďalej oxidujú v dôsledku anaeróbneho dýchania, ak sú prítomné anorganické akceptory vodíka (dusičnany, sírany alebo CO2).

Cyklus síry

Pre živé organizmy je síra dostupná najmä vo forme rozpustných síranov alebo redukovaných organických zlúčenín síry.

Železný cyklus

V niektorých vodných útvaroch, sladkej vody obsahujú vysoké koncentrácie redukovaných solí železa. Na takýchto miestach vzniká špecifická bakteriálna mikroflóra – železité baktérie, ktoré redukované železo oxidujú. Podieľajú sa na tvorbe močiarnych železných rúd a vodných zdrojov bohatých na soli železa.

Baktérie sú najstaršie organizmy, ktoré sa objavili asi pred 3,5 miliardami rokov v Archaean. Asi 2,5 miliardy rokov dominovali na Zemi, tvorili biosféru a podieľali sa na tvorbe kyslíkovej atmosféry.

Baktérie sú jedným z najjednoduchšie usporiadaných živých organizmov (okrem vírusov). Predpokladá sa, že sú to prvé organizmy, ktoré sa objavili na Zemi.

Odborníci to vypočítali Celková váha baktérie žijúce v ľudskom tele sú dva kilogramy. Len v ústach žije asi 40 000 baktérií.

A povedzme, počas bozku si vymeníme baktérie takmer tristo druhov. Ale sú aj vírusy, patogény....Koľko sa ich k nám dostane potravou, dychom, cez špinavé ruky.... Našťastie nás príroda vyzbrojila \"vnútornými jednotkami \"-imunitným systémom.

No ak je imunitný systém oslabený, tak na jeseň, keď príde čas nachladnutia, sa baktérie vymknú spod kontroly. A potom nasledujú choroby jedna za druhou. Ani lieky nepomáhajú.

Čo robiť?

Nebežte hneď do lekárne po lieky, ktoré umelo vyvolávajú ochranný systém organizmu. Imunostimulanty tiež zďaleka nie sú neškodné. Ako každý liek, majú vedľajšie účinky. Navyše nadmerná aktivita imunitného systému je sama o sebe nebezpečná. Jeho úlohou je totiž za každú cenu zabiť mimozemšťana (vírus, mikrób, huba, transplantované tkanivo), ktorý sa dostal do tela, pričom obetuje aj zdravé tkanivá naokolo. A nadmerne aktívny imunitný systém môže začať vojnu nielen proti vírusom a baktériám, ale proti vášmu srdcu, kĺbom, pokožke, príčine alergických ochorení viesť k smrteľnému infekčno-toxickému šoku.

Ale uistiť sa, že obranné sily majú vždy navrch, je samozrejme nevyhnutné. Tu je sedem tipov pre tých, ktorí majú oslabený imunitný systém.

1 Začnite správne jesť

Črevo hrá takmer hlavnú úlohu pri tvorbe imunity. Tu je to, čo imunitný systém potrebuje, aby správne fungoval:

Tuky, bielkoviny a sacharidy v optimálnom množstve.Zo zeleniny a ovocia prijíma vitamíny, minerály a vlákninu, ktorá reguluje jeho prácu. Zelený hrášok okrem iného obsahuje prírodné prebiotiká, ktoré podporujú črevnú flóru.

Cibuľa, cesnak a bylinky obsahujú fytoncídy, ktoré čistia mikróby. Zelerové listy posilňujú obranyschopnosť organizmu, pôsobia antisepticky, protizápalovo a hojenie rán.

Malina - prírodné antibiotikum, má nielen diaforetický a antipyretický, ale aj antivírusový a antibakteriálny účinok. Mäso, vajcia a mliečne výrobky obsahujú živočíšne bielkoviny potrebné na vytvorenie silnej imunity.

Prírodné adaptogény - ženšen, čínska magnólia viniča, Rhodiola rosea, eleuterokok a cesnak zvyšujú syntézu bielkovín, aktivujú metabolizmus a zvyšujú telesný tonus a echinacea stimuluje prácu makrofágov - vnútrobunkových bojovníkov.

2. Snažte sa o lepší spánok

Oddýchnuté a cez noc zotavené telo oveľa efektívnejšie bojuje s chorobami.

3. Otužujte sa

Lepšie je začať s otužovaním, samozrejme, v lete – kúpaním v rieke, mori, oblievaním, vzduchom a opaľovaním. Ale nezúfajte. Otužovať sa môžete aj v zime. Zároveň nie je vôbec potrebné ponárať sa do ľadovej diery či vylievať si na hlavu vedro ľadovej vody. Toto sú núdzové metódy. Po kúpaní v ľadová voda do krvi sa dostane toľko protilátok, že nás dokážu ochrániť asi dva dni. To je určite účinné, ale vyčerpáva rezervy imunitného systému. Preto je lepšie začať sa len sprchovať ráno, postupne znižovať teplotu vody z 30 stupňov na 15. Alebo naliať studená voda nohy, postupne sa posúvať nahor, kým si celé telo úplne nezvykne.

Nezabúdajte na kúpeľ – je to tiež veľmi účinný otužujúci prostriedok.

4. Viac sa hýbať, cvičiť

Na imunitný systém dobre pôsobí fitness a bazén. Takéto cvičenia trénujú prietok krvi, odstraňujú produkty rozkladu a zlepšujú procesy obnovy. V zime je veľmi užitočné ísť sa lyžovať, korčuľovať alebo sa len tak prejsť na čerstvom vzduchu – najlepšie v parku alebo v lese. V lesnom vzduchu nie je takmer žiadny prach, čo znamená ťažké ióny deprimujúci účinok na zdravie. Ale životodarný kyslík - viac ako dosť. Napríklad hektár dubového lesa ročne vyprodukuje 830 kg kyslíka, breza - 725, borovica - 540.

5. Neignorujte očkovanie

Načo márne zaťažovať imunitný systém chorobami, ak sa proti nim dá vopred zaočkovať. Moderné vakcíny spoľahlivo chránia pred sezónnymi epidémiami chrípky, SARS, prechladnutia a následne aj pred ťažkými komplikáciami. Pretože lymfocyty majú "imunitnú pamäť" a rýchlo porazia známeho nepriateľa s veľkou armádou protilátok. Všetky vakcíny sú založené na tomto princípe.

6. Viac si užívaj život

Naša psychika je schopná ovplyvňovať imunitný systém. Pozitívne emócie, príjemné dojmy, energický smiech prispievajú k produkcii endorfínov - hormónov radosti, ktoré sú silnou ochrannou bariérou proti akýmkoľvek chorobám.

7. Snažte sa znížiť záťaž na imunitný systém

Jeho hlavní nepriatelia:

Zlá ekológia.
Stres.
Nevyvážená a nedostatočná výživa.
Fajčenie.
Zneužívanie alkoholu.
Bezmyšlienkové užívanie antibiotík.
Prechladnutie a infekčné choroby.
Sezónna avitaminóza.

je kombináciou mikroorganizmov, ktoré žijú v tenkom a hrubom čreve a tvoria s ľudským telom jeden ekosystém. V roku 1861 holandský biológ Leeuwenhoek, ktorý vynašiel mikroskop, prvýkrát objavil baktérie vo vzorkách stolice. Uplynulo viac ako tristo rokov a vedci pokračujú v skúmaní interakcie medzi ľuďmi a jednobunkovými živými bytosťami.

Vedci opísali viac ako 400 druhov mikroorganizmov, ktoré žijú v črevách. Ich počet dosahuje 50 biliónov, čo je 1,3-násobok počtu všetkých buniek. Ľudské telo. Celková hmotnosť všetkých obyvateľov čreva dosahuje 2,5-3 kg. Baktérie tvoria až 60 % suchých výkalov. Na udržanie vitálnej aktivity črevnej mikroflóry sa denne spotrebuje až 20% živín, ktoré vstupujú do tela s jedlom.

Väčšina mikroorganizmov sa koncentruje v hrubom čreve. Počet baktérií v 1 g jej obsahu prevyšuje počet obyvateľov našej planéty. Výsev tenké črevo prekáža antibakteriálne pôsobeniežlč, fyzická aktivitačrevá a - chlopňa na hranici ilea a slepého čreva.

Aké sú funkcie mikroorganizmov?

• Ochranný – zástupcovia normálna mikroflóra zabrániť kolonizácii tráviaceho traktu patogénnymi mikróbmi. Sú lepšie prispôsobené životným podmienkam v črevách, ľahšie absorbujú živiny, vylučujú zložky, ktoré brzdia rast patogénov infekčných chorôb.
• tráviaci - podieľať sa na rozklade bielkovín, sacharidov a tukov, aktivovať prácu enzýmov.
• Detoxikácia - neutralizovať toxické látky, ktoré vznikajú pri trávení potravy alebo prichádzajú zvonku.
• Regeneračný - stimulovať regeneráciu črevných buniek.
• Syntetický - syntetizovať vitamíny skupiny B, C, K, hormóny a biologicky aktívne látky.
• Regulačné – bifido- a laktobacily regulujú metabolizmus cholesterolu a oxalátov.
• imúnny - tvoria látky, ktoré stimulujú imunitný systém (pozri viac).

Vedeli ste, že črevné mikróby majú svoj vlastný genetický potenciál?

Vplyv mikroorganizmov žijúcich v čreve na zdravie človeka závisí od dedičnej informácie, ktorá je zakódovaná v ich DNA. Všetky baktérie črevnej mikrobiocenózy obsahujú 150-krát viac génov, ako sa nachádza v ľudskom genóme. Práve vďaka genetickému potenciálu sú baktérie schopné vykonávať rôzne funkcie.

Vedci objavili a izolovali bakteriálny gén, ktorý je zodpovedný za tvorbu protinádorových látok zo sójového substrátu. Preto ľudia, v ktorých telách žijú mikroorganizmy - nosiče takéhoto génu, prakticky netrpia rakovinou kostí a prostaty.

Môže človek ovplyvniť stav svojej črevnej mikroflóry?

Vedci každoročne popisujú nové choroby a stavy spojené s narušenou črevnou biocenózou. Nie sú to len problémy gastrointestinálny trakt ale aj alergie, ateroskleróza, arteriálnej hypertenzie, urolitiázové ochorenie a dokonca aj depresie.

Nevyvážená strava vedie k zmene kvalitatívnej a kvantitatívnej. Je dokázané, že pri nedostatku vlákniny v strave je črevná biocenóza narušená v 34,8 % prípadov, s nízkym obsahom bielkovín v 18,8 %. Mliečne výrobky naopak stimulujú rast prospešnej mikroflóry.

Konzumácia potravín obsahujúcich farbivá, stabilizátory a konzervačné látky nepriaznivo ovplyvňuje stav črevné baktérie. Preto sa snažte variť jedlo z produktov šetrných k životnému prostrediu.

Porušenie pravidiel osobnej hygieny v tráviaci trakt môže preniknúť - patogény črevné infekcie- a vajíčka helmintov. Množia sa, uvoľňujú toxíny a inhibujú životne dôležitú aktivitu normálnej mikroflóry. V dôsledku toho sa vyvinie postinfekčná dysbakterióza.

Vedci dokázali vzťah medzi črevnou biocenózou a životným štýlom. Napríklad pri fyzickej nečinnosti v hrubom čreve sa aktivujú Proteus a E. coli.

Ako antibiotiká ovplyvňujú črevnú mikroflóru?

antibiotiká - mocná zbraň v boji proti patogénom nebezpečných infekčných chorôb. Ničia však a. Po priebehu antibiotickej liečby, jej kvality a kvantitatívne zloženie. Dôsledky užívania antibiotík sú bolesti brucha, zvýšená tvorba plynu, rozrušená stolica, znížená imunita.

Preto je nekontrolovaný príjem liekov tejto skupiny neprijateľný. Predpisovanie antibiotík by sa malo vykonávať iba podľa prísnych indikácií, a nie „len pre prípad“.

Ako získať predstavu o človeku podľa črevnej mikroflóry?

Vedci zistili, že zloženie črevnej mikroflóry možno určiť:

• Približný vek – u starších ľudí klesá počet baktérií, ktoré pomáhajú odolávať stresu.
• Typ ústavy - u ľudí náchylných na nadváhu, v črevách je viac baktérií podieľajúcich sa na trávení sacharidov.
• Diéta – vášeň pre mäso vedie k rastu mikroorganizmov, ktoré rozkladajú bielkoviny. U ľudí, ktorí uprednostňujú mastné jedlá, sa zvyšuje počet bakteroidov a enterokokov. U milovníkov sacharidov sa aktivujú aeróbne oportúnne baktérie.
• Miesto pobytu – v črevách Japoncov sa našli mikroskopické organizmy, ktoré rozkladajú morské riasy.

Vedci navrhli vzhľadom na rôznorodosť funkcií a úlohu pri udržiavaní homeostázy Zlatý klinec črevnú mikroflóru na nezávislý orgán. Zmena črevnej mikrobiocenózy narúša koordinovanú prácu tela a vedie k rozvoju chorôb.

Počet normálnych bakteriálnych buniek alebo koľko baktérií v človeku žije v tele je približne 100 miliónov.

Počet bakteriálnych buniek na človeku je 10-krát väčší ako 10 miliónov buniek, ktoré tvoria ľudské telo.

Koľko baktérií je v ľudskom tele

Mikroorganizmy pokrývajú Zem a všetko na nej. Od založenia zakladateľa modernej mikrobiológie a imunológie francúzskym chemikom Louisom Pasteurom uplynulo viac ako 100 rokov. Počas tejto doby bolo identifikovaných a preukázaných viac ako 4 000 druhov baktérií. Napriek tomu sa mikrobiológovia domnievajú, že milióny druhov zostávajú neznáme.

Ľudská koža je biotopom pre miliardy baktérií, každý štvorcový centimeter obsahuje asi 100 000 mikróbov.

V skutočnosti neuveriteľných 10% hmotnosti ľudského tela tvoria mikroorganizmy.

Celková hmotnosť mikróbov žijúcich pod zemou na našej planéte bola vypočítaná na viac ako 100 biliónov ton. Ak sú rovnomerne rozložené po povrchu Zeme, tvoria vrstvu hrubú viac ako 1,5 metra.

Poznatky o patogénnych baktériách

Často moderná veda vôbec si neuvedomujú, ako mikroskopický svet interaguje vyšších foriemživot na našej planéte. Vezmime si napríklad verejné vyhlásenie britského ministra zdravotníctva z roku 1995. Potom minister zdravotníctva Stephen Dorrell vyhlásil, že spongiformná encefalopatia („choroba šialených kráv“) sa nemôže preniesť na ľudí: „Neexistuje žiadne predstaviteľné riziko prenosu choroby šialených kráv z kráv na ľudí. Minister to uviedol v snahe zmierniť obavy verejnosti z nákupu a konzumácie britského hovädzieho mäsa pred vykonaním úplnej vedeckej štúdie.

Vedecká štúdia ukázala, že pravda spôsobujúca choroby bola, že „choroba šialených kráv“ sa prenášala prostredníctvom priónu. Je to nový patogén, nie vírus alebo baktéria, ale proteín, ktorý odoláva všetkým formám sterilizácie. O rok neskôr sa minister za svoj výrok verejne ospravedlnil, ale trval na tom, že to urobil z nevedomosti.To znamená, že o patogénnych baktériách a patogénnych mikroorganizmoch vieme tak málo.

Nebezpečenstvo baktérií z iných svetov

Podobne naša neznalosť toxínov a patogénov z iných svetov môže viesť k falošným predpokladom, pokiaľ sa nepreskúma miera našich schopností. Najlepšia obrana to, ako si môžeme predstaviť našu planétu proti takejto hrozbe, je kombináciou prebiehajúcej analýzy vplyvu života vo vede prostredníctvom robotických kozmických lodí a vedeckých informácií, ktoré už existujú. Čo ak na planétach ako Mars existujú patogény bizarného tvaru? Sme naozaj pripravení priniesť ich domov a možno aj strašidelné patogénne baktérie?

Nikto nemôže dať spoľahlivé odpovede na také dôležité otázky. Zvýši sa počet baktérií v človeku, čo zničí celé ľudstvo.

Vedci uvažujú o schopnostiach prežitia pozemských mikróbov v extrémnych podmienkach a potenciálna patogenita cudzích mikróbov v pozemskom živote. Tieto odhady sa potom používajú na definovanie a tvarovanie misií kozmických lodí na planéty, ako aj na vzorové programy návratu.

Až donedávna však správy tvrdili, že experimenty ukázali pozitívne signály pre mikrobiálnu expozíciu u ľudí.

Department of Energy Joint Genome Institute (DOE JGI) vydal prvý zväzok Genomic Encyclopedia of Bacteria and Archaea (GEBA). Analýza prvých 56 genómov dvoch z troch mikrobiálnych druhov na Zemi bola publikovaná v decembrovom čísle časopisu Nature.

Vedci odhadujú, že na planéte Zem žije približne nemilión (1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000) mikróbov. Na povrchu zeme, v zemi, pod ňou a okolo nej. Hoci údajov o mikrobiálnych genómoch je viac ako dostupných a približne 2000 ich genómov už bolo rozlúštených alebo sa k tomuto stavu približuje, výskumníci majú pred sebou more neznámeho.

Podľa riaditeľa DOE JGI Eddyho Rubina sú mikróby zodpovedné za takmer každý biologický proces na planéte. Dešifrovanie ich genómov dá úplne nová úroveň pochopenie ich úlohy a pomôže napredovať pri riešení životne dôležitých vecí dôležité otázky, vrátane tých, ktoré súvisia s výrobou biopalív a cirkuláciou oxidu uhličitého v atmosfére planéty.

Projekt GEBA je podľa vedúceho výskumníka Jonathana Eisena odlišný v tom, že jeho cieľom nie je identifikovať konkrétne genómy, ale skôr vytvoriť vyvážený katalóg, ktorý dáva predstavu o rozmanitosti genómov zastúpených na planéte. Takýto katalóg by mal zase uľahčiť úlohu hľadania funkcií genómov a dať impulz nášmu chápaniu procesov v biosfére.

Ako je známe, do konca 70. rokov 20. storočia bol pojem „baktéria“ synonymom pre prokaryoty, no v roku 1977 sa na základe údajov z molekulárnej biológie prokaryoty rozdelili na ríše archaebaktérií a eubaktérií. Následne, aby sa zdôraznili rozdiely medzi nimi, boli premenované na Archaea a Baktérie, resp. Hoci baktérie sú stále často chápané ako všetky prokaryoty.

Prokaryoty (baktérie a archaea) majú pre život na Zemi mimoriadny význam: hrajú zásadnú úlohu v cyklických premenách základných prvkov potrebných pre život (uhlík, kyslík, dusík, síra, fosfor). Cyklické premeny prvkov, z ktorých sú postavené živé organizmy, spolu predstavujú obeh látok. V súčasnosti je nepopierateľne dokázané, že určité štádiá cyklov vykonávajú výlučne prokaryoty, čím sa zabezpečuje uzavretie cyklov hlavných biogénnych prvkov v biosfére.

Väčšina druhov baktérií existovala pred miliónmi rokov. Takže pred dvoma rokmi vedci odobrali kmene staré 8 miliónov až 100 tisíc rokov staroveký ľad Antarktídu a umiestnil ich tam teplá voda. Kolónie baktérií ožili a začali rásť. Vedci po ich preskúmaní dospeli k záveru, že za 1,1 milióna rokov sa žiadny zo zozbieraných druhov baktérií nezmenil.