Какво е името на бактерията? Полезни бактерии в човешкото тяло. Външна структура на бактериите

Бактериите са най-старата група организми, съществуващи в момента на Земята. Първите бактерии вероятно са се появили преди повече от 3,5 милиарда години и почти милиард години са били единствените живи същества на нашата планета. Тъй като това бяха първите представители на живата природа, тялото им имаше примитивна структура.

С течение на времето тяхната структура се усложнява, но и до днес бактериите се считат за най-примитивните едноклетъчни организми. Интересно е, че някои бактерии все още запазват примитивните черти на своите древни предци. Това се наблюдава при бактерии, живеещи в горещи серни извори и аноксична кал на дъното на резервоари.

Повечето бактерии са безцветни. Само няколко са лилави или зелени. Но колониите на много бактерии имат ярък цвят, който се дължи на освобождаването на цветно вещество в околната среда или пигментацията на клетките.

Откривателят на света на бактериите е Антони Льовенхук, холандски натуралист от 17-ти век, който пръв създава перфектен увеличителен микроскоп, който увеличава обектите 160-270 пъти.

Бактериите се класифицират като прокариоти и се класифицират в отделно царство - Бактерии.

Форма на тялото

Бактериите са многобройни и разнообразни организми. Те се различават по форма.

Име на бактерията	Форма на бактерии	Изображение на бактерии
Коки		С форма на топка
Бацил		Пръчковидна
Вибрион		С форма на запетая
Спирилум		Спирала
Стрептококи		Верига от коки
Стафилококи		Клъстери от коки
Диплокок		Две кръгли бактерии, затворени в една лигавична капсула

Начини на транспортиране

Сред бактериите има подвижни и неподвижни форми. Мотилите се движат поради вълнообразни контракции или с помощта на флагели (усукани спирални нишки), които се състоят от специален протеин, наречен флагелин. Може да има един или повече флагели. При някои бактерии те са разположени в единия край на клетката, при други – в два или по цялата повърхност.

Но движението е присъщо и на много други бактерии, които нямат флагели. Така бактериите, покрити отвън със слуз, са способни да се плъзгат.

Някои водни и почвени бактерии без флагели имат газови вакуоли в цитоплазмата. В една клетка може да има 40-60 вакуоли. Всяка от тях е пълна с газ (вероятно азот). Чрез регулиране на количеството газ във вакуолите, водните бактерии могат да потънат във водния стълб или да се издигнат на повърхността му, а почвените бактерии могат да се движат в капилярите на почвата.

Среда на живот

Поради своята простота на организация и непретенциозност, бактериите са широко разпространени в природата. Бактериите се намират навсякъде: в капка дори от най-чистата изворна вода, в зрънца почва, във въздуха, върху скали, в полярен сняг, пустинни пясъци, на дъното на океана, в масло, добито от големи дълбочини, и дори в вода от горещи извори с температура около 80ºC. Те живеят върху растения, плодове, различни животни и при човека в червата, устната кухина, крайниците и по повърхността на тялото.

Бактериите са най-малките и най-многобройни живи същества. Поради малкия си размер те лесно проникват във всякакви пукнатини, цепнатини или пори. Много издръжлив и адаптиран към различни условия на живот. Те понасят изсушаване, силен студ и нагряване до 90ºC, без да губят жизнеспособността си.

На практика няма място на Земята, където да не се срещат бактерии, но в различни количества. Условията на живот на бактериите са разнообразни. Някои от тях се нуждаят от атмосферен кислород, други не се нуждаят от него и могат да живеят в безкислородна среда.

Във въздуха: бактериите се издигат до горните слоеве на атмосферата до 30 км. и още.

Особено много от тях има в почвата. 1 g почва може да съдържа стотици милиони бактерии.

Във вода: в повърхностните слоеве на водата в открити водоеми. Полезните водни бактерии минерализират органичните остатъци.

В живите организми: патогенните бактерии навлизат в тялото от външната среда, но само при благоприятни условия причиняват заболявания. Симбиотичните живеят в храносмилателните органи, помагат за разграждането и усвояването на храната и синтеза на витамини.

Външна структура

Бактериалната клетка е покрита със специална плътна обвивка - клетъчна стена, която изпълнява защитни и поддържащи функции, а също така придава на бактерията постоянна, характерна форма. Клетъчната стена на бактерията прилича на стената на растителна клетка. Той е пропусклив: през него хранителните вещества свободно преминават в клетката, а метаболитните продукти излизат в околната среда. Често бактериите произвеждат допълнителен защитен слой от слуз върху клетъчната стена - капсула. Дебелината на капсулата може да бъде многократно по-голяма от диаметъра на самата клетка, но може да бъде и много малка. Капсулата не е съществена част от клетката, тя се образува в зависимост от условията, в които се намират бактериите. Предпазва бактериите от изсъхване.

На повърхността на някои бактерии има дълги флагели (един, два или много) или къси тънки власинки. Дължината на камшичетата може да бъде многократно по-голяма от размера на тялото на бактерията. Бактериите се движат с помощта на флагели и власинки.

Вътрешна структура

Вътре в бактериалната клетка има плътна, неподвижна цитоплазма. Има слоеста структура, няма вакуоли, поради което различни протеини (ензими) и резервни хранителни вещества се намират в субстанцията на самата цитоплазма. Бактериалните клетки нямат ядро. В централната част на клетката им е концентрирано вещество, носещо наследствена информация. Бактерии, - нуклеинова киселина - ДНК. Но това вещество не се образува в ядро.

Вътрешната организация на бактериалната клетка е сложна и има свои специфични характеристики. Цитоплазмата е отделена от клетъчната стена от цитоплазмената мембрана. В цитоплазмата има основно вещество или матрица, рибозоми и малък брой мембранни структури, които изпълняват различни функции (аналози на митохондриите, ендоплазмен ретикулум, апарат на Голджи). Цитоплазмата на бактериалните клетки често съдържа гранули с различни форми и размери. Гранулите могат да бъдат съставени от съединения, които служат като източник на енергия и въглерод. Капчици мазнина също се намират в бактериалната клетка.

В централната част на клетката е локализирано ядреното вещество - ДНК, което не е ограничено от цитоплазмата с мембрана. Това е аналог на ядрото - нуклеоид. Нуклеоидът няма мембрана, ядро ​​или набор от хромозоми.

Методи на хранене

Бактериите имат различни методи на хранене. Сред тях има автотрофи и хетеротрофи. Автотрофите са организми, които са способни самостоятелно да произвеждат органични вещества за своето хранене.

Растенията се нуждаят от азот, но не могат сами да абсорбират азот от въздуха. Някои бактерии комбинират азотни молекули във въздуха с други молекули, което води до вещества, които са достъпни за растенията.

Тези бактерии се установяват в клетките на младите корени, което води до образуване на удебеления по корените, наречени нодули. Такива нодули се образуват върху корените на растения от семейство Бобови и някои други растения.

Корените осигуряват въглехидрати на бактериите, а бактериите на корените осигуряват азотсъдържащи вещества, които могат да бъдат усвоени от растението. Съжителството им е взаимноизгодно.

Корените на растенията отделят много органични вещества (захари, аминокиселини и други), с които се хранят бактериите. Следователно особено много бактерии се установяват в почвения слой около корените. Тези бактерии превръщат мъртвите растителни остатъци в налични за растенията вещества. Този слой почва се нарича ризосфера.

Има няколко хипотези за проникването на нодулни бактерии в кореновата тъкан:

• чрез увреждане на епидермалната и кортексната тъкан;
• чрез коренови косми;
• само през младата клетъчна мембрана;
• благодарение на придружаващите бактерии, произвеждащи пектинолитични ензими;
• поради стимулиране на синтеза на B-индолоцетна киселина от триптофан, винаги присъстващ в кореновите секрети на растенията.

Процесът на въвеждане на нодулни бактерии в кореновата тъкан се състои от две фази:

• инфекция на кореновите косми;
• процес на образуване на възли.

В повечето случаи инвазивната клетка активно се размножава, образува така наречените инфекциозни нишки и под формата на такива нишки се придвижва в растителната тъкан. Нодулните бактерии, излизащи от инфекциозната нишка, продължават да се размножават в тъканта на гостоприемника.

Растителните клетки, пълни с бързо размножаващи се клетки от нодулни бактерии, започват бързо да се делят. Връзката на млад възел с корена на бобово растение се осъществява благодарение на съдово-влакнести снопове. По време на периода на функциониране възлите обикновено са плътни. Докато настъпи оптимална активност, възлите придобиват розов цвят (благодарение на пигмента легхемоглобин). Само онези бактерии, които съдържат легхемоглобин, са способни да фиксират азот.

Нодулните бактерии създават десетки и стотици килограми азотен тор на хектар почва.

Метаболизъм

Бактериите се различават една от друга по своя метаболизъм. При едни протича с участието на кислород, при други – без него.

Повечето бактерии се хранят с готови органични вещества. Само няколко от тях (синьо-зелени или цианобактерии) са способни да създават органични вещества от неорганични. Те изиграха важна роля в натрупването на кислород в земната атмосфера.

Бактериите абсорбират вещества отвън, разкъсват молекулите си на парчета, сглобяват обвивката си от тези части и допълват съдържанието им (така растат) и изхвърлят ненужните молекули. Обвивката и мембраната на бактерията й позволяват да абсорбира само необходимите вещества.

Ако обвивката и мембраната на една бактерия бяха напълно непропускливи, никакви вещества не биха навлезли в клетката. Ако бяха пропускливи за всички вещества, съдържанието на клетката щеше да се смеси със средата – разтвора, в който живее бактерията. За да оцелеят, бактериите се нуждаят от обвивка, която позволява на необходимите вещества да преминават, но не и на ненужните вещества.

Бактерията абсорбира хранителни вещества, разположени в близост до нея. Какво се случва след това? Ако може да се движи самостоятелно (чрез преместване на флагел или изтласкване на слуз), тогава се движи, докато намери необходимите вещества.

Ако не може да се движи, тогава изчаква, докато дифузията (способността на молекулите на едно вещество да проникнат в гъсталака от молекули на друго вещество) донесе необходимите молекули до него.

Бактериите, заедно с други групи микроорганизми, извършват огромна химическа работа. Преобразувайки различни съединения, те получават енергията и хранителните вещества, необходими за живота им. Метаболитните процеси, начините за получаване на енергия и необходимостта от материали за изграждане на веществата на телата им са разнообразни при бактериите.

Други бактерии задоволяват всичките си нужди от въглерод, необходим за синтеза на органични вещества в организма, за сметка на неорганични съединения. Те се наричат ​​автотрофи. Автотрофните бактерии са способни да синтезират органични вещества от неорганични. Сред тях са:

Хемосинтеза

Използването на лъчиста енергия е най-важният, но не и единственият начин за създаване на органична материя от въглероден диоксид и вода. Известно е, че бактериите не използват слънчевата светлина като източник на енергия за такъв синтез, а енергията на химичните връзки, възникващи в клетките на организмите по време на окисляването на някои неорганични съединения - сероводород, сяра, амоняк, водород, азотна киселина, железни съединения на желязо и манган. Те използват органичната материя, образувана с помощта на тази химическа енергия, за да изградят клетките на тялото си. Следователно този процес се нарича хемосинтеза.

Най-важната група хемосинтезиращи микроорганизми са нитрифициращите бактерии. Тези бактерии живеят в почвата и окисляват амоняка, образуван по време на разлагането на органични остатъци до азотна киселина. Последният реагира с минерални съединения на почвата, превръщайки се в соли на азотна киселина. Този процес протича в две фази.

Железните бактерии превръщат двувалентното желязо в железен оксид. Полученият железен хидроксид се утаява и образува така наречената блатна желязна руда.

Някои микроорганизми съществуват благодарение на окисляването на молекулярния водород, като по този начин осигуряват автотрофен метод на хранене.

Характерна особеност на водородните бактерии е способността им да преминават към хетеротрофен начин на живот, когато са снабдени с органични съединения и липсата на водород.

По този начин хемоавтотрофите са типични автотрофи, тъй като те самостоятелно синтезират необходимите органични съединения от неорганични вещества и не ги вземат готови от други организми, като хетеротрофите. Хемоавтотрофните бактерии се различават от фототрофните растения по своята пълна независимост от светлината като източник на енергия.

Бактериална фотосинтеза

Някои пигмент-съдържащи серни бактерии (лилави, зелени), съдържащи специфични пигменти - бактериохлорофили, могат да абсорбират слънчева енергия, с помощта на която сероводородът в телата им се разгражда и освобождава водородни атоми, за да възстанови съответните съединения. Този процес има много общо с фотосинтезата и се различава само по това, че в лилавите и зелените бактерии донорът на водород е сероводородът (понякога карбоксилни киселини), а в зелените растения е водата. И в двата отделянето и преносът на водород се извършва благодарение на енергията на погълнатите слънчеви лъчи.

Тази бактериална фотосинтеза, която протича без отделяне на кислород, се нарича фоторедукция. Фоторедуцирането на въглероден диоксид се свързва с преноса на водород не от вода, а от сероводород:

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

Биологичното значение на хемосинтезата и бактериалната фотосинтеза в планетарен мащаб е сравнително малко. Само хемосинтетичните бактерии играят значителна роля в процеса на кръговрат на сярата в природата. Абсорбирана от зелените растения под формата на соли на сярна киселина, сярата се редуцира и става част от протеиновите молекули. Освен това, когато мъртвите растителни и животински останки се унищожават от гнилостни бактерии, сярата се освобождава под формата на сероводород, който се окислява от серни бактерии до свободна сяра (или сярна киселина), образувайки сулфити в почвата, които са достъпни за растенията. Хемо- и фотоавтотрофните бактерии са от съществено значение в цикъла на азота и сярата.

Спорообразуване

Вътре в бактериалната клетка се образуват спори. По време на процеса на спорулация бактериалната клетка претърпява редица биохимични процеси. Количеството свободна вода в него намалява и ензимната активност намалява. Това осигурява устойчивостта на спорите към неблагоприятни условия на околната среда (висока температура, висока концентрация на сол, изсушаване и др.). Спорообразуването е характерно само за малка група бактерии.

Спорите са незадължителен етап от жизнения цикъл на бактериите. Спорулацията започва само при липса на хранителни вещества или натрупване на метаболитни продукти. Бактериите под формата на спори могат да останат латентни за дълго време. Бактериалните спори могат да издържат на продължително кипене и много дълго замразяване. При благоприятни условия спората покълва и става жизнеспособна. Бактериалните спори са адаптация за оцеляване при неблагоприятни условия.

Възпроизвеждане

Бактериите се размножават чрез разделяне на една клетка на две. След като достигне определен размер, бактерията се разделя на две еднакви бактерии. След това всеки от тях започва да се храни, расте, дели се и т.н.

След удължаване на клетката постепенно се образува напречна преграда и след това дъщерните клетки се отделят; При много бактерии при определени условия след делене клетките остават свързани в характерни групи. В този случай в зависимост от посоката на разделителната равнина и броя на деленията възникват различни форми. Размножаването чрез пъпкуване се среща по изключение при бактериите.

При благоприятни условия клетъчното делене в много бактерии става на всеки 20-30 минути. При такова бързо размножаване потомството на една бактерия за 5 дни е в състояние да образува маса, която може да изпълни всички морета и океани. Едно просто изчисление показва, че на ден могат да се образуват 72 поколения (720 000 000 000 000 000 000 клетки). Ако се преобразува в тегло - 4720 тона. Това обаче не се случва в природата, тъй като повечето бактерии бързо умират под въздействието на слънчева светлина, изсушаване, липса на храна, нагряване до 65-100ºC, в резултат на борба между видовете и др.

Бактерията (1), погълнала достатъчно храна, се увеличава по размер (2) и започва да се подготвя за възпроизвеждане (клетъчно делене). Неговата ДНК (при една бактерия ДНК молекулата е затворена в пръстен) се удвоява (бактерията произвежда копие на тази молекула). И двете ДНК молекули (3,4) се оказват прикрепени към стената на бактерията и, докато бактерията се удължава, се раздалечават (5,6). Първо се дели нуклеотидът, а след това цитоплазмата.

След разминаването на две ДНК молекули върху бактерията се появява стеснение, което постепенно разделя тялото на бактерията на две части, всяка от които съдържа ДНК молекула (7).

Случва се (при Bacillus subtilis) две бактерии да се слепят и между тях да се образува мост (1,2).

Джъмперът транспортира ДНК от една бактерия към друга (3). Веднъж попаднали в една бактерия, ДНК молекулите се преплитат, слепват се на някои места (4) и след това обменят участъци (5).

Ролята на бактериите в природата

Gyre

Бактериите са най-важното звено в общия кръговрат на веществата в природата. Растенията създават сложни органични вещества от въглероден диоксид, вода и минерални соли в почвата. Тези вещества се връщат в почвата с мъртви гъби, растения и животински трупове. Бактериите разграждат сложните вещества до прости, които след това се използват от растенията.

Бактериите разрушават сложни органични вещества от мъртви растения и животински трупове, екскрети на живи организми и различни отпадъци. Хранейки се с тези органични вещества, сапрофитните бактерии на гниене ги превръщат в хумус. Това са един вид санитари на нашата планета. Така бактериите активно участват в кръговрата на веществата в природата.

Образуване на почвата

Тъй като бактериите са разпространени почти навсякъде и се срещат в огромни количества, те до голяма степен определят различни процеси, протичащи в природата. През есента листата на дърветата и храстите падат, надземните издънки на тревите умират, старите клони падат, а от време на време стволовете на старите дървета падат. Всичко това постепенно се превръща в хумус. В 1 см3. Повърхностният слой на горската почва съдържа стотици милиони сапрофитни почвени бактерии от няколко вида. Тези бактерии превръщат хумуса в различни минерали, които могат да бъдат абсорбирани от почвата от корените на растенията.

Някои почвени бактерии са в състояние да абсорбират азот от въздуха, като го използват в жизненоважни процеси. Тези азотфиксиращи бактерии живеят самостоятелно или се установяват в корените на бобовите растения. Прониквайки в корените на бобовите растения, тези бактерии причиняват растежа на кореновите клетки и образуването на възли върху тях.

Тези бактерии произвеждат азотни съединения, които растенията използват. Бактериите получават въглехидрати и минерални соли от растенията. По този начин съществува тясна връзка между бобовите растения и нодулните бактерии, което е полезно както за единия, така и за другия организъм. Това явление се нарича симбиоза.

Благодарение на симбиозата с нодулни бактерии, бобовите растения обогатяват почвата с азот, което спомага за увеличаване на добива.

Разпространение в природата

Микроорганизмите са повсеместни. Изключение правят само кратерите на активни вулкани и малки площи в епицентровете на взривени атомни бомби. Нито ниските температури на Антарктида, нито кипящите потоци от гейзери, нито наситените солни разтвори в солени басейни, нито силната изолация на планинските върхове, нито суровото облъчване на ядрените реактори пречат на съществуването и развитието на микрофлората. Всички живи същества постоянно взаимодействат с микроорганизмите, като често са не само техните хранилища, но и техни разпространители. Микроорганизмите са местни жители на нашата планета, активно изследващи най-невероятните естествени субстрати.

Почвена микрофлора

Броят на бактериите в почвата е изключително голям – стотици милиони и милиарди индивиди на грам. Има много повече от тях в почвата, отколкото във водата и въздуха. Общият брой на бактериите в почвата се променя. Броят на бактериите зависи от вида на почвата, тяхното състояние и дълбочината на слоевете.

На повърхността на почвените частици микроорганизмите са разположени в малки микроколонии (20-100 клетки всяка). Те често се развиват в дебелината на съсиреци от органична материя, върху живи и умиращи корени на растения, в тънки капиляри и вътрешни бучки.

Почвената микрофлора е много разнообразна. Тук има различни физиологични групи бактерии: гнилостни бактерии, нитрифициращи бактерии, азотфиксиращи бактерии, серни бактерии и др. Сред тях има аероби и анаероби, спорови и неспорови форми. Микрофлората е един от факторите за образуване на почвата.

Областта на развитие на микроорганизми в почвата е зоната, съседна на корените на живите растения. Нарича се ризосфера, а съвкупността от съдържащите се в нея микроорганизми се нарича ризосферна микрофлора.

Микрофлора на резервоари

Водата е естествена среда, в която микроорганизмите се развиват в големи количества. По-голямата част от тях навлизат във водата от почвата. Фактор, който определя броя на бактериите във водата и наличието на хранителни вещества в нея. Най-чисти са водите от артезиански кладенци и извори. Откритите водоеми и реки са много богати на бактерии. Най-голям брой бактерии се намират в повърхностните слоеве на водата, по-близо до брега. С отдалечаване от брега и увеличаване на дълбочината броят на бактериите намалява.

Чистата вода съдържа 100-200 бактерии на милилитър, а замърсената вода съдържа 100-300 хиляди или повече. В дънната утайка има много бактерии, особено в повърхностния слой, където бактериите образуват филм. Този филм съдържа много серни и железни бактерии, които окисляват сероводорода до сярна киселина и по този начин предотвратяват смъртта на рибата. В тинята има повече спорови форми, докато във водата преобладават неспоровите форми.

По видов състав микрофлората на водата е сходна с микрофлората на почвата, но има и специфични форми. Унищожавайки различни отпадъци, които попадат във водата, микроорганизмите постепенно извършват така нареченото биологично пречистване на водата.

Микрофлора на въздуха

Микрофлората на въздуха е по-малко на брой от микрофлората на почвата и водата. Бактериите се издигат във въздуха с прах, могат да останат там известно време и след това да се установят на повърхността на земята и да умрат от липса на хранене или под въздействието на ултравиолетови лъчи. Броят на микроорганизмите във въздуха зависи от географската зона, терена, времето на годината, замърсяването с прах и др. Всяка прашинка е носител на микроорганизми. Най-много бактерии има във въздуха над промишлени предприятия. Въздухът в селските райони е по-чист. Най-чистият въздух е над горите, планините и заснежените райони. Горните слоеве на въздуха съдържат по-малко микроби. Микрофлората на въздуха съдържа много пигментни и спороносни бактерии, които са по-устойчиви от останалите на ултравиолетовите лъчи.

Микрофлора на човешкото тяло

Човешкото тяло, дори напълно здраво, винаги е носител на микрофлора. Когато човешкото тяло влезе в контакт с въздуха и почвата, върху дрехите и кожата се установяват различни микроорганизми, включително патогенни (бацили на тетанус, газова гангрена и др.). Замърсени са най-често изложените части на човешкото тяло. Е. коли и стафилококи се откриват по ръцете. В устната кухина има над 100 вида микроби. Устата със своята температура, влажност и остатъци от хранителни вещества е отлична среда за развитие на микроорганизми.

Стомахът има кисела реакция, така че по-голямата част от микроорганизмите в него умират. Започвайки от тънките черва, реакцията става алкална, т.е. благоприятен за микробите. Микрофлората в дебелото черво е много разнообразна. Всеки възрастен отделя около 18 милиарда бактерии дневно с екскременти, т.е. повече индивиди, отколкото хора на земното кълбо.

Вътрешните органи, които не са свързани с външната среда (мозък, сърце, черен дроб, пикочен мехур и др.), обикновено са свободни от микроби. Микробите навлизат в тези органи само по време на заболяване.

Бактериите в кръговрата на веществата

Микроорганизмите като цяло и бактериите в частност играят голяма роля в биологично важните цикли на веществата на Земята, извършвайки химически трансформации, които са напълно недостъпни нито за растенията, нито за животните. Различните етапи от цикъла на елементите се извършват от организми от различни видове. Съществуването на всяка отделна група организми зависи от химическата трансформация на елементите, извършвана от други групи.

Цикъл на азота

Цикличната трансформация на азотните съединения играе основна роля в доставянето на необходимите форми на азот на организми от биосферата с различни хранителни нужди. Над 90% от общото фиксиране на азот се дължи на метаболитната активност на определени бактерии.

Въглероден цикъл

Биологичната трансформация на органичния въглерод във въглероден диоксид, придружена от редукция на молекулярен кислород, изисква съвместната метаболитна активност на различни микроорганизми. Много аеробни бактерии извършват пълно окисляване на органични вещества. При аеробни условия органичните съединения първоначално се разграждат чрез ферментация, а органичните крайни продукти на ферментацията се окисляват допълнително чрез анаеробно дишане, ако присъстват неорганични акцептори на водород (нитрат, сулфат или CO 2 ).

Цикъл на сярата

Сярата е достъпна за живите организми главно под формата на разтворими сулфати или редуцирани органични серни съединения.

Цикъл на желязо

Някои сладководни тела съдържат високи концентрации на редуцирани железни соли. На такива места се развива специфична бактериална микрофлора - железни бактерии, които окисляват редуцираното желязо. Те участват в образуването на блатни железни руди и водоизточници, богати на железни соли.

Бактериите са най-древните организми, появили се преди около 3,5 милиарда години в архея. В продължение на около 2,5 милиарда години те доминираха на Земята, образувайки биосферата и участваха в образуването на кислородната атмосфера.

Бактериите са едни от най-просто структурираните живи организми (с изключение на вирусите). Смята се, че те са първите организми, появили се на Земята.

Кралството на бактериите всъщност принадлежи бактерии и цианобактерии.

Бактерии- тези са най-малките едноклетъчен прокариот (безядрени) организми.

Размери на бактериите:обикновено от 0,1 до 15 микрона, но понякога достигат 30-100 микрона.

Брой видовебактерии: около 3 милиарда

Морфологични видове бактерии(в зависимост от формата на тялото): коки(сферичен), бацили(прав пръчковиден), спирила(спирала), вибриони(като запетая), спирохети(нагънат), колониални форми(диплококи, стрептококи, стафилококи) и др.

Мобилност:някои бактерии са подвижни поради наличието камшичета.

В нормално състояние бактериите са нестабилни при изсушаване и излагане на пряка слънчева светлина, когато температурата се повиши до 65-80 ° C и умират от излагане на алкохол и други дезинфектанти.

Структура на бактериите

Бактериалната клетка няма оформено ядро ​​и е покрита черупка, състояща се от плазмена мембрана, клетъчна стена и (при много бактериални видове) външната мукозна капсула.

Плазмената мембранаполупропусклива и осигурява селективно навлизане на вещества в клетката и освобождаване на метаболитни продукти в околната среда. Образува нагънати инвагинации в цитоплазмата ( мезозоми ). На мембраните на мезозомите има различни редокс ензими участва в дишането и (във фотосинтезиращите бактерии) пигменти , участващи във фотосинтезата. Тези. мезозомите изпълняват функции митохондриите (синтезират АТФ) хлоропласти (извършва фотосинтеза) Комплекс Голджи И ендоплазмения ретикулум (натрупват и трансформират органични вещества и осъществяват техния транспорт вътре в клетката и извеждане извън нея).

Клетъчна стена- тънка, здрава и еластична, придава на бактериалната клетка определена форма, предпазва съдържанието й от въздействието на неблагоприятни фактори на околната среда и изпълнява редица други функции. Носещата рамка на клетъчната стена е мрежа от един или повече слоя муреина.Бактериалната клетъчна стена не съдържа хитин и целулоза, които са характерни за гъбичните и растителните клетки.

Мукозна капсулапредпазва клетката от изсъхване и е нейната защитна обвивка, а също така служи за образуване на колонии от отделни клетки.

Представен е генетичният материал на бактериите нуклеоид , неограничен от мембрани и разположен в центъра на клетката.

Нуклеоид(или бактериална хромозома) е зона, обикновено разположена в центъра на бактериална клетка, съдържаща кръгова ДНК молекула и неограничена от мембрани. Молекулата на ДНК в нуклеоида не е свързана с хистонови протеини и е прикрепена към израстъка на цитоплазмената мембрана в една точка. Нуклеоидът е носител на генетична информация и контролира нормалното протичане на всички вътреклетъчни процеси.

Молекулата на ДНК в бактериите има до 5 000 000 двойки нуклеотиди ; но общото съдържание на ДНК в една бактериална клетка е значително по-малко, отколкото в ядрена (еукариотна) клетка.

ЦитоплазмаБактериалната клетка е смес от протеини, мазнини, въглехидрати, други органични съединения, минерали и вода и има гранулиран вид. Съдържа до 20 хиляди рибозоми клас 70S (бавно преципитиращ), върху който се синтезират протеини. Цитоплазмата на бактериите също съдържа множество включване - гранули от съхранявани вещества. Някои бактерии имат в цитоплазмата си плазмиди- малки кръгови ДНК молекули, участващи в обмена на генетична информация между различни бактериални клетки.

Бактериалните клетки нямат митохондрии, лизозоми, комплекс Голджи и други органели, но имат добре развити мембранни структури под формата на тубули, везикули и тилакоиди, които често съдържат ензими и пигменти и са аналози на много органели на еукариотна клетка.

Камшичета- това са органели на бактериално движение, състоящи се от специални протеинови глобули, събрани в спирала - флагелина. Те произхождат под цитоплазмената мембрана, закотвени там от чифт дискове. Броят на флагелите в една бактерия варира от 1 до 50. При някои бактерии камшичетата са разположени само в единия край на клетката, а при други - на два или по цялата повърхност. Характерен е начинът, по който са подредени флагелите знак за класификация подвижни бактерии.

Някои водни и почвени бактерии без флагели имат газови вакуоли, което ви позволява да се потопите във водния стълб, да се издигнете на повърхността му или да се движите в капилярите на почвата.

Класификация на бактериите

❖ Класификация на бактериите по вид хранене (асимилация):
■ автотрофен,
■ хетеротрофен.

♦Автотрофни бактерииТе сами синтезират нужните им органични вещества от неорганични.

■ В зависимост от начина на получаване на енергията, необходима за този синтез, автотрофните бактерии се делят на фотосинтетичен И хемосинтетичен . Фотосинтезиращи бактерии(например зелено и лилаво) извършват фотосинтеза на органични вещества, използвайки светлинна (слънчева) енергия.

В клетките на фотосинтетичните бактерии (за разлика от растителните клетки) няма пластиди и фотосинтетични пигменти ( бактерио-хлорофили) се намират в тилакоидите, образувани в резултат на изпъкналост на цитоплазмената мембрана. По своята структура бактериохлорофилите са подобни на растителните хлорофили и се различават от тях по естеството на протеиновите вериги.

Хемосинтетични бактериите получават енергията, необходима за синтеза, от екзотермични реакции на окисление на неорганични вещества (молекулен водород, сероводород, амоняк, железен оксид и др.). ‘

❖ Хетеротрофни бактерии(по-голямата част от тях) използват готови органични вещества за храна, които служат на тези бактерии като източник на енергия и въглеродни атоми.

■ В зависимост от източника на храна хетеротрофните бактерии се делят на сапротрофи И симбионти .

Сапротрофиизвличат органични вещества от гниещи мъртви останки на организми (бактерии Гниещ , получаващи енергия от разграждането на азотсъдържащи съединения), секрети на живи организми (бактерии ферментация извличане на енергия от разграждането на въглеродсъдържащи съединения).

симбионтиабсорбират органични вещества от тялото на гостоприемника (растение, животно или човек), в който живеят. В този случай симбионтите или:

■ произвеждат вещества, необходими за организма гостоприемник (пример: нодулни азотфиксиращи бактерии, които се установяват върху корените на бобови растения и са във взаимноизгодно съжителство с тях), или

❖ Класификация на бактериите по вид дисимилация(изисквания от кислород за освобождаване на енергия, съхранявана в молекулни връзки):
■ аеробика,
■ анаеробни,
■ по избор.

Аеробни бактерии(туберкулозен бацил, гнилостни бактерии) живеят само в кислородна среда (в горните слоеве на почвата, във въздуха) и получават енергия чрез окисляване на органичните съединения до вода и въглероден диоксид.

Анаеробни бактерии(бактерии на стомашно-чревния тракт, тетаничен бацил, патогени на гангрена, бацил на ботулизъм и др.) живеят в безкислородна среда и получават енергия чрез реакциите на гликолиза и ферментация.

Факултативни бактериимогат да живеят както в кислородна, така и в безкислородна среда (пример: млечнокисела бактерия).

Размножаване на бактерии

❖Тип на възпроизвеждане на бактерии - безполов . Бактериалната клетка започва да се размножава, когато намери благоприятни условия и достигне определен размер.

❖ Форми (методи) на бактериално размножаване:
■ клетъчно делене на две,
■ пъпкуване (среща се по изключение),
■ образуване на спори.

Размножаване чрез клетъчно деленев две: първо, чрез репликация на ДНК, генетичният материал на клетката се удвоява. След това протеините, които прикрепят ДНК молекулите към израстъците на цитоплазмената мембрана, отделят (разглобяват) дъщерните ДНК молекули и се образуват отделни бактериални хромозоми ( нуклеоиди ). След това клетката се удължава и в нея постепенно се образува напречна преграда. Накрая двете дъщерни клетки се разделят. Клетъчните деления се случват приблизително на всеки 15-20 минути.

Спорообразуванехарактерни за някои бактерии при възникване на неблагоприятни условия. В същото време количеството свободна вода в бактериалната клетка значително намалява, ензимната активност намалява, цитоплазмата се свива и клетката се покрива с много плътна мембрана. Бактериалните спори са устойчиви на различни влияния (издържат на продължително сушене, нагряване над 100 ° C и охлаждане до приблизително -200 ° C) и остават жизнеспособни за дълго време. Когато са изложени на благоприятни условия, спорите набъбват и покълват, образувайки нова вегетативна бактериална клетка.

♦ Видове бактериални спори:
■ микрокисти(образува се от цяла клетка),
■ ендогенен(образувани вътре в клетката).

Киста- временна форма на съществуване на много едноклетъчни и редица прости многоклетъчни организми, характеризиращи се с наличието на защитна обвивка. Позволява ви да издържате на неблагоприятни условия или защитава клетката по време на нейното делене.

❖ Форми на половия процес при бактериите:
■ трансформация,
■ спрежение,
■ трансдукция.

Трансформациявъзниква, когато ДНК фрагменти от разрушени клетки на една бактериална култура навлязат в жива култура на друга бактерия. Тези ДНК фрагменти могат да бъдат абсорбирани от реципиентната клетка и интегрирани в нейния нуклеоид.

По време на конюгиранепрехвърлянето на ДНК секция от донор (изпълняващ мъжки функции) към реципиентна клетка става чрез директен контакт чрез генитална фимбрия(тънка протеинова тръбичка), която се образува в донорната клетка. След това клетките се разделят. По време на конюгацията много често се наблюдава прехвърляне не на цялата ДНК молекула, а само на нейните фрагменти.

При трансдукциямалка част от ДНК се прехвърля от една клетка в друга бактериофаги .

Значението на бактериите

❖ Положителна стойност:
■ участват в кръговрата на веществата и са крайната връзка във всички хранителни вериги;
■ разграждащи са в биогеоценозата (разграждат и минерализират екскременти и органични остатъци);
■ участват в процеса на почвообразуване;
■ служат като източник на азот за бобовите растения;
■ участват в образуването на торф, въглища, желязна руда и други минерали;
■ участват в биохимичните процеси на храносмилането при животните и хората;
■ използвани в хранително-вкусовата промишленост (за консервиране, производство на млечнокисели продукти и др.);
■ използвани в микробиологичната и химическата промишленост (за производство на алкохоли, ацетон, захари, органични киселини и други химични съединения),
■ използвани във фармацевтичната индустрия за производство на антибиотици, ваксини, витамини, аминокиселини, ензими и други биологично активни вещества;
■ използвани при обработката на лен, дъбене на кожи и др.;
■ са удобен обект за генно инженерство;
■ използвани за контрол на селскостопански вредители.

дифтерияНаречен дифтериен бацилзасягащи горните дихателни пътища. Токсинът, отделен от тези бактерии, се пренася от кръвта и засяга сърцето. Методът на борба е ваксинация с неактивен токсин.

Тиф:причинител - бактерии рикетсия, техният носител са въшките. При възникване на заболяването се засягат стените на кръвоносните съдове и се образуват кръвни съсиреци. Възможна е ваксинация с използване на убити бактерии, както и лечение с тетрациклинови антибиотици.

Туберкулоза:патоген - туберкулозен бацил, засягащи белите дробове и костите. Заразяването става по въздушно-капков път, както и чрез млякото на болни животни. Профилактика - ваксинация; лечението се извършва със специални лекарства.

Сифилис:патоген - спирохетанещо като трепонема. Първо се засягат гениталните органи, след това очите, костите, ставите, кожата и централната нервна система. Предава се чрез полов контакт. Лечението е с антибиотици и специални медикаменти.

холераНаречен Холерен вибрион, в резултат на чиято жизнена дейност се отделя токсин, който засяга чревната лигавица. Заразяването става чрез консумация на заразена храна и вода. За лечение се използват тетрациклинови антибиотици.

■ Токсини- токсични отпадъчни продукти от бактерии, които по правило или сами по себе си са увреждащи фактори, или инхибират защитните сили на организма, засилвайки патогенния ефект на патогените.

Методи за борба с бактериите

❖ Методи за борба с гнилостните бактерии:
■ сушене на плодове, гъби, месо, риба, зърно;
■ охлаждане и замразяване на продуктите;
■ мариноване на продукти в оцетна киселина;
■ създаване на висока концентрация на захар (например при приготвяне на сладко), което предизвиква плазмолиза в бактериалните клетки и нарушава жизнените им функции;
■ консервиране (осоляване).

❖ Други методи за борба с бактериите, включително патогенни:

■ дезинфекция (дезинфекция)— унищожаване на патогенни микроорганизми със специални химикали (белина, хлорамин, йоден разтвор, етилов алкохол и др.);

■ пастьоризация— унищожаване на бактерии в хранителни продукти чрез нагряване до температура 65-70 ° C за 15-30 минути;

■ стерилизация— унищожаване на бактерии с помощта на ултравиолетово лъчение, химикали или кипене в автоклави при температура 120-130 ° C и високо налягане;

■ поддържане на хигиена;

■ превантивни ваксинации.

Цианобактерии

Цианобактерии(или синьо зелени водорасли) - група микроскопични фототрофни едноклетъчни, колониални и многоклетъчни (влакнести) прокариотни организми.

■ Цианобактериите извършват нормална двуфазна (със светла и тъмна фаза) кислородна фотосинтеза.

❖ Разпръскване:в сладки и солени водни тела (включени в планктон и бентос ), върху повърхността на почвата, върху скали; може да влезе в симбиоза с гъби (образуващи лишеи), протисти, водорасли и мъхове.

Планктон- набор от организми (бактерии, микроскопични водорасли, животни и техните ларви), които обитават водния стълб и се пренасят пасивно от течението.

Бентос- набор от организми, живеещи в почвата и на повърхността на дъното на резервоар.

❖ Структура- подобни на бактериите: клетки безядрен , имат дебели многослойни стени , състоящ се от полизахариди, пектинови вещества и целулоза; често покрити със лигавична обвивка. Мембранните мембрани са разположени в цитоплазмата фотосинтетични структури и пигменти , хлорофили, каротеноиди, фикоеритрин и др. (поради разнообразието си цианобактериите могат да абсорбират светлина с различна дължина на вълната), както и нуклеоиди, рибозоми, включване на резервно вещество - гликоген и, и също (в някои видове) газови вакуоли , изпълнен с азот и регулиращ плаваемостта на клетката. Редица нишковидни форми на цианобактериите имат специализирани клетки със силно удебелени безцветни мембрани - хетероцисти, които участват в азотфиксацията и размножаването.

❖ Възпроизвеждане:безполов, клетъчно делене на две; колониални и нишковидни цианобактерии - чрез разпадане на колонии или нишки.

♦ Значение на бактериите:
■ обогатете водата с кислород, а почвата с органични вещества и азот;
■ пречиства водата чрез минерализиране на разпадните продукти;
■ са храна за зоопланктона и рибите;
■ използвани за получаване на редица ценни вещества (аминокиселини, пигменти, витамин B 12 и др.), произведени от тях в процеса на живот;
■ някои видове (спирулина, носток) се използват като храна;
■ (отрицателни) причиняват "цъфтеж" на водата в периода на масово размножаване, обикновено съпроводено със смърт (поради липса на храна) и гниене на повечето дъщерни индивиди, което прави водата негодна за пиене и причинява смъртта на рибите .

Микроорганизмите (микробите) са едноклетъчни организми с размери по-малки от 0,1 мм, които не могат да се видят с просто око. Те включват бактерии, микроводорасли, някои нисши нишковидни гъби, дрожди и протозои (фиг. 1). Микробиологията ги изучава.

Ориз. 1. Микробиологични обекти.

На фиг. 2. Виждате някои представители на едноклетъчните протозои. Понякога обектите на тази наука включват най-примитивните организми на Земята - вируси, които нямат клетъчна структура и представляват комплекси от нуклеинови киселини (генетичен материал) и протеин. По-често те се изолират в напълно отделна област на изследване (вирусология), тъй като микробиологията е по-скоро насочена към изучаването на микроскопични едноклетъчни организми.

Ориз. 2. Отделни представители на едноклетъчните еукариоти (протозои).

Науките алгология и микология, които изучават съответно водорасли и гъби, са отделни дисциплини, които се припокриват с микробиологията при изучаването на микроскопични живи обекти. Бактериологията е истински клон на микробиологията. Тази наука се занимава изключително с изучаването на прокариотни микроорганизми (фиг. 3).

Ориз. 3. Схема на прокариотна клетка.

За разлика от еукариотите, които включват всички многоклетъчни организми, както и протозои, микроскопични водорасли и гъби, прокариотите нямат формирано ядро, съдържащо генетичен материал и реални органели (постоянни специализирани структури на клетката).

Прокариотите включват истински бактерии и археи, които според съвременната класификация се обозначават като домени (надцарства) Archaea и Eubacteria (фиг. 4).

Ориз. 4. Области на съвременната биологична класификация.

Структурни особености на бактериите

Бактериите са важно звено в кръговрата на веществата в природата, те разграждат растителни и животински остатъци, почистват замърсени с органична материя водоеми и модифицират неорганични съединения. Без тях животът на земята не би могъл да съществува. Тези микроорганизми са разпространени навсякъде, в почвата, водата, въздуха, животинските и растителни организми.

Бактериите се различават по следните морфологични характеристики:

1. Клетъчна форма (кръгла, пръчковидна, нишковидна, извита, спирална, както и различни преходни опции и звездообразна конфигурация).
2. Наличието на устройства за движение (неподвижни, флагелирани, поради секрецията на слуз).
3. Артикулация на клетките една с друга (изолирани, свързани под формата на двойки, гранули, разклонени форми).

Сред структурите, образувани от кръгли бактерии (коки), има клетки, които са по двойки след разделяне и след това се разпадат на единични образувания (микрококи) или остават заедно през цялото време (диплококи). Квадратна структура от четири клетки се образува от тетракоки, верига от стрептококи, гранула от 8-64 единици от сарцина и клъстери от стафилококи.

Пръчковидните бактерии са представени от различни форми поради голямата променливост на дължината (0,1-15 µm) и дебелината (0,1-2 µm) на клетката. Формата на последния също зависи от способността на бактериите да образуват спори - структури с дебела обвивка, която позволява на микроорганизмите да оцелеят при неблагоприятни условия. Клетките с тази способност се наричат ​​бацили, а тези, които нямат такива свойства, се наричат ​​просто пръчковидни бактерии.

Специални модификации на пръчковидни бактерии са нишковидни (удължени) форми, вериги и разклонени структури. Последният се образува от актиномицети на определен етап на развитие. „Извитите“ пръчки се наричат ​​нагънати бактерии, сред които са изолирани вибриони; спирала с две извивки (15-20 µm); спирохети, които приличат на вълнообразни линии. Дължините на клетките им са съответно 1-3, 15-20 и 20-30 µm. На фиг. Фигури 5 и 6 показват основните морфологични форми на бактериите, както и видовете разположение на спорите в клетката.

Ориз. 5. Основни форми на бактериите.

Ориз. 6. Бактерии според вида на разположението на спорите в клетката. 1, 4 – в центъра; 2, 3, 5 – крайно местоположение; 6 – отстрани.

Основните клетъчни структури на бактериите: нуклеоид (генетичен материал), рибозоми, предназначени за синтез на протеини, цитоплазмена мембрана (част от клетъчната мембрана), която при много представители е допълнително защитена отгоре, капсула и лигавична обвивка (фиг. 7).

Ориз. 7. Схема на бактериална клетка.

Според класификацията на бактериите има повече от 20 вида. Например, изключително термофилни (любители на висока температура) Aquificae, анаеробни пръчковидни бактерии Bacteroidetes. Но най-доминиращият тип, който включва различни представители, е Actinobacteria. Той включва бифидобактерии, лактобацили и актиномицети. Уникалността на последния се състои в способността да се образува мицел на определен етап от развитието.

На общ език това се нарича мицел. Наистина, разклонените клетки на актиномицетите приличат на гъбични хифи. Въпреки тази характеристика, актиномицетите се класифицират като бактерии, тъй като са прокариоти. Естествено, техните клетки са по-малко сходни по структура с гъбичките.

Актиномицетите (фиг. 8) са бавно растящи бактерии и следователно нямат способността да се конкурират за лесно достъпни субстрати. Те са способни да разграждат вещества, които други микроорганизми не могат да използват като източник на въглерод, по-специално петролни въглеводороди. Поради това актиномицетите се изучават интензивно в областта на биотехнологиите.

Някои представители се концентрират в райони на нефтени полета и създават специален бактериален филтър, който предотвратява проникването на въглеводороди в атмосферата. Актиномицетите са активни производители на практически ценни съединения: витамини, мастни киселини, антибиотици.

Ориз. 8. Представителен актиномицет Nocardia.

Гъбите в микробиологията

Обект на микробиологията са само долните плесенни гъби (по-специално rhizopus, mucor). Както всички гъби, те не са в състояние сами да синтезират вещества и се нуждаят от хранителна среда. Мицелът на по-ниските представители на това царство е примитивен, не е разделен на прегради. Особена ниша в микробиологичните изследвания заемат дрождите (фиг. 9), характеризиращи се с липсата на мицел.

Ориз. 9. Форми на колонии от дрождени култури върху хранителна среда.

В момента са събрани много знания за техните полезни свойства. Въпреки това дрождите продължават да се изследват заради способността им да синтезират практически ценни органични съединения и се използват активно като моделни организми в генетични експерименти. От древни времена дрождите се използват в процесите на ферментация. Метаболизмът е различен при различните представители. Следователно някои дрожди са по-подходящи за определен процес от други.

Например Saccharomyces beticus, който е по-устойчив на високи концентрации на алкохол, се използва за създаване на силни вина (до 24%). Докато дрождите S. cerevisiae могат да произвеждат по-ниски концентрации на етанол. Според областите на тяхното приложение дрождите се класифицират на фуражни, хлебни, пивоварни, спиртни и винени.

Патогенни микроорганизми

Болестотворни или патогенни микроорганизми се срещат навсякъде. Наред с добре познатите вируси: грип, хепатит, морбили, ХИВ и др., опасни микроорганизми са рикетсиите, както и стрептококите и стафилококите, които причиняват отравяне на кръвта. Сред пръчковидни бактерии има много патогени. Например дифтерия, туберкулоза, коремен тиф (фиг. 10). Сред протозоите се срещат много представители на опасни за хората микроорганизми, по-специално малариен плазмодий, токсоплазма, лайшмания, ламблия, трихомонада и патогенни амеби.

Ориз. 10. Снимка на бактерията Bacillus anthracis, която причинява антракс.

Много актиномицети не са опасни за хората и животните. Въпреки това, много патогенни представители се срещат сред микобактериите, които причиняват туберкулоза и проказа. Някои актиномицети инициират заболяване като актиномикоза, придружено от образуване на грануломи и понякога повишаване на телесната температура. Някои видове плесени са способни да произвеждат токсични за хората вещества - микотоксини. Например, някои представители на рода Aspergillus, Fusarium. Патогенните гъби причиняват група заболявания, наречени микози. По този начин кандидозата или, просто казано, млечницата се причинява от гъбички, подобни на дрожди (фиг. 11). Те винаги присъстват в човешкото тяло, но се активират само когато имунната система е отслабена.

Ориз. 11. Гъбичките Candida са причинител на млечница.

Гъбичките могат да причинят различни кожни лезии, по-специално всички видове лишеи, с изключение на херпес зостер, който се причинява от вирус. Дрождите Malassezia, постоянни обитатели на човешката кожа, могат да причинят намаляване на активността на имунната система. Не бързайте веднага да миете ръцете си. Дрождите и опортюнистични бактерии в добро здраве изпълняват важна функция, предотвратявайки развитието на патогени.

Вирусите като обект на микробиологията

Вирусите са най-примитивните организми на земята. В свободно състояние в тях не протичат метаболитни процеси. Едва когато навлязат в клетка гостоприемник, вирусите започват да се размножават. Във всички живи организми носител на генетичен материал е дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК). Само сред вирусите има представители с генетична последователност като рибонуклеинова киселина (РНК).

Вирусите често не се класифицират като истински живи организми.

Морфологията на вирусите е много разнообразна (фиг. 12). Обикновено техните диаметрални размери варират от 20-300 nm.

Ориз. 12. Разнообразие от вирусни частици.

Някои представители достигат дължина 1-1,5 микрона. Структурата на вируса се състои от обграждане на генетичния материал със специална протеинова рамка (капсид), характеризираща се с разнообразие от форми (спирална, икосаедрична, сферична). Някои вируси също имат обвивка отгоре, образувана от мембраната на клетката гостоприемник (суперкапсид). Например (фиг. 13) е известен като причинител на заболяване, наречено (СПИН). Той съдържа РНК като генетичен материал и засяга определен тип клетки на имунната система (помощни Т-лимфоцити).

Ориз. 13. Структура на човешкия имунодефицитен вирус.

Както училищната програма, така и специализираното университетско образование задължително разглеждат примери от царството на бактериите. Тази древна форма на живот на нашата планета се е появила по-рано от всяка друга, известна на човека. За първи път учените изчисляват, че бактериите са се образували преди около три и половина милиарда години и в продължение на около милиард години не е имало други форми на живот на планетата. Примери за бактерии, наши врагове и приятели, задължително се разглеждат като част от всяка образователна програма, защото именно тези микроскопични форми на живот правят възможни процесите, характерни за нашия свят.

Характеристики на разпространението

Къде в живия свят можете да намерите примери за бактерии? Да, почти навсякъде! Те се намират в изворна вода, пустинни дюни и елементи на почвата, въздуха и скалите. В антарктическия лед, например, бактериите живеят при студ от -83 градуса, но високите температури не им пречат - форми на живот са открити в източници, където течността се нагрява до +90. Гъстотата на населението на микроскопичния свят се доказва от факта, че например бактериите в грам почва са неизброими стотици милиони.

Бактериите могат да живеят върху всяка друга форма на живот - върху растение, животно. Много хора знаят фразата "чревна микрофлора", а по телевизията постоянно рекламират продукти, които я подобряват. Всъщност той е образуван например от бактерии, т.е. нормално безброй микроскопични форми на живот също живеят в човешкото тяло. Те са и върху кожата ни, в устата ни – с една дума навсякъде. Някои от тях са наистина вредни и дори животозастрашаващи, поради което антибактериалните средства са толкова широко разпространени, но без други би било просто невъзможно да оцелеем - нашият вид съжителства в симбиоза.

Условия на живот

Какъвто и пример за бактерии да дадете, тези организми са изключително издръжливи, оцеляват в неблагоприятни условия и лесно се адаптират към негативните фактори. Някои форми изискват кислород, за да оцелеят, докато други могат да оцелеят добре дори без него. Има много примери за бактерии, които оцеляват отлично в среда без кислород.

Изследванията показват, че микроскопичните форми на живот могат да оцелеят при екстремни студове и не се влияят от екстремна сухота или високи температури. Спорите, чрез които се възпроизвеждат бактериите, могат лесно да се справят дори с продължително кипене или обработка при ниски температури.

Какво са те?

Когато анализираме примери за бактерии (врагове и приятели на хората), трябва да помним, че съвременната биология въвежда система за класификация, която донякъде опростява разбирането на това разнообразно царство. Прието е да се говори за няколко различни форми, всяка от които има специализирано име. И така, коките се наричат ​​бактерии във формата на топка, стрептококите са топчета, събрани във верига, а ако образуването изглежда като куп, то се класифицира като група стафилококи. Такива микроскопични форми на живот са известни, когато две бактерии живеят в една капсула, покрита с лигавица. Те се наричат ​​диплококи. Бацилите са оформени като пръчици, спирилите са оформени като спирали, а вибрионите са пример за бактерия (всеки ученик, който приема програмата отговорно, трябва да може да я даде), която е подобна по форма на запетая.

Това име е прието за обозначаване на микроскопични форми на живот, които, когато се анализират по Грам, не променят цвета си, когато са изложени на кристално виолетово. Например, патогенните и безвредни бактерии от класа на грам-положителните запазват лилав оттенък, дори ако се измият с алкохол, но грам-отрицателните бактерии са напълно обезцветени.

При изследване на микроскопична форма на живот след измиване по Грам е необходимо да се използва контрактно багрило (сафранин), под въздействието на което бактерията ще стане розова или червена. Тази реакция се дължи на структурата на външната мембрана, която не позволява на багрилото да проникне вътре.

Защо е необходимо това?

Ако като част от училищен курс ученикът получи задачата да даде примери за бактерии, той обикновено може да си спомни тези форми, които се обсъждат в учебника, и за тях основните им характеристики вече са посочени. Тестът за оцветяване е изобретен точно за идентифициране на тези специфични параметри. Първоначално изследването имаше за цел да класифицира представители на микроскопични форми на живот.

Резултатите от теста по Грам ни позволяват да направим заключения относно структурата на клетъчните стени. Въз основа на получената информация всички идентифицирани форми могат да бъдат разделени на две групи, което допълнително се взема предвид в работата. Например, патогенните бактерии от грам-отрицателния клас са много по-устойчиви на влиянието на антителата, тъй като клетъчната стена е непроницаема, защитена и мощна. Но при грам-положителните резистентността е значително по-ниска.

Патогенност и характеристики на взаимодействие

Класически пример за заболяване, причинено от бактерии, е възпалителен процес, който може да се развие в голямо разнообразие от тъкани и органи. Най-често тази реакция се провокира от грам-отрицателни форми на живот, тъй като техните клетъчни стени предизвикват реакция от човешката имунна система. Стените съдържат LPS (липополизахариден слой), в отговор на който тялото генерира цитокини. Това провокира възпаление, тялото на гостоприемника е принудено да се справи с повишеното производство на токсични компоненти, което се дължи на борбата между микроскопичната форма на живот и имунната система.

Кои са известни?

В медицината в момента се обръща специално внимание на три форми, които провокират сериозни заболявания. Бактерията Neisseria gonorrhoeae се предава по полов път, симптоми на респираторни патологии се наблюдават при заразяване на тялото с Moraxella catarrhalis, а едно от много опасните заболявания за хората - менингитът - се провокира от бактерията Neisseria meningitidis.

Бацили и болести

Имайки предвид, например, бактериите и болестите, които те провокират, просто е невъзможно да се игнорират бацилите. Тази дума вече е известна на всеки лаик, дори и да няма представа за характеристиките на микроскопичните форми на живот, но именно този вид грам-отрицателни бактерии е изключително важен за съвременните лекари и изследователи, тъй като провокира сериозни проблеми в дихателната система на човека. Известни са и примери за заболявания на отделителната система, провокирани от такава инфекция. Някои бацили влияят негативно на функционирането на стомашно-чревния тракт. Степента на увреждане зависи както от имунитета на човека, така и от конкретната форма, която е заразила тялото.

Определена група грам-отрицателни бактерии се свързва с повишена вероятност от инфекция, придобита в болница. Най-опасните от относително широко разпространените причиняват вторичен менингит и пневмония. Най-внимателни трябва да бъдат служителите на лечебните заведения в интензивното отделение.

Литотрофи

При разглеждането на примери за бактериално хранене трябва да се обърне специално внимание на уникалната група литотрофи. Това е микроскопична форма на живот, която получава енергия от неорганично съединение за своите дейности. Консумират се метали, сероводород, амоний и много други съединения, от които бактерията получава електрони. Окислителят в реакцията е кислородна молекула или друго съединение, което вече е преминало етапа на окисление. Трансферът на електрони се придружава от производството на енергия, съхранявана от тялото и използвана в метаболизма.

За съвременните учени литотрофите са интересни преди всичко с това, че са живи организми, които са доста нетипични за нашата планета, а изследването ни позволява значително да разширим разбирането си за възможностите, които имат някои групи живи същества. Познавайки примерите, имената на бактериите от класа на литотрофите и изследвайки особеностите на тяхната жизнена дейност, е възможно до известна степен да възстановим първичната екологична система на нашата планета, тоест периода, когато не е имало фотосинтеза, кислород не съществуваше и дори органичната материя все още не се беше появила. Изследването на литотрофите дава възможност да се разбере живота на други планети, където той може да се реализира чрез окисляване на неорганични вещества, при пълна липса на кислород.

Кой и какво?

Какво представляват литотрофите в природата? Пример - нодулни бактерии, хемотрофни, карбокситрофни, метаногени. В момента учените не могат да кажат със сигурност, че са открили всички видове, принадлежащи към тази група микроскопични форми на живот. Предполага се, че по-нататъшните изследвания в тази посока са една от най-обещаващите области на микробиологията.

Литотрофите участват активно в цикличните процеси, които са важни за условията на живот на нашата планета. Често химическите реакции, провокирани от тези бактерии, имат доста силен ефект върху пространството. По този начин серните бактерии могат да окисляват сероводорода в утайките на дъното на резервоара и без такава реакция компонентът би реагирал с кислорода, съдържащ се във водните слоеве, което би направило живота в него невъзможен.

Симбиоза и конфронтация

Кой не знае примери за вируси и бактерии? Като част от училищния курс на всеки се разказва за Treponema pallidum, който може да причини сифилис и фламбезия. Има и бактериални вируси, които са известни на науката като бактериофаги. Изследванията показват, че само за една секунда те могат да заразят от 10 до 24-та степен бактерии! Това е както мощен инструмент за еволюция, така и метод, приложим в генното инженерство, който в момента се изучава активно от учените.

Значението на живота

Сред обикновените хора съществува погрешно схващане, че бактериите са само причината за човешките заболявания и няма друга полза или вреда от тях. Този стереотип се дължи на антропоцентричната картина на околния свят, тоест идеята, че всичко по някакъв начин е свързано с човек, върти се около него и съществува само за него. Всъщност говорим за постоянно взаимодействие без определен център на въртене. Бактериите и еукариотите са си взаимодействали толкова дълго, колкото съществуват и двете царства.

Първият метод за борба с бактериите, изобретен от човечеството, е свързан с откриването на пеницилин, гъбичка, способна да унищожава микроскопични форми на живот. Гъбите принадлежат към царството на еукариотите и от гледна точка на биологичната йерархия са по-тясно свързани с човека, отколкото с растенията. Но изследванията показват, че гъбите далеч не са единствените и дори не първите, които са станали враг на бактериите, тъй като еукариотите са се появили много по-късно от микроскопичния живот. Първоначално борбата между бактериите (а други форми просто не съществуват) се е състояла с помощта на компонентите, които тези организми са произвеждали, за да си извоюват място за съществуване. В момента човек, който се опитва да открие нови начини за борба с бактериите, може да открие само тези методи, които са били известни на природата от дълго време и са били използвани от организмите в борбата за живот. Но лекарствената резистентност, която плаши толкова много хора, е нормална резистентна реакция, присъща на микроскопичния живот в продължение на много милиони години. Именно това определи способността на бактериите да оцелеят през цялото това време и да продължат да се развиват и размножават.

Атакувай или умри

Нашият свят е място, където могат да оцелеят само онези, които са адаптирани към живота, способни да се защитават, да атакуват и да оцеляват. В същото време способността за нападение е тясно свързана с възможностите за защита на себе си, живота и интересите. Ако определена бактерия не може да избегне антибиотиците, този вид ще измре. Съществуващите в момента микроорганизми имат доста развити и сложни защитни механизми, които са ефективни срещу голямо разнообразие от вещества и съединения. Най-приложимият метод в природата е пренасочването на опасността към друга цел.

Появата на антибиотик е придружена от ефект върху молекулата на микроскопичен организъм - върху РНК, протеин. Ако промените мишената, мястото, където антибиотикът може да се свърже, ще се промени. Точкова мутация, която прави един организъм устойчив на въздействието на агресивен компонент, става причина за подобряването на целия вид, тъй като именно тази бактерия продължава активно да се възпроизвежда.

Вируси и бактерии

Тази тема в момента предизвиква много разговори както сред професионалисти, така и сред обикновени хора. Почти всеки втори човек се смята за експерт по вирусите, което е свързано с работата на масмедийните системи: веднага щом наближи грипната епидемия, навсякъде се говори и пише за вируси. Човек, след като се запознае с тези данни, започва да вярва, че знае всичко, което е възможно. Разбира се, полезно е да се запознаете с данните, но не се заблуждавайте: не само обикновените хора, но и професионалистите в момента все още не са открили по-голямата част от информацията за особеностите на живота на вирусите и бактериите.

Между другото, през последните години значително се увеличи броят на хората, убедени, че ракът е вирусно заболяване. Много стотици лаборатории по света са провели изследвания, от които може да се направи това заключение по отношение на левкемията и саркома. Засега обаче това са само предположения и официалната доказателствена база не е достатъчна, за да се направи окончателно заключение.

Вирусология

Това е доста млада област на науката, родена преди осем десетилетия, когато откриха какво причинява мозаечната болест на тютюна. Много по-късно беше получено първото изображение, въпреки че беше много неточно и повече или по-малко правилни изследвания бяха извършени едва през последните петнадесет години, когато технологиите, с които разполага човечеството, направиха възможно изучаването на такива малки форми на живот.

В момента няма точна информация как и кога са се появили вирусите, но една от основните теории е, че тази форма на живот произхожда от бактерии. Вместо еволюция тук се случи деградация, развитието се върна назад и се образуваха нови едноклетъчни организми. Група учени твърдят, че вирусите преди са били много по-сложни, но са загубили редица функции с течение на времето. Състояние, което е достъпно за изучаване на съвременния човек, разнообразието от генетични данни са само ехо от различни степени, етапи на деградация, характерни за даден вид. Колко вярна е тази теория все още не е известно, но не може да се отрече наличието на тясна връзка между бактериите и вирусите.

Бактерии: толкова различни

Дори ако съвременният човек разбира, че бактериите го заобикалят навсякъде, все още е трудно да осъзнае колко много процесите в заобикалящия го свят зависят от микроскопичните форми на живот. Едва наскоро учените откриха, че живите бактерии дори изпълват облаците, където се издигат, с пара. Способностите, дадени на такива организми, са изненадващи и вдъхновяващи. Някои карат водата да се превърне в лед, причинявайки валежи. Когато гранулата започне да пада, тя се топи отново и поток от вода - или сняг, в зависимост от климата и сезона - пада върху земята. Неотдавна учени предположиха, че бактериите могат да се използват за увеличаване на валежите.

Описаните способности досега са открити при изследване на вид, който е получил научното име Pseudomonas Syringae. Учените по-рано предполагаха, че облаците, които са ясни за човешкото око, са пълни с живот и съвременните средства, технологии и инструменти позволиха да се докаже тази гледна точка. По груби оценки кубичен метър облак е пълен с микроби в концентрация 300-30 000 копия. Между другото, има споменатата форма на Pseudomonas Syringae, която провокира образуването на лед от вода при доста висока температура. За първи път беше открит преди няколко десетилетия, докато изучаваше растения и се отглеждаше в изкуствена среда - оказа се доста просто. В момента Pseudomonas Syringae активно работи в полза на човечеството в ски курортите.

как става това

Съществуването на Pseudomonas Syringae се свързва с производството на протеини, които покриват повърхността на микроскопичния организъм в мрежа. Когато се приближи водна молекула, започва химическа реакция, решетката се изравнява, появява се мрежа, която причинява образуването на лед. Ядрото привлича вода и се увеличава по размер и маса. Ако всичко това се случи в облака, тогава увеличаването на теглото прави невъзможно по-нататъшното издигане и гранулата пада надолу. Формата на валежите се определя от температурата на въздуха в близост до земната повърхност.

Предполага се, че Pseudomonas Syringae може да се използва по време на периоди на суша чрез въвеждане на колония от бактерии в облак. В момента учените не знаят точно каква концентрация на микроорганизми може да провокира дъжд, затова се провеждат експерименти и се вземат проби. В същото време е необходимо да се установи защо Pseudomonas Syringae се движи в облаци, ако микроорганизмът обикновено живее в растението.

На етапа на своето формиране, тоест през 17-18 век, микробиологията се развива по такъв начин, че всички открити организми са описани, без да се въвежда никаква логическа класификация. По това време микробиологията описва микроорганизмите по морфологичен начин. През 19 век настъпват значителни промени. По това време учените са натрупали доста голяма база от знания и са открили голямо разнообразие от микроорганизми и гъбички. За да се ориентира по някакъв начин в това изобилие от информация, беше необходима логическа структура. Това беше предложено през 1923 г., когато беше публикуван детерминант на бактериите. Това беше първата международна работа, която стана основа за развитието на науката микробиология.

Основни положения

Единна класификация е официално въведена в международен план през 1980 г. Базиран е на система, разработена от Bergi. Ключови етапи: царство, клас, разред, семейство, род, вид. Последното е най-значимото ниво за системата за класово разделение. Той обединява организми, които имат редица сходства: морфология, произход, физиология. Освен това се анализират метаболитните характеристики. Ако се окаже, че е много сходен, тогава микроорганизмите могат да бъдат групирани във вид.

Видовете микроорганизми могат да бъдат разделени на две категории:

• еукариоти;
• прокариоти.

Втората група включва бактерии, т.е. организми без образувано ядро. ДНК включва всички данни, необходими за нормалното унаследяване на белези. Молекулата на ДНК се намира в клетъчната цитоплазма.

Едно ниво по-надолу

Видът не е най-ниското ниво на класификация на микроорганизмите. Вътре в него има:

• морфовари, които се характеризират със специална морфология на микроорганизмите;
• биовари, които се различават по биология;
• хемовари, които имат малко по-различна ензимна активност;
• серовари, разделени на групи в зависимост от тяхната антигенна структура;
• фагови продукти, чиято класификация се основава на чувствителността на фагите.

Всичко се отчита и записва

За да се гарантира, че класификацията на микроорганизмите в биологични групи е стандартизирана, на международно ниво е въведена система за обозначаване на различни групи. Тя се основава на идеята за двоична, т.е. използва се двойна номенклатура. Името започва с името на рода - тази дума винаги се пише с главна буква. Но втората дума започва с малка, тя описва принадлежността към вида. Например: Staphylococcus aureus.

Медицински микробиолози: на какво трябва да обърнем специално внимание?

Традиционно патогенните микроорганизми са тема, която привлича лекарите, занимаващи се с микробиология. На фокус са различни представители – вируси, бактерии, хламидии и др. Микробите са неразличими за човешкото око и за да ги видите, трябва да използвате специална техника - микроскопи, които увеличават многократно изследвания обект.

Патогенните микроорганизми от медицински и научен интерес включват неклетъчни вируси и микроскопични форми на живот, които се състоят от голям брой клетки. Това са различни гъбички, хламидобактерии и водорасли, които са опасни за хората (и не само).

Основни термини: бактерии

Какво представляват микроорганизмите? За различните категории има различни обяснения, които ви позволяват да разберете коя е групата форми на живот, от която се интересувате. Например бактерии обикновено се наричат ​​организми, които съдържат само една клетка. Характерна особеност на бактериите е липсата на хлорофил. Класификацията на микроорганизмите в тази група е прокариоти. Някои бактерии са малки като 0,1 микрометра, но някои достигат 28 микрометра. Формите на тези организми зависят от местообитанието им. Тя определя размерите.

Всички известни на науката бактерии обикновено се разделят на групи:

• коки (топчета);
• пръчки (бацил, клостридия);
• конци (хламидобактерии);
• катерене (спирила и др.).

Класификации на микроорганизмите: повече подробности

Coccus се характеризира с формата на сфера, елипса, боб, топка. Среща се и ланцетовидна форма. Видове микроорганизми в тази група: дипло-, микро-, стрепто-, тетра-, стафилококи, сарцина.

Микрококите се характеризират с произволност на клетките, но това условие не е необходимо: има такива, които съдържат само една или две клетки. Всички тези микроорганизми се считат за сапрофити. Тяхното местообитание е въздух и вода.

Диплококите се делят, за да образуват сдвоени коки. Типичен представител е менингококът, който причинява менингит, а също и източникът на гонореята гонокок. Подобно на диплококите, усуканите стрептококи могат да се делят в една и съща равнина, но тяхната особеност е наличието на вериги с различни размери. Тези микроби и бактерии са опасни и причиняват различни заболявания, дори водещи до смърт.

Какво друго има там?

Какво представляват тетракоковите микроорганизми? Самото име говори много за отличителната черта на такива форми на живот: тетра означава „четири“ на латински. Такива микроорганизми са способни да се делят в равнини, перпендикулярни една на друга. Те са относително безопасни за хората: досега са известни малко заболявания, причинени от тетракоки.

Известни са сардиновите коки. Те се характеризират с разделяне в три равнини, перпендикулярни една на друга. Визуално организмите изглеждат като бали. Обикновено съдържат 8-16 клетки. Сред местообитанията на тези микроорганизми е въздухът. Човешките болести, които провокират, не са известни на науката, затова към момента се смята, че не съществуват.

Но значението на стафилококовите микроорганизми е открито от учените доста отдавна - те провокират кожни заболявания, които засягат не само хората, но и различни животни. Визуално организмите са като грозде. Разделянето е налично в различни равнини. Обикновено живеят в групи, формата е хаотична.

Пръчици

Според класификацията на микроорганизмите тази група включва бактерии, бацили и клостридии. Обичайният размер е 1-6 микрона дължина, 0,5-2 микрона ширина. Пръчковидни бактерии не образуват спори. Известни са опасни форми: чревна, туберкулозна, дифтерийна и др. Бацилите, клостридиите са микроби, които създават спори. Те провокират различни опасни (дори фатални) инфекции: антракс, сенна хрема, тетанус.

Има къси пръчки, дълги, а също и с различни краища: кръгли, остри. Описанието на морфологията на микроорганизмите включва изучаване на относителните им позиции. Този параметър стана основа за разделянето на три групи:

• подреждане по двойки;
• несистематичен;
• стрептобацили, стрептобактерии.

Първите провокират пневмония, втората група причинява много широк спектър от заболявания, а третата - антракс, шанкроид.

По-рядко можете да наблюдавате бактерии, чиито краища имат удебеляване, наподобяващо форма на клуб. Настоящата класификация на микроорганизмите включва класифицирането им като пръчици. Отличителна черта на тази група е, че бацилът може да провокира дифтерия и редица подвидове - проказа и туберкулоза.

Усукани микроорганизми

Вибрионите, принадлежащи към тази група, се огъват на 14 оборота и са оформени като символа ",". Те включват широко разпространени вибриони: холера, водни. Spirilla, която принадлежи към усукани микроорганизми, се отличава с огъване на един или няколко завоя. Науката познава само един вид, който е опасен за хората - провокира содока. Това заболяване може да се получи чрез ухапване от гризач (като плъх).

Спирохетите са подобни на тирбушон микроорганизми с дължина 0,3-1,5 µm и ширина 7-500 µm. Това включва сапрофити и някои други опасни видове. Хранителна среда за микроорганизмите са мръсни води и мъртви маси. Има три известни вида, които причиняват заболявания при хората: Borellia, Leptospira и Treponema.

Общи характеристики на усуканите микроорганизми

Всички групи, описани по-горе, са полиморфни. Това означава, че външната среда определя формата и размера. Значимите са:

• температура;
• влияние на лекарства;
• наличие на дезинфекция.

Лабораторната диагноза изисква да се вземе предвид способността на бактериите да се променят. Също така, тези характеристики влияят върху разработването и производството на лекарства, използвани за профилактика и лечение на заболявания.

Не бягай

Академик Омелянски веднъж писа, че микробите са невидими, но винаги са до човек, като приятели и врагове. Тези микроскопични форми на живот изпълват въздуха, почвата, водата и се намират в човешкото тяло и във всяко животно. Някои могат да се използват в полза на хората, което е особено важно за хранително-вкусовата промишленост, но много от тях са смъртоносни, защото причиняват заболяване. Именно поради микробите храната може да се развали.

Микробите са открити за първи път през 17 век, когато са конструирани лещи с 200-кратно увеличение. Микрокосмосът изуми учения, който пръв го видя, холандеца Льовенхук. След известно време изследването е продължено от Пастьор, който разкрива спецификата на микроскопичния живот. Например, беше възможно да се обясни ферментацията на алкохола и някои човешки болести. Тогава за първи път е изобретена ваксината. Първите болести, победени с този метод, са антракс и бяс.

Отличителни черти: микроби

Тази група включва организми (предимно състоящи се от една клетка), които могат да се видят само с голямо увеличение. Размерите на повечето известни на науката микроби варират от хилядна от милиметъра до хилядна от микрометъра. Има огромен брой видове от тази форма на живот. В различни среди могат да съществуват различни микроби. Има категории:

• бактерии;
• фаги;
• гъби;
• дрожди;
• вируси.

Има и класификация:

• микоплазма;
• рикетсия;
• протозои.

Микроскопичен живот: образуване на спори

Процесът не е лесен, спорите изобщо не са същите като бактериалната клетка. Спорите са защитени от плътна обвивка, вътре в която има малък обем течност. Спората не се нуждае от хранителни вещества, процесите на възпроизвеждане замръзват. Тази форма на живот съществува дълго време в най-неприятните условия: минусови температури, топлина или сухота. Някои спорове са жизнеспособни десетилетия, векове. Микроорганизмите, причиняващи тетанус, антракс и ботулизъм, се считат за опасни. Веднага щом средата стане удобна за съществуване, спората расте и започва да се размножава.

Бактерии: устройство

Типичната бактериална клетка се състои от мембрана и лигавица, често образуваща капсула. Вътре има цитоплазма, защитена от мембрана. Цитоплазмата е безцветен протеин в колоидна форма. Вътре в цитоплазмата има рибозоми, ядро, ДНК. Тук клетката съхранява хранителни компоненти.

Има бактерии, които могат да се движат. За да направите това, природата ги е надарила с тънки нишки, наречени флагели. Нишките се въртят, което избутва бактерията към ново местообитание. Някои имат гроздове, други имат единични нишки. Има бактерии, чиито нишки са разположени по цялата повърхност. Най-често нишките се наблюдават в пръчици и усукани форми. Но по-голямата част от коките нямат флагели, така че този тип микроскопичен живот е неподвижен.

Размножаване - разделяне. Някои се делят на всеки 15 минути, така че колонията расте бързо. Най-често това се наблюдава при храни, обогатени с хранителни компоненти.

Това е доста специфична група микроскопичен живот, който не прилича на нищо друго. Познатите на науката вируси са с размери от 8 до 150 nm. Те се изследват само чрез модерна система за увеличение - електронен микроскоп. Някои съдържат протеин и киселина. Микроскопичните организми провокират много заболявания, включително морбили и хепатит. Те засягат животните, причинявайки чума и други заболявания, включително много опасния шап.

Бактериалните вируси, известни на науката, се наричат ​​„бактериофаги“, но „микофагите“ работят срещу гъбичките. Първият може да се намери навсякъде, където се появява микроскопичен живот. Те провокират смъртта на микроба, поради което се използват за терапевтични и превантивни цели и са ефективни срещу инфекции.

Рикетсии и гъбички

Гъбите също са много интересна група микроорганизми. Тяхната особеност е липсата на хлорофил. Тази форма на живот не е в състояние да произвежда органична материя, но се нуждае от нея, за да съществува. Това определя субстратите, върху които гъбите могат да оцелеят: средата трябва да е богата на хранителни компоненти. Гъбите заразяват хората и причиняват заболявания на насекоми, животни и дори растения. Те са тези, които причиняват най-неприятните заболявания на обичайните ни картофи - рак, късна болест.

Гъбичните клетки се състоят от вакуола и ядро. Визуално подобни на растителните клетки. Форма: дълги клони. Клетката се състои от преплетени нишки, наречени от учените хифи. Хифите са градивният материал за мицела, състоящ се от клетки (с 1-2 ядра). Известни са обаче мицели, които са една клетка с голям брой ядра. Те се наричат ​​неклетъчни. Мицелът е основа за растежа на плодното тяло. Известни са обаче гъби, които се състоят от една клетка и не изискват мицел.

Гъби: характеристики

Науката познава различни методи за размножаване на гъби. Един от тях е разделянето на хифите, т.е. вегетативният метод. Предимно гъбите се размножават чрез спори, като деленето може да бъде полово или безполово. Спорите могат да оцелеят в най-враждебната среда в продължение на векове. Преди покълването зрелите спори „пътуват“ на дълги разстояния с помощта на носители. Веднага след като спората попадне в среда, богата на хранителни компоненти, тя покълва, появяват се нишки и мицел.

Много гъби, известни на науката, принадлежат към категорията на плесените. В естествени условия те се срещат на различни места. Микроорганизмите особено лесно покълват върху храната. Не е трудно да ги видите - появява се цветно покритие. Най-често в ежедневието човек среща мукорови гъби, които образуват бяла, доста пухкава маса. Ако зеленчуците са покрити с „меко“ гниене, вероятно тук се е появил Rhizopus. Но ако има тънък слой върху крушите и ябълките, тогава причината вероятно е ботритис. Доста често мухълът се причинява от пеницилни микроорганизми.

Опасност и полза

Гъбите не само развалят храната, но и я отравят. Микроорганизмите, които произвеждат микотоксини, са способни на това: Fusarium, Aspergillus.

Въпреки това са известни гъби, които са полезни за хората. Те се използват доста широко в производството на лекарства и хранителни продукти. По този начин пеницилиумът е незаменим при производството на пеницилин, антибиотик, използван за широк спектър от заболявания. Не можете без него, когато правите благородни, скъпи сирена - Рокфор, Камамбер. Aspergillus е необходим за ензимни препарати и се използва при производството на лимонена киселина.

Бактерии-гъбички

Друга интересна група микроскопични организми, открити от учените, са актиномицетите. Те имат някои свойства на гъбичките, но в същото време имат характеристиките на бактериите. Те са свързани с първите чрез метода на възпроизвеждане, наличието на мицел и хифи. Общи черти с бактериите - особености на строежа, биохимия.

мая

И накрая, дрождите са микроскопични организми, които се състоят от една клетка. Дрождите не могат да се движат и растат до 10-15 микрона. Те са предимно овални или кръгли, но се срещат и във формата на пръчки и сърпове. Понякога дори се натъквате на подобни по форма на лимони. Клетъчната структура е подобна на тази, характерна за гъбите, има вакуола и ядро. Дрождите се делят, образуват спори и се размножават чрез пъпкуване.

В естествени условия се среща голямо разнообразие от дрожди. Те живеят върху растения, в почва, храна, отпадъци - навсякъде, където има захар. В храната дрождите причиняват разваляне, тъй като храната вкисва и започва да ферментира. Има и форми, които произвеждат въглероден диоксид, алкохол от захар. От дълго време те се използват активно от хората за производство на алкохолни напитки. Има и видове дрожди, които са опасни за човешкото здраве - те провокират кандидоза. И до днес борбата с патогенните гъбички е много трудна, а кандидозата в някои форми може дори да доведе до смърт (например системна).