Baktērijas ir vecākā organismu grupa, kas pašlaik pastāv uz Zemes. Pirmās baktērijas, iespējams, parādījās pirms vairāk nekā 3,5 miljardiem gadu, un gandrīz miljardu gadu tās bija vienīgās dzīvās būtnes uz mūsu planētas. Tā kā šie bija pirmie dzīvās dabas pārstāvji, viņu ķermenim bija primitīva uzbūve.
Laika gaitā to struktūra kļuva sarežģītāka, taču līdz pat šai dienai baktērijas tiek uzskatītas par primitīvākajiem vienšūnas organismiem. Interesanti, ka dažas baktērijas joprojām saglabā savu seno senču primitīvās iezīmes. To novēro baktērijās, kas dzīvo karstos sēravotos un bezskābekļa dubļos rezervuāru apakšā.
Lielākā daļa baktēriju ir bezkrāsainas. Tikai daži ir violeti vai zaļi. Bet daudzu baktēriju kolonijām ir spilgta krāsa, ko izraisa krāsainas vielas izdalīšanās vidē vai šūnu pigmentācija.
Baktēriju pasaules atklājējs bija 17. gadsimta holandiešu dabaszinātnieks Antonijs Lēvenhuks, kurš pirmais radīja perfektu palielināmo mikroskopu, kas objektus palielina 160-270 reizes.
Baktērijas tiek klasificētas kā prokariotes un tiek klasificētas atsevišķā valstībā - Baktērijas.
Ķermeņa forma
Baktērijas ir daudz un dažādi organismi. Tās atšķiras pēc formas.
| Baktērijas nosaukums | Baktēriju forma | Baktēriju attēls |
| Cocci | Lodveida | |
| Bacillus |  | Stieņa formas |
| Vibrio | Komatveida | |
| Spirillum |  | Spirāle |
| Streptokoki |  | Cocci ķēde |
| Stafilokoks |  | Koku kopas |
| Diplokoks | Divas apaļas baktērijas, kas ievietotas vienā gļotādas kapsulā |
Pārvadāšanas metodes
Starp baktērijām ir mobilās un nekustīgās formas. Kustības pārvietojas viļņveidīgu kontrakciju dēļ vai ar flagellas (savītu spirālveida pavedienu) palīdzību, kas sastāv no īpaša proteīna, ko sauc par flagellīnu. Var būt viena vai vairākas flagellas. Dažās baktērijās tie atrodas vienā šūnas galā, citās - divos vai pa visu virsmu.
Bet kustība ir raksturīga arī daudzām citām baktērijām, kurām trūkst flagellas. Tādējādi baktērijas, kas no ārpuses pārklātas ar gļotām, spēj slīdēt.
Dažām ūdens un augsnes baktērijām, kurām nav flagellas, citoplazmā ir gāzes vakuoli. Šūnā var būt 40-60 vakuolu. Katrs no tiem ir piepildīts ar gāzi (domājams, slāpekli). Regulējot gāzes daudzumu vakuolos, ūdens baktērijas var iegrimt ūdens stabā vai pacelties uz tās virsmu, un augsnes baktērijas var pārvietoties augsnes kapilāros.
Dzīvotne
Savas organizācijas vienkāršības un nepretenciozitātes dēļ baktērijas ir plaši izplatītas dabā. Baktērijas ir sastopamas visur: pat vistīrākā avota ūdens pilē, augsnes graudos, gaisā, akmeņos, polārajā sniegā, tuksneša smiltīs, okeāna dibenā, eļļā, kas iegūta no liela dziļuma, un pat karsto avotu ūdens, kura temperatūra ir aptuveni 80ºC. Viņi dzīvo uz augiem, augļiem, dažādiem dzīvniekiem un cilvēkiem zarnās, mutes dobumā, ekstremitātēs un uz ķermeņa virsmas.
Baktērijas ir mazākās un daudzskaitlīgākās dzīvās būtnes. Mazā izmēra dēļ tie viegli iekļūst plaisās, spraugās vai porās. Ļoti izturīgs un pielāgots dažādiem dzīves apstākļiem. Tie panes žāvēšanu, lielu aukstumu un karsēšanu līdz 90ºC, nezaudējot savu dzīvotspēju.
Uz Zemes praktiski nav tādas vietas, kur baktērijas netiktu atrastas, bet dažādos daudzumos. Baktēriju dzīves apstākļi ir dažādi. Dažiem no tiem nepieciešams atmosfēras skābeklis, citiem tas nav vajadzīgs un spēj dzīvot bezskābekļa vidē.
Gaisā: baktērijas paceļas augšējos atmosfēras slāņos līdz 30 km. un vēl.
Īpaši daudz to ir augsnē. 1 g augsnes var saturēt simtiem miljonu baktēriju.
Ūdenī: ūdens virszemes slāņos atklātos rezervuāros. Noderīgās ūdens baktērijas mineralizē organiskās atliekas.
Dzīvos organismos: patogēnās baktērijas nokļūst organismā no ārējās vides, bet tikai labvēlīgos apstākļos izraisa slimības. Simbiotiķi dzīvo gremošanas orgānos, palīdzot sadalīt un uzņemt pārtiku, sintezēt vitamīnus.
Ārējā struktūra
Baktērijas šūna ir pārklāta ar īpašu blīvu apvalku - šūnas sieniņu, kas veic aizsargfunkcijas un atbalsta funkcijas, kā arī piešķir baktērijai paliekošu, raksturīgu formu. Baktērijas šūnu siena atgādina augu šūnas sienu. Tas ir caurlaidīgs: caur to barības vielas brīvi nokļūst šūnā, un vielmaiņas produkti iziet vidē. Bieži vien baktērijas veido papildu aizsargslāni ar gļotām uz šūnas sienas - kapsulas. Kapsulas biezums var būt daudzkārt lielāks par pašas šūnas diametru, taču tas var būt arī ļoti mazs. Kapsula nav būtiska šūnas sastāvdaļa, tā veidojas atkarībā no apstākļiem, kādos atrodas baktērijas. Tas pasargā baktērijas no izžūšanas.
Dažu baktēriju virspusē ir garas karogs (viena, divas vai daudzas) vai īsas plānas bārkstiņas. Ziedu garums var būt daudzkārt lielāks par baktērijas ķermeņa izmēru. Baktērijas pārvietojas ar flagellas un bārkstiņu palīdzību.
Iekšējā struktūra
Baktēriju šūnas iekšpusē ir blīva, nekustīga citoplazma. Tam ir slāņaina struktūra, tajā nav vakuolu, tāpēc dažādas olbaltumvielas (enzīmi) un rezerves barības vielas atrodas pašā citoplazmas vielā. Baktēriju šūnām nav kodola. Viela, kas satur iedzimtu informāciju, ir koncentrēta viņu šūnas centrālajā daļā. Baktērijas, - nukleīnskābe - DNS. Bet šī viela nav izveidota kodolā.
Baktēriju šūnas iekšējā organizācija ir sarežģīta, un tai ir savas specifiskās īpašības. Citoplazmu no šūnas sienas atdala citoplazmas membrāna. Citoplazmā ir galvenā viela jeb matrica, ribosomas un neliels skaits membrānu struktūru, kas veic dažādas funkcijas (mitohondriju analogi, endoplazmatiskais tīkls, Golgi aparāts). Baktēriju šūnu citoplazmā bieži ir dažādu formu un izmēru granulas. Granulas var sastāvēt no savienojumiem, kas kalpo kā enerģijas un oglekļa avots. Tauku pilieni ir atrodami arī baktēriju šūnā.
Šūnas centrālajā daļā ir lokalizēta kodolviela - DNS, kas nav norobežota no citoplazmas ar membrānu. Tas ir kodola analogs - nukleoīds. Nukleoīdam nav membrānas, kodola vai hromosomu kopas.
Ēšanas metodes
Baktērijām ir dažādas barošanas metodes. Starp tiem ir autotrofi un heterotrofi. Autotrofi ir organismi, kas spēj patstāvīgi ražot organiskas vielas savai uzturam.
Augiem ir nepieciešams slāpeklis, bet paši nevar absorbēt slāpekli no gaisa. Dažas baktērijas apvieno gaisā esošās slāpekļa molekulas ar citām molekulām, kā rezultātā veidojas augiem pieejamas vielas.
Šīs baktērijas apmetas jauno sakņu šūnās, kā rezultātā uz saknēm veidojas sabiezējumi, ko sauc par mezgliņiem. Šādi mezgliņi veidojas uz pākšaugu dzimtas augu un dažu citu augu saknēm.
Saknes nodrošina baktērijām ogļhidrātus, bet baktērijas saknēm nodrošina slāpekli saturošas vielas, kuras augs var absorbēt. Viņu kopdzīve ir abpusēji izdevīga.
Augu saknes izdala daudz organisko vielu (cukurus, aminoskābes un citas), ar kurām barojas baktērijas. Tāpēc īpaši daudz baktēriju apmetas augsnes slānī, kas ieskauj saknes. Šīs baktērijas pārvērš mirušos augu atliekas augiem pieejamās vielās. Šo augsnes slāni sauc par rizosfēru.
Pastāv vairākas hipotēzes par mezgliņu baktēriju iekļūšanu sakņu audos:
- caur epidermas un garozas audu bojājumiem;
- caur sakņu matiņiem;
- tikai caur jauno šūnu membrānu;
- pateicoties pavadošajām baktērijām, kas ražo pektinolītiskos enzīmus;
- B-indoletiķskābes sintēzes stimulēšanas dēļ no triptofāna, kas vienmēr atrodas augu sakņu sekrēcijās.
Mezglu baktēriju ievadīšanas process sakņu audos sastāv no divām fāzēm:
- sakņu matiņu infekcija;
- mezgliņu veidošanās process.
Vairumā gadījumu invāzijas šūna aktīvi vairojas, veido tā sauktos infekcijas pavedienus un šādu pavedienu veidā pārvietojas augu audos. Mezglu baktērijas, kas rodas no infekcijas pavediena, turpina vairoties saimniekaudi.
Augu šūnas, kas piepildītas ar ātri vairojošām mezgliņu baktēriju šūnām, sāk strauji dalīties. Jauna mezgliņa savienojums ar pākšaugu sakni tiek veikts, pateicoties asinsvadu-šķiedru saišķiem. Funkcionēšanas periodā mezgliņi parasti ir blīvi. Līdz brīdim, kad notiek optimāla aktivitāte, mezgliņi iegūst rozā krāsu (pateicoties leghemoglobīna pigmentam). Tikai tās baktērijas, kas satur leghemoglobīnu, spēj piesaistīt slāpekli.
Mezglu baktērijas rada desmitiem un simtiem kilogramu slāpekļa mēslojuma uz hektāru augsnes.
Vielmaiņa
Baktērijas atšķiras viena no otras savā vielmaiņā. Dažos tas notiek ar skābekļa piedalīšanos, citās - bez tā.
Lielākā daļa baktēriju barojas ar gatavām organiskām vielām. Tikai dažas no tām (zili zaļas vai zilaļģes) spēj radīt organiskas vielas no neorganiskām. Viņiem bija svarīga loma skābekļa uzkrāšanā Zemes atmosfērā.
Baktērijas absorbē vielas no ārpuses, saplēš to molekulas gabalos, no šīm daļām saliek čaulu un papildina to saturu (tā tās aug), un izmet nevajadzīgās molekulas. Baktērijas apvalks un membrāna ļauj tai absorbēt tikai nepieciešamās vielas.
Ja baktērijas apvalks un membrāna būtu pilnībā necaurlaidīgi, šūnā neiekļūtu nekādas vielas. Ja tie būtu caurlaidīgi visām vielām, šūnas saturs sajauktos ar barotni – šķīdumu, kurā dzīvo baktērija. Lai izdzīvotu, baktērijām ir nepieciešams apvalks, kas ļauj iziet cauri nepieciešamām vielām, bet ne nevajadzīgām vielām.
Baktērija absorbē barības vielas, kas atrodas tās tuvumā. Kas notiek tālāk? Ja tas var pārvietoties patstāvīgi (pārvietojot zizli vai atgrūžot gļotas), tad tas kustas, līdz atrod nepieciešamās vielas.
Ja tas nevar kustēties, tad gaida, kamēr difūzija (vienas vielas molekulu spēja iekļūt citas vielas molekulu biezoknī) atnes tai nepieciešamās molekulas.
Baktērijas kopā ar citām mikroorganismu grupām veic milzīgu ķīmisko darbu. Pārvēršot dažādus savienojumus, tie saņem dzīvībai nepieciešamo enerģiju un uzturvielas. Metabolisma procesi, enerģijas iegūšanas metodes un nepieciešamība pēc materiāliem to ķermeņa vielu veidošanai baktērijās ir dažādi.
Citas baktērijas apmierina visas savas vajadzības pēc oglekļa, kas nepieciešamas organisko vielu sintēzei organismā uz neorganisko savienojumu rēķina. Tos sauc par autotrofiem. Autotrofās baktērijas spēj sintezēt organiskās vielas no neorganiskām. Starp tiem ir:
Ķīmijsintēze
Starojuma enerģijas izmantošana ir vissvarīgākais, bet ne vienīgais veids, kā radīt organiskās vielas no oglekļa dioksīda un ūdens. Ir zināmas baktērijas, kas kā enerģijas avots šādai sintēzei izmanto nevis saules gaismu, bet gan ķīmisko saišu enerģiju, kas rodas organismu šūnās noteiktu neorganisko savienojumu - sērūdeņraža, sēra, amonjaka, ūdeņraža, slāpekļskābes, dzelzs savienojumu - oksidēšanās laikā. dzelzs un mangāns. Viņi izmanto organiskās vielas, kas veidojas, izmantojot šo ķīmisko enerģiju, lai izveidotu sava ķermeņa šūnas. Tāpēc šo procesu sauc par ķīmijsintēzi.
Vissvarīgākā ķīmiski sintētisko mikroorganismu grupa ir nitrificējošās baktērijas. Šīs baktērijas dzīvo augsnē un oksidē amonjaku, kas veidojas organisko atlieku sadalīšanās laikā līdz slāpekļskābei. Pēdējais reaģē ar augsnes minerālu savienojumiem, pārvēršoties slāpekļskābes sāļos. Šis process notiek divos posmos.
Dzelzs baktērijas pārvērš dzelzi par dzelzi oksīdu. Iegūtais dzelzs hidroksīds nosēžas un veido tā saukto purva dzelzsrūdu.
Daži mikroorganismi pastāv molekulārā ūdeņraža oksidācijas dēļ, tādējādi nodrošinot autotrofisku uztura metodi.
Ūdeņraža baktēriju raksturīga iezīme ir spēja pāriet uz heterotrofisku dzīvesveidu, ja tās tiek nodrošinātas ar organiskiem savienojumiem un ūdeņraža neesamību.
Tādējādi ķīmijautotrofi ir tipiski autotrofi, jo tie patstāvīgi sintezē nepieciešamos organiskos savienojumus no neorganiskām vielām un neņem tos gatavus no citiem organismiem, piemēram, heterotrofiem. Ķīmijautotrofās baktērijas atšķiras no fototrofiskajiem augiem ar to pilnīgu neatkarību no gaismas kā enerģijas avota.
Baktēriju fotosintēze
Dažas pigmentu saturošas sēra baktērijas (violeta, zaļa), kas satur specifiskus pigmentus - bakteriohlorofilus, spēj absorbēt saules enerģiju, ar kuras palīdzību to organismos esošais sērūdeņradis tiek sadalīts un atbrīvo ūdeņraža atomus, lai atjaunotu atbilstošos savienojumus. Šim procesam ir daudz kopīga ar fotosintēzi un tas atšķiras tikai ar to, ka purpursarkanajās un zaļajās baktērijās ūdeņraža donors ir sērūdeņradis (reizēm karbonskābes), bet zaļajos augos tas ir ūdens. Abos no tiem ūdeņraža atdalīšana un pārnešana tiek veikta absorbēto saules staru enerģijas dēļ.
Šo baktēriju fotosintēzi, kas notiek bez skābekļa izdalīšanās, sauc par fotoreducēšanu. Oglekļa dioksīda fotoreducēšana ir saistīta ar ūdeņraža pārnešanu nevis no ūdens, bet no sērūdeņraža:
6СО 2 +12Н 2 S+hv → С6Н 12 О 6 +12S=6Н 2 О
Ķīmijsintēzes un baktēriju fotosintēzes bioloģiskā nozīme planētu mērogā ir salīdzinoši neliela. Sēra aprites procesā dabā nozīmīgu lomu spēlē tikai ķīmiskās sintētiskās baktērijas. Uzsūcas zaļajos augos sērskābes sāļu veidā, sērs tiek samazināts un kļūst par olbaltumvielu molekulu sastāvdaļu. Tālāk, kad atmirušās augu un dzīvnieku atliekas iznīcina pūšanas baktērijas, sērūdeņraža veidā izdalās sērs, ko sēra baktērijas oksidē līdz brīvam sēram (vai sērskābei), veidojot augsnē sulfītus, kas ir pieejami augiem. Ķīmiskās un fotoautotrofās baktērijas ir būtiskas slāpekļa un sēra ciklā.
Sporulācija
Sporas veidojas baktēriju šūnas iekšpusē. Sporulācijas procesa laikā baktēriju šūnā notiek vairāki bioķīmiski procesi. Brīvā ūdens daudzums tajā samazinās un fermentatīvā aktivitāte samazinās. Tādējādi tiek nodrošināta sporu noturība pret nelabvēlīgiem vides apstākļiem (augsta temperatūra, augsta sāls koncentrācija, žāvēšana utt.). Sporulācija ir raksturīga tikai nelielai baktēriju grupai.
Sporas ir neobligāts baktēriju dzīves cikla posms. Sporulācija sākas tikai ar barības vielu trūkumu vai vielmaiņas produktu uzkrāšanos. Baktērijas sporu veidā ilgstoši var palikt miera stāvoklī. Baktēriju sporas var izturēt ilgstošu vārīšanu un ļoti ilgu sasalšanu. Kad rodas labvēlīgi apstākļi, sporas uzdīgst un kļūst dzīvotspējīgas. Baktēriju sporas ir adaptācija, lai izdzīvotu nelabvēlīgos apstākļos.
Pavairošana
Baktērijas vairojas, sadalot vienu šūnu divās daļās. Sasniedzot noteiktu izmēru, baktērija sadalās divās identiskās baktērijās. Tad katrs no tiem sāk baroties, aug, dalās utt.
Pēc šūnu pagarināšanas pamazām veidojas šķērseniskā starpsiena, un tad atdalās meitas šūnas; Daudzās baktērijās noteiktos apstākļos pēc dalīšanās šūnas paliek savienotas raksturīgās grupās. Šajā gadījumā atkarībā no dalīšanas plaknes virziena un dalījumu skaita rodas dažādas formas. Vairošanās ar pumpuru veidošanu notiek kā izņēmums baktērijām.
Labvēlīgos apstākļos šūnu dalīšanās daudzās baktērijās notiek ik pēc 20-30 minūtēm. Ar tik strauju vairošanos vienas baktērijas pēcnācēji 5 dienās spēj veidot masu, kas var piepildīt visas jūras un okeānus. Vienkāršs aprēķins parāda, ka dienā var izveidoties 72 paaudzes (720 000 000 000 000 000 000 šūnas). Pārrēķinot uz svaru - 4720 tonnas. Tomēr dabā tas nenotiek, jo lielākā daļa baktēriju ātri iet bojā saules gaismas ietekmē, izžūstot, barības trūkuma, uzkarsēšanas līdz 65-100ºC, sugu cīņas rezultātā utt.
Baktērija (1), uzņemot pietiekami daudz pārtikas, palielinās izmērs (2) un sāk gatavoties reprodukcijai (šūnu dalīšanās). Tās DNS (baktērijā DNS molekula ir noslēgta gredzenā) dubultojas (baktērija rada šīs molekulas kopiju). Abas DNS molekulas (3, 4) ir piestiprinātas pie baktērijas sienas un, baktērijai pagarinoties, attālinās (5, 6). Vispirms sadalās nukleotīds, tad citoplazma.
Pēc divu DNS molekulu diverģences uz baktērijas parādās sašaurināšanās, kas pakāpeniski sadala baktērijas ķermeni divās daļās, no kurām katra satur DNS molekulu (7).
Gadās (Bacillus subtilis), ka divas baktērijas salīp kopā un starp tām veidojas tilts (1,2).
Džemperis transportē DNS no vienas baktērijas uz otru (3). Nokļūstot vienā baktērijā, DNS molekulas savijas, dažās vietās salīp kopā (4) un pēc tam apmainās ar sekcijām (5).
Baktēriju loma dabā
Gyre
Baktērijas ir vissvarīgākā saikne vispārējā vielu ciklā dabā. Augi veido sarežģītas organiskas vielas no oglekļa dioksīda, ūdens un minerālsāļiem augsnē. Šīs vielas atgriežas augsnē ar mirušām sēnītēm, augiem un dzīvnieku līķiem. Baktērijas sadala sarežģītas vielas vienkāršās, kuras pēc tam izmanto augi.
Baktērijas iznīcina mirušo augu un dzīvnieku līķu kompleksās organiskās vielas, dzīvo organismu ekskrēcijas un dažādus atkritumus. Barojot ar šīm organiskajām vielām, saprofītiskās sabrukšanas baktērijas pārvērš tās humusā. Tie ir sava veida mūsu planētas sakārtotāji. Tādējādi baktērijas aktīvi piedalās vielu apritē dabā.
Augsnes veidošanās
Tā kā baktērijas ir izplatītas gandrīz visur un sastopamas milzīgā daudzumā, tās lielā mērā nosaka dažādus dabā notiekošos procesus. Rudenī kokiem un krūmiem krīt lapas, stiebrzālēm iet bojā virszemes dzinumi, nobirst vecie zari, ik pa laikam nobirst veco koku stumbri. Tas viss pamazām pārvēršas humusā. 1 cm3. Meža augsnes virskārtā ir simtiem miljonu vairāku sugu saprofītu augsnes baktēriju. Šīs baktērijas humusu pārvērš dažādās minerālvielās, kuras no augsnes var absorbēt augu saknes.
Dažas augsnes baktērijas spēj absorbēt slāpekli no gaisa, izmantojot to dzīvībai svarīgos procesos. Šīs slāpekli fiksējošās baktērijas dzīvo neatkarīgi vai apmetas pākšaugu saknēs. Iekļūstot pākšaugu saknēs, šīs baktērijas izraisa sakņu šūnu augšanu un mezgliņu veidošanos uz tām.
Šīs baktērijas ražo slāpekļa savienojumus, ko izmanto augi. Baktērijas iegūst ogļhidrātus un minerālsāļus no augiem. Tādējādi starp pākšaugu un mezgla baktērijām pastāv cieša saistība, kas ir labvēlīga gan vienam, gan otram organismam. Šo parādību sauc par simbiozi.
Pateicoties simbiozei ar mezgliņu baktērijām, pākšaugi bagātina augsni ar slāpekli, palīdzot palielināt ražu.
Izplatība dabā
Mikroorganismi ir visuresoši. Vienīgie izņēmumi ir aktīvo vulkānu krāteri un nelielas teritorijas sprāgstošas atombumbu epicentros. Ne Antarktīdas zemās temperatūras, ne verdošās geizeru straumes, ne piesātinātie sāls šķīdumi sāls baseinos, ne stiprā kalnu virsotņu insolācija, ne skarbā kodolreaktoru apstarošana netraucē mikrofloras pastāvēšanu un attīstību. Visas dzīvās būtnes pastāvīgi mijiedarbojas ar mikroorganismiem, bieži vien ir ne tikai to krātuves, bet arī izplatītāji. Mikroorganismi ir mūsu planētas vietējie iedzīvotāji, kas aktīvi pēta visneticamākos dabiskos substrātus.
Augsnes mikroflora
Baktēriju skaits augsnē ir ārkārtīgi liels – simtiem miljonu un miljardu īpatņu uz gramu. Augsnē to ir daudz vairāk nekā ūdenī un gaisā. Kopējais baktēriju skaits augsnēs mainās. Baktēriju skaits ir atkarīgs no augsnes veida, to stāvokļa un slāņu dziļuma.
Uz augsnes daļiņu virsmas mikroorganismi atrodas nelielās mikrokolonijās (katrā pa 20-100 šūnām). Tie bieži veidojas organisko vielu recekļu biezumā, uz dzīvām un mirstošām augu saknēm, tievos kapilāros un iekšā kunkuļos.
Augsnes mikroflora ir ļoti daudzveidīga. Šeit ir dažādas baktēriju fizioloģiskās grupas: pūšanas baktērijas, nitrificējošās baktērijas, slāpekli fiksējošās baktērijas, sēra baktērijas uc starp tām ir aerobās un anaerobās, sporu un nesporu formas. Mikroflora ir viens no augsnes veidošanās faktoriem.
Mikroorganismu attīstības zona augsnē ir zona, kas atrodas blakus dzīvo augu saknēm. To sauc par rizosfēru, un tajā esošo mikroorganismu kopumu sauc par rizosfēras mikrofloru.
Rezervuāru mikroflora
Ūdens ir dabiska vide, kurā mikroorganismi attīstās lielā skaitā. Lielākā daļa no tiem nonāk ūdenī no augsnes. Faktors, kas nosaka baktēriju skaitu ūdenī un barības vielu klātbūtni tajā. Tīrākie ūdeņi ir no artēziskajiem akām un avotiem. Atvērtās ūdenskrātuves un upes ir ļoti bagātas ar baktērijām. Lielākais baktēriju skaits ir atrodams ūdens virszemes slāņos, tuvāk krastam. Attālinoties no krasta un palielinoties dziļumam, baktēriju skaits samazinās.
Tīrā ūdenī ir 100-200 baktērijas uz ml, un piesārņotā ūdenī ir 100-300 tūkstoši vai vairāk. Apakšējā dūņās ir daudz baktēriju, īpaši virsmas slānī, kur baktērijas veido plēvi. Šī plēve satur daudz sēra un dzelzs baktēriju, kas oksidē sērūdeņradi līdz sērskābei un tādējādi novērš zivju bojāeju. Dūņos ir vairāk sporu nesošo formu, savukārt ūdenī dominē nesporas formas.
Pēc sugu sastāva ūdens mikroflora ir līdzīga augsnes mikroflorai, taču ir arī specifiskas formas. Iznīcinot dažādus ūdenī nonākušos atkritumus, mikroorganismi pamazām veic tā saukto bioloģisko ūdens attīrīšanu.
Gaisa mikroflora
Gaisa mikroflora ir mazāka nekā augsnes un ūdens mikroflora. Baktērijas paceļas gaisā ar putekļiem, var tur kādu laiku palikt, un pēc tam nosēsties uz zemes virsmas un iet bojā no uztura trūkuma vai ultravioleto staru ietekmē. Mikroorganismu skaits gaisā ir atkarīgs no ģeogrāfiskās zonas, reljefa, gada laika, putekļu piesārņojuma uc katrs putekļu plankums ir mikroorganismu nesējs. Lielākā daļa baktēriju atrodas gaisā virs rūpniecības uzņēmumiem. Laukos gaiss ir tīrāks. Tīrākais gaiss ir virs mežiem, kalniem un sniegotām vietām. Augšējos gaisa slāņos ir mazāk mikrobu. Gaisa mikroflorā ir daudz pigmentētu un sporu saturošu baktēriju, kas ir izturīgākas par citām pret ultravioletajiem stariem.
Cilvēka ķermeņa mikroflora
Cilvēka ķermenis, pat pilnīgi vesels, vienmēr ir mikrofloras nesējs. Cilvēka ķermenim saskaroties ar gaisu un augsni, uz apģērba un ādas nogulsnējas dažādi mikroorganismi, arī patogēnie (stingumkrampju baciļi, gāzes gangrēna u.c.). Visbiežāk pakļautās cilvēka ķermeņa daļas ir piesārņotas. Uz rokām atrodami E. coli un stafilokoki. Mutes dobumā ir vairāk nekā 100 veidu mikrobu. Mute ar savu temperatūru, mitrumu un barības vielu atliekām ir lieliska vide mikroorganismu attīstībai.
Kuņģī notiek skāba reakcija, tāpēc lielākā daļa tajā esošo mikroorganismu mirst. Sākot no tievās zarnas, reakcija kļūst sārmaina, t.i. labvēlīgs mikrobiem. Mikroflora resnajā zarnā ir ļoti daudzveidīga. Katrs pieaugušais ik dienas ar ekskrementiem izdala aptuveni 18 miljardus baktēriju, t.i. vairāk indivīdu nekā cilvēku uz zemeslodes.
Iekšējos orgānos, kas nav saistīti ar ārējo vidi (smadzenes, sirds, aknas, urīnpūslis utt.), parasti nav mikrobu. Mikrobi šajos orgānos iekļūst tikai slimības laikā.
Baktērijas vielu ciklā
Mikroorganismiem kopumā un jo īpaši baktērijām ir liela nozīme bioloģiski svarīgajos vielu ciklos uz Zemes, veicot ķīmiskas transformācijas, kas ir pilnīgi nepieejamas ne augiem, ne dzīvniekiem. Dažādus elementu cikla posmus veic dažāda veida organismi. Katras atsevišķas organismu grupas pastāvēšana ir atkarīga no elementu ķīmiskās transformācijas, ko veic citas grupas.
Slāpekļa cikls
Slāpekļa savienojumu cikliskajai transformācijai ir galvenā loma nepieciešamo slāpekļa formu apgādē biosfēras organismiem ar dažādām uztura vajadzībām. Vairāk nekā 90% no kopējā slāpekļa fiksācijas notiek dažu baktēriju metaboliskās aktivitātes dēļ.
Oglekļa cikls
Organiskā oglekļa bioloģiskai pārvēršanai oglekļa dioksīdā, ko pavada molekulārā skābekļa samazināšanās, ir nepieciešama dažādu mikroorganismu kopīga vielmaiņas aktivitāte. Daudzas aerobās baktērijas veic pilnīgu organisko vielu oksidāciju. Aerobos apstākļos organiskie savienojumi sākotnēji tiek sadalīti fermentācijas ceļā, un fermentācijas organiskie gala produkti tiek tālāk oksidēti anaerobās elpošanas ceļā, ja ir neorganiskie ūdeņraža akceptori (nitrāti, sulfāti vai CO 2 ).
Sēra cikls
Sērs ir pieejams dzīviem organismiem galvenokārt šķīstošu sulfātu vai reducētu organisko sēra savienojumu veidā.
Dzelzs cikls
Dažās saldūdens tilpnēs ir liela reducēto dzelzs sāļu koncentrācija. Šādās vietās veidojas specifiska baktēriju mikroflora – dzelzs baktērijas, kas oksidē reducēto dzelzi. Tie piedalās purva dzelzsrūdu un ar dzelzs sāļiem bagātu ūdens avotu veidošanā.
Baktērijas ir senākie organismi, kas arhejā parādījās apmēram pirms 3,5 miljardiem gadu. Apmēram 2,5 miljardus gadu viņi dominēja uz Zemes, veidojot biosfēru un piedalījās skābekļa atmosfēras veidošanā.
Baktērijas ir vieni no vienkāršāk strukturētajiem dzīviem organismiem (izņemot vīrusus). Tiek uzskatīts, ka tie ir pirmie organismi, kas parādījās uz Zemes.
Baktēriju valstībai faktiski pieder baktērijas un zilaļģes.
Baktērijas- šie ir mazākie vienšūnu prokariots (nav kodolieroču) organismi.
Baktēriju izmēri: parasti no 0,1 līdz 15 mikroniem, bet dažreiz sasniedz 30-100 mikronus.
Sugu skaits baktērijas: apmēram 3 miljardi
Baktēriju morfoloģiskie veidi(atkarībā no ķermeņa formas): cocci(sfērisks), baciļi(taisnas stieņa formas), spirilla(spirāle), vibrios(kā komats), spirohetas(saspiests), koloniālās formas(diplokoki, streptokoki, stafilokoki) utt.
Mobilitāte: dažas baktērijas klātbūtnes dēļ ir kustīgas flagellas.
Normālā stāvoklī baktērijas ir nestabilas, ja tās tiek žāvētas un pakļautas tiešiem saules stariem, kad temperatūra paaugstinās līdz 65-80 ° C, un tās mirst no alkohola un citu dezinfekcijas līdzekļu iedarbības.
Baktēriju struktūra
Baktērijas šūnai nav izveidots kodols un tā ir pārklāta apvalks, kas sastāv no plazmas membrāna, šūnu siena un (daudzām baktēriju sugām) ārējā gļotādas kapsula.
Plazmas membrāna puscaurlaidīgs un nodrošina selektīvu vielu iekļūšanu šūnā un vielmaiņas produktu izdalīšanos vidē. Tas veido salocītus invaginācijas citoplazmā ( mezosomas ). Uz mezosomu membrānām ir dažādi redoks fermenti iesaistīts elpošanā un (fotosintēzes baktērijās) pigmenti , piedalās fotosintēzē. Tie. mezosomas veic funkcijas mitohondriji (sintezē ATP) hloroplasti (veikt fotosintēzi) Golgi komplekss Un Endoplazmatiskais tīkls (uzkrāt un pārveidot organiskās vielas un veikt to transportēšanu šūnas iekšienē un izvadīšanu ārpus tās).
Šūnapvalki- plāns, stiprs un elastīgs, piešķir baktēriju šūnai noteiktu formu, aizsargā tās saturu no nelabvēlīgu vides faktoru ietekmes un veic virkni citu funkciju. Šūnas sienas atbalsta karkass ir viena vai vairāku slāņu tīkls mureina. Baktēriju šūnu siena nesatur sēnīšu un augu šūnām raksturīgo hitīnu un celulozi.
Gļotāda kapsula aizsargā šūnu no izžūšanas un ir tās aizsargapvalks, kā arī kalpo koloniju veidošanai no atsevišķām šūnām.
Tiek prezentēts baktēriju ģenētiskais materiāls nukleoīds , kas nav ierobežots ar membrānām un atrodas šūnas centrā.
Nukleoīds(vai baktēriju hromosoma) ir zona, kas parasti atrodas baktērijas šūnas centrā un satur apļveida DNS molekulu un nav ierobežota ar membrānām. Nukleoīdā esošā DNS molekula nav saistīta ar histona proteīniem un vienā punktā ir pievienota citoplazmas membrānas izaugumam. Nukleoīds ir ģenētiskās informācijas nesējs un kontrolē visu intracelulāro procesu normālu gaitu.
DNS molekulā baktērijās ir līdz 5 000 000 pāru nukleotīdi ; bet kopējais DNS saturs vienā baktēriju šūnā ir ievērojami mazāks nekā kodola (eikariotu) šūnā.
Citoplazma Baktēriju šūna ir olbaltumvielu, tauku, ogļhidrātu, citu organisko savienojumu, minerālvielu un ūdens maisījums, un tam ir granulēts izskats. Tajā ir līdz 20 tūkst ribosomas 70S klase (lēni izgulsnējas), uz kuras tiek sintezēti proteīni. Baktēriju citoplazmā ir arī daudz iekļaušana - uzglabāto vielu granulas. Dažas baktērijas atrodas citoplazmā plazmīdas- mazas apļveida DNS molekulas, kas iesaistītas ģenētiskās informācijas apmaiņā starp dažādām baktēriju šūnām.
Baktēriju šūnām trūkst mitohondriju, lizosomu, Golgi kompleksa un citu organellu, bet tām ir labi attīstītas membrānas struktūras kanāliņu, pūslīšu un tilakoīdu veidā, kas bieži satur fermentus un pigmentus un ir daudzu eikariotu šūnu organellu analogi.
Flagella- tās ir baktēriju kustības organellas, kas sastāv no īpašām proteīna globulām, kas saliktas spirālē - flagellīna. To izcelsme ir zem citoplazmas membrānas, tur noenkuroties ar disku pāri. Ziedu skaits baktērijās svārstās no 1 līdz 50. Dažām baktērijām flagellas atrodas tikai vienā šūnas galā, citās - divos vai pa visu virsmu. Raksturīgs ir flagellas izkārtojuma veids zīme klasifikācijai mobilās baktērijas.
Dažām ūdens un augsnes baktērijām ir bez karogiem gāzes vakuoli, ļaujot ienirt ūdens stabā, pacelties līdz tās virsmai vai pārvietoties augsnes kapilāros.
Baktēriju klasifikācija
❖ Baktēriju klasifikācija pēc uztura veida (asimilācija):
■ autotrofisks,
■ heterotrofisks.
♦Autotrofiskas baktērijas Viņi paši sintezē sev nepieciešamās organiskās vielas no neorganiskām.
■ Atkarībā no šai sintēzei nepieciešamās enerģijas iegūšanas metodes autotrofās baktērijas iedala fotosintēzes Un ķīmiski sintētisks . Fotosintētiskās baktērijas(piemēram, zaļā un violetā krāsā) veic organisko vielu fotosintēzi, izmantojot gaismas (saules) enerģiju.
Fotosintētisko baktēriju šūnās (atšķirībā no augu šūnām) nav plastidu, un fotosintēzes pigmenti ( bakterio-hlorofili) ir atrodami tilakoīdos, kas veidojas citoplazmas membrānas izvirzījuma rezultātā. Bakteriohlorofili pēc savas struktūras ir līdzīgi augu hlorofiliem un atšķiras no tiem pēc olbaltumvielu ķēžu rakstura.
Ķīmisintētiskās baktērijas sintēzei nepieciešamo enerģiju tie iegūst no neorganisko vielu (molekulārā ūdeņraža, sērūdeņraža, amonjaka, dzelzs oksīda u.c.) eksotermiskām oksidēšanās reakcijām. "
❖ Heterotrofās baktērijas(lielākā daļa) pārtikā izmanto jau gatavas organiskās vielas, kas šīm baktērijām kalpo kā enerģijas un oglekļa atomu avots.
■ Atkarībā no barības avota heterotrofās baktērijas iedala saprotrofi Un simbionti .
Saprotrofi ekstrahē organiskās vielas no bojājošām atmirušajām organismu atliekām (baktērijām pūšana , saņem enerģiju no slāpekli saturošu savienojumu sadalīšanās, dzīvo organismu sekrēta (baktērijas fermentācija enerģijas iegūšana no oglekli saturošu savienojumu sadalīšanās).
Simbionti absorbē organiskās vielas no saimnieka ķermeņa (auga, dzīvnieka vai cilvēka), kurā tie dzīvo. Šajā gadījumā simbionti:
■ ražot saimniekorganismam nepieciešamās vielas (piemēram: mezgliņu slāpekli fiksējošās baktērijas, kas nosēžas uz pākšaugu saknēm un ir abpusēji izdevīgā līdzāspastāvēšanā ar tām), vai
❖ Baktēriju klasifikācija pēc disimilācijas veida(skābekļa prasības, lai atbrīvotu enerģiju, kas uzkrāta molekulārajās saitēs):
■ aerobikas,
■ anaerobā,
■ pēc izvēles.
Aerobās baktērijas(tuberkulozes bacilis, pūšanas baktērijas) dzīvo tikai skābekļa vidē (augsnes augšējos slāņos, gaisā) un iegūst enerģiju, oksidējot organiskos savienojumus līdz ūdenim un oglekļa dioksīdam.
Anaerobās baktērijas(kuņģa-zarnu trakta baktērijas, stingumkrampju nūjiņas, gangrēnas patogēni, botulisma bacilis u.c.) dzīvo bezskābekļa vidē un iegūst enerģiju glikolīzes un fermentācijas reakcijās.
Fakultatīvās baktērijas var dzīvot gan skābekļa, gan bezskābekļa vidē (piemēram: pienskābes baktērija).
Baktēriju reprodukcija
❖Baktēriju reprodukcijas veids - aseksuāls . Baktēriju šūna sāk vairoties, kad tā atrod labvēlīgus apstākļus un sasniedz noteiktu izmēru.
❖ Baktēriju pavairošanas formas (metodes):
■ šūnu dalīšanās divās daļās,
■ pumpuru veidošanās (notiek kā izņēmums),
■ sporulācija.
Reprodukcija ar šūnu dalīšanos divos: pirmkārt, ar DNS replikāciju, šūnas ģenētiskais materiāls tiek dubultots. Pēc tam proteīni, kas piesaista DNS molekulas citoplazmas membrānas izaugumiem, atdala (atdala) meitas DNS molekulas un veidojas atsevišķas baktēriju hromosomas ( nukleoīdi ). Tad šūna pagarinās, un tajā pakāpeniski veidojas šķērsvirziena starpsiena. Visbeidzot, abas meitas šūnas atdalās. Šūnu dalīšanās notiek aptuveni ik pēc 15-20 minūtēm.
Sporulācija raksturīga dažām baktērijām, ja rodas nelabvēlīgi apstākļi. Tajā pašā laikā baktēriju šūnā ievērojami samazinās brīvā ūdens daudzums, samazinās fermentatīvā aktivitāte, citoplazma saraujas, un šūna tiek pārklāta ar ļoti blīvu membrānu. Baktēriju sporas ir izturīgas pret dažādām ietekmēm (iztur ilgstošu žāvēšanu, karsēšanu virs 100 ° C un atdzesēšanu līdz aptuveni -200 ° C) un saglabā dzīvotspēju ilgu laiku. Labvēlīgos apstākļos sporas uzbriest un dīgst, veidojot jaunu veģetatīvo baktēriju šūnu.
♦ Baktēriju sporu veidi:
■ mikrocistas(veidots no veselas šūnas),
■ endogēns(veidojas šūnas iekšpusē).
Cista- daudzu vienšūnu un vairāku vienkāršu daudzšūnu organismu pagaidu eksistences forma, ko raksturo aizsargapvalka klātbūtne. Ļauj izturēt nelabvēlīgus apstākļus vai aizsargā šūnu tās dalīšanās laikā.
❖ Seksuālā procesa formas baktērijās:
■ transformācija,
■ konjugācija,
■ transdukcija.
Transformācija rodas, kad vienas baktēriju kultūras iznīcināto šūnu DNS fragmenti nonāk citas baktērijas dzīvā kultūrā. Šos DNS fragmentus var absorbēt saņēmēja šūna un integrēt tās nukleoīdā.
Konjugācijas laikā DNS sekcijas pārnešana no donora (kas veic vīriešu funkcijas) uz recipienta šūnu notiek tiešā kontaktā caur dzimumorgānu fimbrija(plāna proteīna caurule), kas veidojas donora šūnā. Pēc tam šūnas tiek atdalītas. Konjugācijas laikā ļoti bieži tiek novērota nevis visas DNS molekulas, bet tikai tās fragmentu pārnešana.
Plkst transdukcija neliels DNS gabaliņš tiek pārnests no vienas šūnas uz otru bakteriofāgi .
Baktēriju nozīme
❖ Pozitīvā vērtība:
■ tie piedalās vielu ciklā un ir pēdējais posms visās pārtikas ķēdēs;
■ ir biogeocenozes sadalītāji (sadalās un mineralizē ekskrementus un organiskās atliekas);
■ piedalīties augsnes veidošanās procesā;
■ kalpo par slāpekļa avotu pākšaugiem;
■ piedalīties kūdras, ogļu, dzelzsrūdas un citu minerālu veidošanā;
■ piedalīties dzīvnieku un cilvēku gremošanas bioķīmiskajos procesos;
■ izmanto pārtikas rūpniecībā (konservēšanai, pienskābes produktu ražošanai utt.);
■ izmanto mikrobioloģiskajā un ķīmiskajā rūpniecībā (spirtu, acetona, cukuru, organisko skābju un citu ķīmisko savienojumu ražošanai),
■ izmanto farmācijas rūpniecībā, lai ražotu antibiotikas, vakcīnas, vitamīnus, aminoskābes, fermentus un citas bioloģiski aktīvas vielas;
■ izmanto linu, ādas miecēšanas uc apstrādē;
■ ir ērts objekts gēnu inženierijai;
■ izmanto lauksaimniecības kaitēkļu apkarošanai.
Difterija sauca difterijas bacilis kas ietekmē augšējos elpceļus. Šo baktēriju izdalītais toksīns tiek pārnests ar asinīm un ietekmē sirdi. Kontroles metode ir vakcinācija ar neaktīvu toksīnu.
Tīfs: izraisītājs - baktērijas riketsija, to nesējs ir utis. Kad slimība rodas, tiek ietekmētas asinsvadu sienas un veidojas asins recekļi. Iespējama vakcinācija, izmantojot nogalinātās baktērijas, kā arī ārstēšana ar tetraciklīna antibiotikām.
Tuberkuloze: patogēns - tuberkulozes bacilis, kas ietekmē plaušas un kaulus. Infekcija notiek ar gaisā esošām pilieniņām, kā arī ar slimu dzīvnieku pienu. Profilakse - vakcinācija; ārstēšana tiek veikta ar īpašām zālēm.
Sifiliss: patogēns - spiroheta sava veida treponēma. Vispirms tiek ietekmēti dzimumorgāni, pēc tam acis, kauli, locītavas, āda un centrālā nervu sistēma. Pārnēsā seksuāla kontakta ceļā. Ārstēšana tiek veikta ar antibiotikām un īpašiem medikamentiem.
Holēra sauca Vibrio holēra, kuras vitālās darbības rezultātā izdalās toksīns, kas ietekmē zarnu gļotādu. Infekcija notiek, lietojot piesārņotu pārtiku un ūdeni. Ārstēšanai tiek izmantotas tetraciklīna antibiotikas.
■ Toksīni- baktēriju toksiskie atkritumi, kas parasti paši ir kaitīgi faktori, vai arī kavē organisma aizsargspējas, pastiprinot patogēnu patogēno iedarbību.
Baktēriju apkarošanas metodes
❖ Putrefaktīvo baktēriju apkarošanas metodes:
■ augļu, sēņu, gaļas, zivju, graudu žāvēšana;
■ produktu dzesēšana un sasaldēšana;
■ produktu marinēšana etiķskābē;
■ radot augstu cukura koncentrāciju (piemēram, gatavojot ievārījumu), kas izraisa plazmolīzi baktēriju šūnās un izjauc to dzīvības funkcijas;
■ konservēšana (sālīšana).
❖ Citas metodes, kā apkarot baktērijas, tostarp patogēnās:
■ dezinfekcija (dezinfekcija)— patogēno mikroorganismu iznīcināšana ar īpašām ķīmiskām vielām (balinātājs, hloramīns, joda šķīdums, etilspirts utt.);
■ pasterizācija- baktēriju iznīcināšana pārtikas produktos, karsējot līdz 65-70 ° C temperatūrai 15-30 minūtes;
■ sterilizācija— baktēriju iznīcināšana, izmantojot ultravioleto starojumu, ķīmiskas vielas vai vārot autoklāvos 120-130 °C temperatūrā un augstā spiedienā;
■ higiēnas ievērošana;
■ profilaktiskās vakcinācijas.
Cianobaktērijas
Cianobaktērijas(vai zili zaļās aļģes) - mikroskopisku fototrofisku vienšūnu, koloniālo un daudzšūnu (šķiedru) prokariotu organismu grupa.
■ Cianobaktērijas veic normālu divu fāžu (ar gaišo un tumšo fāzi) skābekļa fotosintēzi.
❖ Izplatīšanās: saldūdens un sālsūdens objektos (iekļauts planktons un bentoss ), uz augsnes virsmas, uz akmeņiem; var nonākt simbiozē ar sēnītēm (veidojot ķērpjus), protistiem, aļģēm un sūnām.
Planktons- organismu kopums (baktērijas, mikroskopiskās aļģes, dzīvnieki un to kāpuri), kas apdzīvo ūdens stabu un kurus straume pasīvi transportē.
Bentoss- organismu kopums, kas dzīvo augsnē un rezervuāra dibena virsmā.
❖ Struktūra- līdzīgi baktērijām: šūnas bez kodolenerģijas , ir biezs daudzslāņu sienas , kas sastāv no polisaharīdiem, pektīnvielām un celulozes; bieži pārklāts ar gļotādu apvalku. Membrānas membrānas atrodas citoplazmā fotosintētiskās struktūras un pigmenti , hlorofilus, karotinoīdus, fikoeritrīnu u.c. (savu daudzveidības dēļ zilaļģes spēj absorbēt dažāda viļņa garuma gaismu), kā arī nukleoīdi, ribosomas, rezerves vielas iekļaušana - glikogēns un arī (dažām sugām) gāzes vakuoli , piepildīta ar slāpekli un regulē šūnas peldspēju. Vairākām pavedienveida zilaļģu formām ir specializētas šūnas ar ļoti sabiezētām bezkrāsainām membrānām - heterocistas, kas ir iesaistītas slāpekļa fiksācijā un pavairošanā.
❖ Reprodukcija: bezdzimuma, šūnu dalīšanās divās daļās; koloniālās un pavedienveida zilaļģes - ar koloniju vai pavedienu sabrukšanu.
♦ Baktēriju nozīme:
■ bagātināt ūdeni ar skābekli, bet augsni ar organiskām vielām un slāpekli;
■ attīrīt ūdeni, mineralizējot sabrukšanas produktus;
■ ir barība zooplanktonam un zivīm;
■ izmanto, lai iegūtu vairākas vērtīgas vielas (aminoskābes, pigmenti, B 12 vitamīns u.c.), ko tie ražo dzīves procesā;
■ noteiktas sugas (spirulīna, nostok) izmanto pārtikā;
■ (negatīvs) izraisa ūdens “ziedēšanu” masveida vairošanās periodā, ko parasti pavada nāve (barības trūkuma dēļ) un lielākās daļas meitas īpatņu pūšana, kas padara ūdeni dzeršanai nederīgu un izraisa zivju bojāeju. .
Mikroorganismi (mikrobi) ir vienšūnas organismi, kuru izmērs ir mazāks par 0,1 mm un kas nav saskatāmi ar neapbruņotu aci. Tajos ietilpst baktērijas, mikroaļģes, dažas zemākas pavedienveida sēnes, raugs un vienšūņi (1. att.). Mikrobioloģija tos pēta.
Rīsi. 1. Mikrobioloģijas objekti.
Attēlā 2. Var redzēt dažus vienšūnu vienšūņu pārstāvjus. Dažkārt šīs zinātnes objektos ietilpst primitīvākie organismi uz Zemes – vīrusi, kuriem nav šūnu struktūras un kas ir nukleīnskābju (ģenētiskā materiāla) un olbaltumvielu kompleksi. Biežāk tie tiek izolēti pilnīgi atsevišķā studiju jomā (virusoloģija), jo mikrobioloģija drīzāk ir vērsta uz mikroskopisku vienšūnu organismu izpēti.
Rīsi. 2. Atsevišķi vienšūnu eikariotu (vienšūņu) pārstāvji.
Algoloģijas un mikoloģijas zinātnes, kas pēta attiecīgi aļģes un sēnes, ir atsevišķas disciplīnas, kas pārklājas ar mikrobioloģiju mikroskopisku dzīvo objektu izpētē. Bakterioloģija ir patiesa mikrobioloģijas nozare. Šī zinātne nodarbojas tikai ar prokariotu mikroorganismu izpēti (3. att.).
Rīsi. 3. Prokariotu šūnas shēma.
Atšķirībā no eikariotiem, kuros ietilpst visi daudzšūnu organismi, kā arī vienšūņi, mikroskopiskās aļģes un sēnes, prokariotiem nav izveidots kodols, kas satur ģenētisko materiālu un reālas organellas (šūnas pastāvīgas specializētas struktūras).
Pie prokariotiem pieder īstās baktērijas un arhejas, kas saskaņā ar mūsdienu klasifikāciju tiek apzīmētas kā domēni (superkaraļvalstis) Arhejas un Eubaktērijas (4. att.).
Rīsi. 4. Mūsdienu bioloģiskās klasifikācijas jomas.
Baktēriju struktūras iezīmes
Baktērijas ir svarīga dabas vielu cikla saikne, tās sadala augu un dzīvnieku atliekas, attīra ar organiskām vielām piesārņotas ūdenstilpes, pārveido neorganiskos savienojumus. Bez tiem dzīvība uz zemes nevarētu pastāvēt. Šie mikroorganismi ir izplatīti visur, augsnē, ūdenī, gaisā, dzīvnieku un augu organismos.
Baktērijas atšķiras ar šādām morfoloģiskām iezīmēm:
- Šūnu forma (apaļa, stieņveida, pavedienu, vītņota, spirālveida, kā arī dažādas pārejas iespējas un zvaigznes formas konfigurācija).
- Kustības ierīču klātbūtne (nekustīga, ar kauliņiem, gļotu sekrēcijas dēļ).
- Šūnu savstarpēja artikulācija (izolēta, savienota pāru, granulu, sazarotu formu veidā).
Starp apaļo baktēriju (koku) veidotajām struktūrām ir šūnas, kas pēc dalīšanās atrodas pa pāriem un pēc tam sadalās atsevišķos veidojumos (mikrokoki) vai visu laiku paliek kopā (diplokoki). Četru šūnu kvadrātveida struktūru veido tetrakoki, ķēdi - streptokoki, 8-64 vienību granulu - sarkīna, bet kopas - stafilokoki.
Stieņveida baktērijas ir attēlotas ar dažādām formām, jo šūnas garums (0,1-15 µm) un biezums (0,1-2 µm) ir ļoti mainīgs. Pēdējo forma ir atkarīga arī no baktēriju spējas veidot sporas - struktūras ar biezu apvalku, kas ļauj mikroorganismiem izdzīvot nelabvēlīgos apstākļos. Šūnas ar šo spēju sauc par baciļiem, bet tās, kurām nav šādu īpašību, sauc vienkārši par nūjiņveida baktērijām.
Īpašas stieņveida baktēriju modifikācijas ir pavedienveida (iegarenas) formas, ķēdes un zarojošas struktūras. Pēdējo noteiktā attīstības stadijā veido aktinomicīti. “Izliektos” stieņus sauc par gofrētām baktērijām, starp kurām ir izolēti vibrioni; spirilla ar diviem līkumiem (15-20 µm); spirohetas, kas atgādina viļņotas līnijas. To šūnu garums ir attiecīgi 1-3, 15-20 un 20-30 µm. Attēlā 5. un 6. attēlā parādītas galvenās baktēriju morfoloģiskās formas, kā arī sporu izkārtojuma veidi šūnā.
Rīsi. 5. Baktēriju pamatformas.
Rīsi. 6. Baktērijas pēc sporu atrašanās vietas šūnā. 1, 4 – centrā; 2, 3, 5 – beigu vieta; 6 – no sāniem.
Baktēriju galvenās šūnu struktūras: nukleoīds (ģenētiskais materiāls), ribosomas, kas paredzētas olbaltumvielu sintēzei, citoplazmas membrāna (šūnas membrānas daļa), kas daudzos pārstāvjos ir papildus aizsargāta no augšas, kapsula un gļotādas apvalks (7. att.).
Rīsi. 7. Baktēriju šūnas shēma.
Saskaņā ar baktēriju klasifikāciju ir vairāk nekā 20 veidu. Piemēram, ārkārtīgi termofīlās (augstas temperatūras cienītāji) Aquificae, anaerobās nūjiņveida baktērijas Bacteroidetes. Tomēr dominējošākā patvēruma grupa, kurā ietilpst dažādi pārstāvji, ir aktinobaktērijas. Tas ietver bifidobaktērijas, laktobacillus un aktinomicītus. Pēdējā unikalitāte slēpjas spējā veidot micēliju noteiktā attīstības stadijā.
Parastā valodā to sauc par micēliju. Patiešām, aktinomicītu sazarotās šūnas atgādina sēnīšu hifus. Neskatoties uz šo iezīmi, aktinomicīti tiek klasificēti kā baktērijas, jo tie ir prokarioti. Protams, to šūnas pēc struktūras ir mazāk līdzīgas sēnītēm.
Aktinomicīti (8. att.) ir lēni augošas baktērijas, un tāpēc tām nav spēju konkurēt par viegli pieejamiem substrātiem. Tie spēj sadalīt vielas, kuras citi mikroorganismi nevar izmantot kā oglekļa avotu, jo īpaši naftas ogļūdeņražus. Tāpēc aktinomicīti tiek intensīvi pētīti biotehnoloģijas jomā.
Daži pārstāvji koncentrējas naftas atradņu zonās un izveido īpašu baktēriju filtru, kas novērš ogļūdeņražu iekļūšanu atmosfērā. Aktinomicīti ir aktīvi praktiski vērtīgu savienojumu ražotāji: vitamīni, taukskābes, antibiotikas.
Rīsi. 8. Reprezentatīvais aktinomicīts Nocardia.
Sēnes mikrobioloģijā
Mikrobioloģijas objekts ir tikai zemākās pelējuma sēnītes (īpaši sakneņi, gļotādas). Tāpat kā visas sēnes, tās nespēj pašas sintezēt vielas un prasa uzturvielu barotni. Šīs valstības zemāko pārstāvju micēlijs ir primitīvs, nav sadalīts ar starpsienām. Īpašu nišu mikrobioloģiskajos pētījumos ieņem raugs (9. att.), kam raksturīgs micēlija trūkums.
Rīsi. 9. Rauga kultūru koloniju formas uz barotnes.
Šobrīd ir savākts daudz zināšanu par to labvēlīgajām īpašībām. Tomēr raugs turpina pētīt tā spēju sintezēt praktiski vērtīgus organiskos savienojumus un tiek aktīvi izmantots kā paraugorganismi ģenētiskajos eksperimentos. Kopš seniem laikiem raugs ir izmantots fermentācijas procesos. Metabolisms dažādiem pārstāvjiem atšķiras. Tāpēc daži raugi ir piemērotāki konkrētam procesam nekā citi.
Piemēram, spēcīgu vīnu (līdz 24%) radīšanai izmanto Saccharomyces beticus, kas ir izturīgāks pret augstu alkohola koncentrāciju. Savukārt raugs S. cerevisiae spēj ražot zemākas etanola koncentrācijas. Atbilstoši to pielietojuma jomām raugus iedala barībā, maiznīcās, alus darītavās, stiprajos dzērienos un vīnos.
Patogēni mikroorganismi
Slimību izraisošie vai patogēni mikroorganismi ir sastopami visur. Līdzās labi zināmiem vīrusiem: gripa, hepatīts, masalām, HIV u.c., bīstami mikroorganismi ir riketsija, kā arī streptokoki un stafilokoki, kas izraisa asins saindēšanos. Starp stieņveida baktērijām ir daudz patogēnu. Piemēram, difterija, tuberkuloze, vēdertīfs (10. att.). Starp vienšūņiem ir sastopami daudzi cilvēkiem bīstamu mikroorganismu pārstāvji, jo īpaši malārijas plazmodijs, toksoplazma, leišmanija, lamblijas, trichomonas un patogēnās amēbas.
Rīsi. 10. Baktērijas Bacillus anthracis fotogrāfija, kas izraisa Sibīrijas mēri.
Daudzi aktinomicīti nav bīstami cilvēkiem un dzīvniekiem. Tomēr daudzi patogēni pārstāvji ir sastopami starp mikobaktērijām, kas izraisa tuberkulozi un lepru. Daži aktinomicīti ierosina tādu slimību kā aktinomikoze, ko pavada granulomu veidošanās un dažreiz ķermeņa temperatūras paaugstināšanās. Atsevišķu veidu pelējuma sēnītes spēj radīt cilvēkam toksiskas vielas – mikotoksīnus. Piemēram, daži Aspergillus ģints pārstāvji, Fusarium. Patogēnās sēnītes izraisa slimību grupu, ko sauc par mikozēm. Tādējādi kandidozi jeb, vienkārši sakot, piena sēnīti izraisa rauga sēnītes (11. att.). Tie vienmēr atrodas cilvēka organismā, bet tiek aktivizēti tikai tad, kad imūnsistēma ir novājināta.
Rīsi. 11. Candida sēne ir piena sēnītes izraisītājs.
Sēnītes var izraisīt dažādus ādas bojājumus, jo īpaši visu veidu ķērpjus, izņemot herpes zoster, ko izraisa vīruss. Malassezia raugs, pastāvīgie cilvēka ādas iemītnieki, var izraisīt imūnsistēmas aktivitātes samazināšanos. Nesteidzieties nekavējoties mazgāt rokas. Raugi un oportūnistiskās baktērijas ar labu veselību veic svarīgu funkciju, novēršot patogēnu attīstību.
Vīrusi kā mikrobioloģijas objekts
Vīrusi ir primitīvākie organismi uz Zemes. Brīvā stāvoklī tajos nenotiek vielmaiņas procesi. Tikai tad, kad tie nonāk saimniekšūnā, vīrusi sāk vairoties. Visos dzīvajos organismos ģenētiskā materiāla nesējs ir dezoksiribonukleīnskābe (DNS). Tikai starp vīrusiem ir pārstāvji ar ģenētisku secību, piemēram, ribonukleīnskābi (RNS).
Vīrusi bieži netiek klasificēti kā patiesi dzīvi organismi.
Vīrusu morfoloģija ir ļoti dažāda (12. att.). Parasti to diametrālie izmēri svārstās no 20 līdz 300 nm.
Rīsi. 12. Vīrusu daļiņu daudzveidība.
Daži pārstāvji sasniedz 1-1,5 mikronu garumu. Vīrusa struktūra sastāv no ģenētiskā materiāla apņemšanas ar īpašu proteīna rāmi (kapsīdu), kam raksturīgas dažādas formas (spirālveida, ikozaedriska, sfēriska). Dažiem vīrusiem virspusē ir arī apvalks, kas veidojas no saimniekšūnas membrānas (superkapsīda). Piemēram, (13. att.) ir pazīstams kā slimības, ko sauc par AIDS, izraisītājs. Tas satur RNS kā ģenētisku materiālu un ietekmē noteikta veida imūnsistēmas šūnas (palīgu T-limfocītus).
Rīsi. 13. Cilvēka imūndeficīta vīrusa uzbūve.
Gan skolas mācību programmā, gan specializētajā universitātes izglītībā noteikti tiek ņemti vērā baktēriju valstības piemēri. Šī senā dzīvības forma uz mūsu planētas parādījās agrāk nekā jebkura cita cilvēkam zināma. Pirmo reizi zinātnieki lēš, ka baktērijas veidojās pirms aptuveni trīsarpus miljardiem gadu, un aptuveni miljardu gadu uz planētas nebija citu dzīvības formu. Baktēriju piemēri, mūsu ienaidnieki un draugi, noteikti tiek uzskatīti par daļu no jebkuras izglītības programmas, jo tieši šīs mikroskopiskās dzīvības formas padara iespējamus mūsu pasaulei raksturīgos procesus.
Izplatības pazīmes
Kur dzīvajā pasaulē var atrast baktēriju piemērus? Jā, gandrīz visur! Tie ir sastopami avota ūdenī, tuksneša kāpās, kā arī augsnes, gaisa un akmeņu elementos. Antarktikas ledū, piemēram, baktērijas dzīvo pie -83 grādu sala, taču augstā temperatūra tām netraucē - dzīvības formas ir atrastas avotos, kur šķidrums tiek uzkarsēts līdz +90. Par mikroskopiskās pasaules iedzīvotāju blīvumu liecina tas, ka, piemēram, baktēriju gramā augsnes ir nesaskaitāmi simti miljonu.
Baktērijas var dzīvot uz jebkura cita veida dzīvības – uz auga, dzīvnieka. Daudzi cilvēki zina frāzi “zarnu mikroflora”, un televīzijā viņi pastāvīgi reklamē produktus, kas to uzlabo. Faktiski to veidoja, piemēram, baktērijas, proti, normāli cilvēka organismā mīt arī neskaitāmas mikroskopiskas dzīvības formas. Tie ir arī uz mūsu ādas, mutē – vārdu sakot, jebkur. Dažas no tām ir patiesi kaitīgas un pat dzīvībai bīstamas, tāpēc antibakteriālie līdzekļi ir tik plaši izplatīti, bet bez citiem izdzīvot vienkārši nebūtu iespējams – mūsu sugas sadzīvo simbiozē.
Dzīves apstākļi
Lai kādu baktēriju piemēru jūs sniegtu, šie organismi ir ārkārtīgi izturīgi, var izdzīvot nelabvēlīgos apstākļos un viegli pielāgoties negatīvajiem faktoriem. Dažām formām ir nepieciešams skābeklis, lai izdzīvotu, savukārt citas var izdzīvot lieliski pat bez tā. Ir daudzi piemēri baktērijām, kas lieliski izdzīvo vidē, kurā nav skābekļa.
Pētījumi liecina, ka mikroskopiskās dzīvības formas var izturēt ārkārtēju aukstumu un tās neietekmē ārkārtējs sausums vai paaugstināta temperatūra. Sporas, ar kurām baktērijas vairojas, var viegli tikt galā pat ar ilgstošu vārīšanu vai apstrādi zemā temperatūrā.
Kas viņi ir?
Analizējot baktēriju (cilvēku ienaidnieku un draugu) piemērus, jāatceras, ka mūsdienu bioloģija ievieš klasifikācijas sistēmu, kas nedaudz vienkāršo izpratni par šo daudzveidīgo valstību. Ir ierasts runāt par vairākām dažādām formām, no kurām katrai ir specializēts nosaukums. Tātad, kokus sauc par baktērijām bumbiņas formā, streptokokus ir bumbiņas, kas savāktas ķēdē, un, ja veidojums izskatās kā ķekars, tad tas tiek klasificēts kā stafilokoku grupa. Šādas mikroskopiskas dzīvības formas ir zināmas, kad vienā kapsulā, kas pārklāta ar gļotādu, dzīvo divas baktērijas. Tos sauc par diplokokiem. Baciļi ir veidoti kā stieņi, spirillas ir spirāles, un vibrioni ir baktērijas piemērs (jebkuram skolēnam, kurš atbildīgi uzņem programmu, jāspēj to dot), kas pēc formas ir līdzīga komatam.
Šis nosaukums tika pieņemts, lai atsauktos uz mikroskopiskām dzīvības formām, kuras, analizējot ar gramu, nemaina krāsu, pakļaujoties kristālvioletai. Piemēram, patogēnās un nekaitīgās grampozitīvās baktērijas saglabā purpursarkano nokrāsu pat tad, ja tās tiek mazgātas ar spirtu, bet gramnegatīvās baktērijas ir pilnībā izmainījušas krāsu.
Pārbaudot mikroskopisku dzīvības formu, pēc Grama mazgāšanas ir jāizmanto kontrakrāsviela (safranīns), kuras ietekmē baktērija kļūs sārta vai sarkana. Šī reakcija ir saistīta ar ārējās membrānas struktūru, kas neļauj krāsvielai iekļūt iekšpusē.
Kāpēc tas ir vajadzīgs?
Ja skolēnam skolas kursa ietvaros tiek dots uzdevums sniegt baktēriju piemērus, viņš parasti var atcerēties tās formas, kas ir apskatītas mācību grāmatā, un tām jau ir norādītas to galvenās iezīmes. Krāsošanas tests tika izgudrots tieši, lai identificētu šos konkrētos parametrus. Sākotnēji pētījuma mērķis bija klasificēt mikroskopisko dzīvības formu pārstāvjus.
Grama testa rezultāti ļauj izdarīt secinājumus par šūnu sieniņu struktūru. Pamatojoties uz iegūto informāciju, visas apzinātās formas iespējams sadalīt divās grupās, kuras tālāk tiek ņemtas vērā darbā. Piemēram, patogēnās baktērijas no gramnegatīvās klases ir daudz izturīgākas pret antivielu ietekmi, jo šūnu siena ir necaurlaidīga, aizsargāta un spēcīga. Bet grampozitīviem pretestība ir ievērojami zemāka.
Patogenitāte un mijiedarbības pazīmes
Klasisks baktēriju izraisītas slimības piemērs ir iekaisuma process, kas var attīstīties ļoti dažādos audos un orgānos. Visbiežāk šo reakciju provocē gramnegatīvās dzīvības formas, jo to šūnu sienas izraisa cilvēka imūnsistēmas reakciju. Sienas satur LPS (lipopolisaharīdu slāni), reaģējot uz to, organisms ģenerē citokīnus. Tas izraisa iekaisumu, saimnieka ķermenis ir spiests tikt galā ar paaugstinātu toksisko komponentu ražošanu, kas ir saistīts ar cīņu starp mikroskopisko dzīvības formu un imūnsistēmu.
Kuras no tām ir zināmas?
Medicīnā šobrīd īpaša uzmanība tiek pievērsta trim formām, kas provocē nopietnas slimības. Baktērija Neisseria gonorrhoeae tiek pārnesta dzimumceļā, elpceļu patoloģiju simptomi tiek novēroti, organismu inficējot ar Moraxella catarrhalis, un vienu no cilvēkiem ļoti bīstamām slimībām - meningītu - provocē baktērija Neisseria meningitidis.
Baciļi un slimības
Ņemot vērā, piemēram, baktērijas un to izraisītās slimības, baciļus vienkārši nav iespējams ignorēt. Šo vārdu tagad zina ikviens lajs, pat ja viņam ir maz priekšstata par mikroskopisko dzīvības formu īpašībām, taču tieši šāda veida gramnegatīvās baktērijas ir ārkārtīgi svarīgas mūsdienu ārstiem un pētniekiem, jo tas izraisa nopietnas problēmas. cilvēka elpošanas sistēmā. Ir zināmi arī urīnceļu sistēmas slimību piemēri, ko izraisa šāda infekcija. Daži baciļi negatīvi ietekmē kuņģa-zarnu trakta darbību. Bojājuma pakāpe ir atkarīga gan no cilvēka imunitātes, gan no konkrētās formas, kas inficēja ķermeni.
Noteikta gramnegatīvo baktēriju grupa ir saistīta ar palielinātu slimnīcā iegūtas infekcijas iespējamību. Bīstamākie no salīdzinoši plaši izplatītajiem izraisa sekundāru meningītu un pneimoniju. Uzmanīgākajiem jābūt ārstniecības iestāžu darbiniekiem intensīvās terapijas nodaļā.
Litotrofi
Apsverot baktēriju uztura piemērus, īpaša uzmanība jāpievērš unikālajai litotrofu grupai. Šī ir mikroskopiska dzīvības forma, kas savai darbībai saņem enerģiju no neorganiskā savienojuma. Tiek patērēti metāli, sērūdeņradis, amonijs un daudzi citi savienojumi, no kuriem baktērija saņem elektronus. Oksidētājs reakcijā ir skābekļa molekula vai cits savienojums, kas jau ir izgājis oksidācijas stadiju. Elektronu pārnesi pavada ķermeņa uzkrātās un vielmaiņas procesā izmantotās enerģijas ražošana.
Mūsdienu zinātniekiem litotrofi ir interesanti galvenokārt tāpēc, ka tie ir dzīvi organismi, kas ir visai netipiski mūsu planētai, un pētījums ļauj būtiski paplašināt mūsu izpratni par iespējām, kas piemīt dažām dzīvo būtņu grupām. Zinot piemērus, litotrofu klases baktēriju nosaukumus un izpētot to dzīves aktivitātes īpatnības, zināmā mērā ir iespējams atjaunot mūsu planētas primāro ekoloģisko sistēmu, tas ir, periodu, kad nebija fotosintēzes, skābekļa. neeksistēja, un pat organiskās vielas vēl nebija parādījušās. Litotrofu izpēte dod iespēju izprast dzīvi uz citām planētām, kur to var realizēt neorganisko vielu oksidēšanas ceļā, pilnīgi bez skābekļa.
Kurš un ko?
Kas ir litotrofi dabā? Piemērs - mezgliņu baktērijas, chemotrofiskas, karboksitrofiskas, metanogēnas. Šobrīd zinātnieki nevar droši apgalvot, ka ir atklājuši visas sugas, kas pieder šai mikroskopisko dzīvības formu grupai. Tiek pieņemts, ka turpmākie pētījumi šajā virzienā ir viena no daudzsološākajām mikrobioloģijas jomām.
Litotrofi aktīvi piedalās cikliskajos procesos, kas ir svarīgi mūsu planētas dzīves apstākļiem. Bieži vien šo baktēriju izraisītās ķīmiskās reakcijas diezgan spēcīgi ietekmē telpu. Tādējādi sēra baktērijas var oksidēt sērūdeņradi nogulumos rezervuāra dibenā, un bez šādas reakcijas komponents reaģētu ar ūdens slāņos esošo skābekli, kas padarītu tajā neiespējamu dzīvību.
Simbioze un konfrontācija
Kurš gan nezina vīrusu un baktēriju piemērus? Skolas kursu ietvaros visiem tiek stāstīts par Treponema pallidum, kas var izraisīt sifilisu un flambēziju. Ir arī baktēriju vīrusi, kurus zinātne pazīst kā bakteriofāgus. Pētījumi ir parādījuši, ka tikai vienā sekundē viņi var inficēt 10 līdz 24 baktēriju pakāpi! Tas ir gan spēcīgs evolūcijas instruments, gan gēnu inženierijā pielietojama metode, ko šobrīd aktīvi pēta zinātnieki.
Dzīves nozīme
Vienkāršajā cilvēkā valda maldīgs uzskats, ka baktērijas ir tikai cilvēku slimību cēlonis, un nekāda cita labuma vai kaitējuma no tām nav. Šis stereotips ir saistīts ar antropocentrisko apkārtējās pasaules priekšstatu, tas ir, ideju, ka viss kaut kā korelē ar cilvēku, griežas ap viņu un pastāv tikai viņam. Faktiski mēs runājam par pastāvīgu mijiedarbību bez īpaša rotācijas centra. Baktērijas un eikarioti ir mijiedarbojušies tik ilgi, kamēr pastāv abas karaļvalstis.
Pirmā cilvēces izgudrotā baktēriju apkarošanas metode bija saistīta ar penicilīna – sēnītes, kas spēj iznīcināt mikroskopiskās dzīvības formas, atklāšanu. Sēnes pieder eikariotu valstībai un no bioloģiskās hierarhijas viedokļa ir ciešāk saistītas ar cilvēkiem nekā augiem. Taču pētījumi ir parādījuši, ka sēnītes nebūt nav vienīgās un pat ne pirmās, kas kļuva par baktēriju ienaidniekiem, jo eikarioti parādījās daudz vēlāk nekā mikroskopiskā dzīvība. Sākotnēji cīņa starp baktērijām (un citām formām vienkārši nepastāvēja), izmantojot komponentus, ko šie organismi ražoja, lai iegūtu vietu eksistencei. Šobrīd cilvēks, cenšoties atklāt jaunus veidus, kā cīnīties ar baktērijām, var atklāt tikai tās metodes, kas dabai zināmas jau sen un kuras izmantoja organismi cīņā par dzīvību. Taču zāļu rezistence, kas biedē tik daudzus cilvēkus, ir normāla rezistences reakcija, kas raksturīga mikroskopiskai dzīvei daudzus miljonus gadu. Tieši tas noteica baktēriju spēju visu šo laiku izdzīvot un turpināt attīstīties un vairoties.
Uzbrūk vai mirsti
Mūsu pasaule ir vieta, kur izdzīvot var tikai tie, kas ir pielāgojušies dzīvei, spēj sevi aizstāvēt, uzbrukt un izdzīvot. Tajā pašā laikā spēja uzbrukt ir cieši saistīta ar iespējām aizsargāt sevi, savu dzīvību un intereses. Ja noteikta baktērija nevarētu izvairīties no antibiotikām, šī suga izmirtu. Pašlaik esošajiem mikroorganismiem ir diezgan attīstīti un sarežģīti aizsardzības mehānismi, kas ir efektīvi pret visdažādākajām vielām un savienojumiem. Vispiemērotākā metode dabā ir novirzīt briesmas uz citu mērķi.
Antibiotikas parādīšanās ir saistīta ar ietekmi uz mikroskopiskā organisma molekulu - uz RNS, olbaltumvielām. Ja mainīsit mērķi, mainīsies vieta, kur antibiotika var saistīties. Punktu mutācija, kas padara vienu organismu izturīgu pret agresīvas sastāvdaļas ietekmi, kļūst par iemeslu visas sugas uzlabošanai, jo tieši šī baktērija turpina aktīvi vairoties.
Vīrusi un baktērijas
Šī tēma šobrīd izraisa daudz sarunu gan profesionāļu, gan parastu cilvēku vidū. Gandrīz katrs otrais sevi uzskata par vīrusu ekspertu, kas saistīts ar masu mediju sistēmu darbu: tiklīdz tuvojas gripas epidēmija, visur runā un raksta par vīrusiem. Cilvēks, iepazinies ar šiem datiem, sāk ticēt, ka zina visu, kas ir iespējams. Protams, iepazīties ar datiem ir lietderīgi, taču nekļūdieties: ne tikai parastajiem cilvēkiem, bet arī profesionāļiem šobrīd vēl jāatklāj lielākā daļa informācijas par vīrusu un baktēriju dzīves īpatnībām.
Starp citu, pēdējos gados ir ievērojami pieaudzis to cilvēku skaits, kuri ir pārliecināti, ka vēzis ir vīrusu slimība. Daudzi simti laboratoriju visā pasaulē ir veikuši pētījumus, no kuriem var izdarīt šādus secinājumus par leikēmiju un sarkomu. Tomēr pagaidām tie ir tikai pieņēmumi, un oficiālā pierādījumu bāze nav pietiekama, lai izdarītu galīgu secinājumu.
Virusoloģija
Šī ir diezgan jauna zinātnes joma, kas dzimusi pirms astoņām desmitgadēm, kad viņi atklāja, kas izraisa tabakas mozaīkas slimību. Daudz vēlāk tika saņemts pirmais attēls, lai gan tas bija ļoti neprecīzs, un vairāk vai mazāk pareizi pētījumi veikti tikai pēdējos piecpadsmit gados, kad cilvēcei pieejamās tehnoloģijas ir ļāvušas pētīt tik mazas dzīvības formas.
Pašlaik nav precīzas informācijas par to, kā un kad vīrusi parādījās, taču viena no galvenajām teorijām ir tāda, ka šī dzīvības forma radusies no baktērijām. Evolūcijas vietā šeit notika degradācija, attīstība pagriezās atpakaļ un veidojās jauni vienšūnas organismi. Zinātnieku grupa apgalvo, ka vīrusi iepriekš bija daudz sarežģītāki, taču laika gaitā zaudēja vairākas funkcijas. Stāvoklis, kas ir pieejams mūsdienu cilvēkam pētīšanai, ģenētisko datu daudzveidība ir tikai dažādas pakāpes atbalsis, konkrētai sugai raksturīgas degradācijas stadijas. Cik pareiza ir šī teorija, joprojām nav zināms, taču nevar noliegt, ka pastāv cieša saikne starp baktērijām un vīrusiem.
Baktērijas: tik dažādas
Pat ja mūsdienu cilvēks saprot, ka baktērijas viņu ieskauj visur, joprojām ir grūti apzināties, cik ļoti apkārtējās pasaules procesi ir atkarīgi no mikroskopiskām dzīvības formām. Tikai nesen zinātnieki atklāja, ka dzīvās baktērijas pat piepilda mākoņus, kur tie paceļas ar tvaiku. Šādiem organismiem piešķirtās spējas ir pārsteidzošas un iedvesmojošas. Daži izraisa ūdens pārvēršanos ledū, izraisot nokrišņus. Kad granula sāk krist, tā atkal izkūst, un ūdens straume - vai sniega, atkarībā no klimata un gadalaika - nokrīt uz zemes. Pirms neilga laika zinātnieki ierosināja, ka baktērijas varētu izmantot, lai palielinātu nokrišņu daudzumu.
Aprakstītās spējas līdz šim ir atklātas, pētot sugu, kas saņēmusi zinātnisko nosaukumu Pseudomonas Syringae. Zinātnieki jau iepriekš ir pieņēmuši, ka mākoņi, kas cilvēka acij ir skaidri, ir piepildīti ar dzīvību, un mūsdienu līdzekļi, tehnoloģijas un instrumenti ir ļāvuši pierādīt šo viedokli. Pēc aptuveniem aprēķiniem, kubikmetrs mākoņa ir piepildīts ar mikrobiem 300-30 000 eksemplāru koncentrācijā. Cita starpā ir pieminētā Pseudomonas Syringae forma, kas provocē ledus veidošanos no ūdens diezgan augstā temperatūrā. Pirmo reizi tas tika atklāts pirms vairākiem gadu desmitiem, pētot augus un audzēts mākslīgā vidē – tas izrādījās pavisam vienkārši. Pašlaik Pseudomonas Syringae aktīvi strādā cilvēces labā slēpošanas kūrortos.
Kā tas notiek?
Pseudomonas Syringae esamība ir saistīta ar proteīnu ražošanu, kas tīklā pārklāj mikroskopiskā organisma virsmu. Tuvojoties ūdens molekulai, sākas ķīmiska reakcija, režģis tiek izlīdzināts, parādās tīkls, kas izraisa ledus veidošanos. Kodols piesaista ūdeni un palielina izmēru un masu. Ja tas viss notika mākonī, tad svara pieaugums padara neiespējamu planēt tālāk un granula nokrīt. Nokrišņu formu nosaka gaisa temperatūra zemes virsmas tuvumā.
Jādomā, ka Pseudomonas Syringae var izmantot sausuma periodos, mākonī ievietojot baktēriju koloniju. Šobrīd zinātnieki precīzi nezina, kāda mikroorganismu koncentrācija var provocēt lietus, tāpēc tiek veikti eksperimenti un ņemti paraugi. Tajā pašā laikā ir jānoskaidro, kāpēc Pseudomonas Syringae pārvietojas mākoņos, ja mikroorganisms parasti dzīvo uz auga.
Tās veidošanās stadijā, tas ir, 17.-18.gadsimtā, mikrobioloģija attīstījās tā, ka visi atrastie organismi tika aprakstīti, neieviešot nekādu loģisku klasifikāciju. Tolaik mikrobioloģija mikroorganismus aprakstīja morfoloģiskā veidā. Būtiskas izmaiņas notika 19. gadsimtā. Līdz tam laikam zinātnieki bija uzkrājuši diezgan lielu zināšanu bāzi, kā arī atraduši visdažādākos mikroorganismus un sēnītes. Lai kaut kā pārvietotos šajā informācijas pārpilnībā, bija nepieciešama loģiska struktūra. Tas tika ierosināts 1923. gadā, kad tika publicēts baktēriju noteicējs. Šis bija pirmais starptautiskais darbs, kas kļuva par pamatu mikrobioloģijas zinātnes attīstībai.
Pamatnoteikumi
Vienota klasifikācija starptautiski tika oficiāli ieviesta 1980. gadā. Tā pamatā ir Berģu izstrādātā sistēma. Galvenie posmi: valstība, šķira, kārta, ģimene, ģints, suga. Pēdējais ir visnozīmīgākais līmenis klašu iedalījuma sistēmai. Tas apvieno organismus, kuriem ir vairākas līdzības: morfoloģija, izcelsme, fizioloģija. Turklāt tiek analizētas vielmaiņas īpašības. Ja izrādās, ka tas ir ļoti līdzīgs, tad mikroorganismus var sagrupēt pa sugām.
Mikroorganismu veidus var iedalīt divās kategorijās:
- eikarioti;
- prokarioti.
Otrajā grupā ietilpst baktērijas, tas ir, organismi, kuriem nav izveidots kodols. DNS ietver visus datus, kas nepieciešami normālai pazīmju pārmantošanai. DNS molekula atrodas šūnu citoplazmā.
Vienu līmeni zemāk
Sugas nav zemākais mikroorganismu klasifikācijas līmenis. Tā iekšpusē ir:
- morfovāri, kuriem raksturīga īpaša mikroorganismu morfoloģija;
- biovari, kas atšķiras pēc bioloģijas;
- ķīmijvārdi, kuriem ir nedaudz atšķirīga enzīmu aktivitāte;
- serovari, kas sadalīti grupās atkarībā no to antigēnās struktūras;
- fāgu produkti, kuru klasifikācija balstās uz fāgu jutību.
Viss tiek ņemts vērā un ierakstīts
Lai nodrošinātu, ka mikroorganismu klasifikācija bioloģiskajās grupās tiek standartizēta, starptautiskā līmenī ir ieviesta dažādu grupu apzīmējumu sistēma. Tas ir balstīts uz bināro ideju, tas ir, tiek izmantota dubultā nomenklatūra. Nosaukums sākas ar ģints nosaukumu – šo vārdu vienmēr raksta ar lielo burtu. Bet otrais vārds sākas ar mazu, tas raksturo piederību sugai. Piemēram: Staphylococcus aureus.
Medicīnas mikrobiologi: kam jāpievērš īpaša uzmanība?
Tradicionāli patogēnie mikroorganismi ir tēma, kas piesaista mikrobioloģijā iesaistītos mediķus. Uzmanības centrā ir dažādi pārstāvji – vīrusi, baktērijas, hlamīdijas un citi. Mikrobi cilvēka acij nav atšķirami, un, lai tos ieraudzītu, jāizmanto speciāla tehnika – mikroskopi, kas pētāmo objektu daudzkārt palielina.
Medicīniski un zinātniski nozīmīgi patogēni mikroorganismi ietver nešūnu vīrusus un mikroskopiskas dzīvības formas, kas sastāv no liela skaita šūnu. Tās ir dažādas cilvēkiem (un ne tikai) bīstamas sēnītes, hlamidobaktērijas, aļģes.
Pamatjēdzieni: baktērijas
Kas ir mikroorganismi? Dažādām kategorijām ir dažādi skaidrojumi, kas ļauj izdomāt, kāda ir jūs interesējošā dzīvības formu grupa. Piemēram, baktērijas parasti sauc par organismiem, kas satur tikai vienu šūnu. Baktēriju raksturīga iezīme ir hlorofila trūkums. Mikroorganismu klasifikācija šajā grupā ir prokarioti. Dažas baktērijas ir tik mazas kā 0,1 mikrometrs, bet dažas sasniedz 28 mikrometrus. Šo organismu formas ir atkarīgas no to dzīvotnes. Viņa nosaka izmērus.
Visas zinātnei zināmās baktērijas parasti iedala grupās:
- cocci (bumbiņas);
- stieņi (bacillus, klostridijas);
- pavedieni (hlamidobaktērijas);
- kāpšana (spirilla utt.).
Mikroorganismu klasifikācija: sīkāka informācija
Coccus raksturo sfēras, elipses, pupiņas, bumbiņas forma. Tiek atrasta arī lancetes forma. Šīs grupas mikroorganismu veidi: diplo-, mikro-, strepto-, tetra-, stafilokoki, sarkīna.
Mikrokokiem ir raksturīga šūnu nejaušība, taču šis nosacījums nav nepieciešams: ir tādi, kas satur tikai vienu vai divas šūnas. Visi šie mikroorganismi tiek uzskatīti par saprofītiem. Viņu dzīvotne ir gaiss un ūdens.
Diplokoki sadalās, veidojot pārus kokus. Tipisks pārstāvis ir meningokoks, kas izraisa meningītu, un arī gonorejas avots, gonokoks. Tāpat kā diplokoki, arī savīti streptokoki var sadalīties vienā plaknē, taču to īpatnība ir dažāda izmēra ķēžu klātbūtne. Šie mikrobi un baktērijas ir bīstami un izraisa dažādas slimības, pat izraisot nāvi.
Kas vēl tur ir?
Kas ir tetrakoku mikroorganismi? Pats nosaukums runā par šādu dzīvības formu atšķirīgo iezīmi: tetra latīņu valodā nozīmē “četri”. Šādi mikroorganismi spēj dalīties plaknēs, kas ir perpendikulāras viena otrai. Tie ir salīdzinoši droši cilvēkiem: līdz šim ir zināms maz tetrakoku izraisītu slimību.
Ir zināmi sardīņu koki. Tiem ir raksturīgs dalījums trīs plaknēs, kas ir perpendikulāras viena otrai. Vizuāli organismi izskatās kā ķīpas. Tie parasti satur 8-16 šūnas. Starp šo mikroorganismu dzīvotnēm ir gaiss. Cilvēku slimības, ko tie provocē, zinātnei nav zināmas, tāpēc šobrīd valda uzskats, ka tās neeksistē.
Bet stafilokoku mikroorganismu nozīmi zinātnieki atklāja jau diezgan sen – tie provocē ādas slimības, ar kurām slimo ne tikai cilvēki, bet arī dažādi dzīvnieki. Vizuāli organismi ir kā vīnogas. Sadalījums ir pieejams dažādās plaknēs. Viņi parasti dzīvo kopās, forma ir haotiska.
Nūjas
Saskaņā ar mikroorganismu klasifikāciju šajā grupā ietilpst baktērijas, baciļi un klostridijas. Parastais izmērs ir 1-6 mikronus garš, 0,5-2 mikronus plats. Stieņu baktērijas neveido sporas. Ir zināmas bīstamas formas: zarnu, tuberkuloze, difterija un citas. Baciļi, klostridijas ir mikrobi, kas rada sporas. Tie provocē dažādas bīstamas (pat letālas) infekcijas: Sibīrijas mēri, siena drudzi, stingumkrampjus.
Ir īsas nūjas, garas, un arī ar dažādiem galiem: apaļas, asas. Mikroorganismu morfoloģijas apraksts ietver to relatīvās pozīcijas izpēti. Šis parametrs kļuva par pamatu iedalīšanai trīs grupās:
- pāru izvietojums;
- nesistemātisks;
- streptobacilli, streptobaktērijas.
Pirmā provocē pneimoniju, otrā grupa izraisa ļoti plašu slimību klāstu, bet trešā - Sibīrijas mēri, šankroīdu.
Retāk var novērot baktērijas, kuru galiem ir sabiezējums, kas atgādina nūjas formu. Pašreizējā mikroorganismu klasifikācija ietver to klasificēšanu kā stieņus. Šīs grupas īpatnība ir tāda, ka bacilis var izraisīt difteriju un vairākas pasugas - spitālību un tuberkulozi.
Vīti mikroorganismi
Šai grupai piederošie vibri izliecas 14 pagriezienos un ir veidoti kā simbols “,”. Tajos ietilpst plaši izplatīti vibrio: holēra, ūdens. Spirilla, kas pieder pie savītiem mikroorganismiem, izceļas ar viena vai vairāku pagriezienu līkumu. Zinātne zina tikai vienu cilvēkam bīstamu sugu – tā provocē sodoku. Šo slimību var iegūt, iekodusi grauzējs (piemēram, žurka).
Spiroheti ir korķviļķiem līdzīgi mikroorganismi, kuru garums ir 0,3–1,5 µm un platums 7–500 µm. Tas ietver saprofītus un dažas citas bīstamas sugas. Barības vide mikroorganismiem ir netīri ūdeņi un atmirušās masas. Ir zināmas trīs sugas, kas izraisa cilvēku slimības: Borellia, Leptospira un Treponema.
Vītā mikroorganismu vispārīgās pazīmes
Visas iepriekš aprakstītās grupas ir polimorfas. Tas nozīmē, ka ārējā vide nosaka formu un izmēru. Nozīmīgākie ir:
- temperatūra;
- narkotiku ietekme;
- dezinfekcijas klātbūtne.
Laboratoriskajai diagnostikai ir jāņem vērā baktēriju spēja mainīties. Šīs īpašības ietekmē arī slimību profilaksē un ārstēšanā izmantojamo zāļu izstrādi un ražošanu.
Nevajag bēgt
Akadēmiķis Omeļjanskis reiz rakstīja, ka mikrobi ir neredzami, bet tie vienmēr atrodas blakus cilvēkam, tāpat kā draugi un ienaidnieki. Šīs mikroskopiskās dzīvības formas piepilda gaisu, augsni, ūdeni un ir atrodamas cilvēka ķermenī un jebkurā dzīvniekā. Dažus var izmantot cilvēku labā, kas ir īpaši svarīgi pārtikas rūpniecībai, bet daudzi ir nāvējoši, jo izraisa slimības. Pārtika var sabojāties baktēriju dēļ.
Mikrobi pirmo reizi tika atklāti 17. gadsimtā, kad tika uzbūvētas lēcas ar 200x palielinājumu. Mikrokosmoss pārsteidza zinātnieku, kurš to pirmo reizi ieraudzīja, holandieti Lēvenhuku. Pēc kāda laika pētījumu turpināja Pasters, kurš atklāja mikroskopiskās dzīves specifiku. Piemēram, bija iespējams izskaidrot alkohola fermentāciju un dažas cilvēku slimības. Tieši tad pirmo reizi tika izgudrota vakcīna. Pirmās slimības, kas tika uzvarētas ar šo metodi, bija Sibīrijas mēris un trakumsērga.
Atšķirīgās pazīmes: Mikrobi
Šajā grupā ietilpst organismi (pārsvarā tie sastāv no vienas šūnas), kurus var redzēt tikai ar lielu palielinājumu. Vairumam zinātnei zināmo mikrobu izmēri svārstās no tūkstošdaļas milimetra līdz tūkstošdaļai mikrometra. Šīs dzīvības formas sugu ir milzīgs skaits. Dažādās vidēs var pastāvēt dažādi mikrobi. Ir kategorijas:
- baktērijas;
- fāgi;
- sēnes;
- raugs;
- vīrusi.
Ir arī klasifikācija:
- mikoplazma;
- riketsija;
- vienšūņi.
Mikroskopiskā dzīve: sporu veidošanās
Process nav viegls, sporas nepavisam nav tas pats, kas baktēriju šūna. Sporas aizsargā blīvs apvalks, kura iekšpusē ir neliels šķidruma daudzums. Sporai barības vielas nav vajadzīgas, vairošanās procesi sasalst. Šī dzīvības forma pastāv ilgu laiku visnepatīkamākajos apstākļos: zem nulles temperatūras, karstuma vai sausuma. Daži strīdi ir dzīvotspējīgi gadu desmitiem, gadsimtiem. Mikroorganismi, kas izraisa stingumkrampjus, Sibīrijas mēri un botulismu, tiek uzskatīti par bīstamiem. Tiklīdz vide kļūst ērta eksistencei, sporas aug un sāk vairoties.
Baktērijas: struktūra
Tipiska baktēriju šūna sastāv no membrānas un gļotādas pārklājuma, kas bieži veido kapsulu. Iekšpusē ir citoplazma, ko aizsargā membrāna. Citoplazma ir bezkrāsains proteīns koloidālā formā. Citoplazmas iekšpusē ir ribosomas, kodols, DNS. Šeit šūna uzglabā uztura sastāvdaļas.
Ir baktērijas, kas var pārvietoties. Lai to izdarītu, daba tos ir apveltījusi ar plāniem pavedieniem, ko sauc par flagellas. Virzieni griežas, kas nospiež baktēriju uz jaunu dzīvotni. Dažiem ir ķekari, citiem ir atsevišķi pavedieni. Ir baktērijas, kuru pavedieni atrodas pa visu virsmu. Visbiežāk dzīslas tiek novērotas nūjās un savītās formās. Bet lielākajai daļai koku trūkst flagellu, tāpēc šāda veida mikroskopiskā dzīvība ir nekustīga.
Pavairošana - dalīšana. Daži sadalās ik pēc 15 minūtēm, tāpēc kolonija strauji aug. Visbiežāk to novēro pārtikas produktos, kas bagātināti ar uzturvielu komponentiem.
Šī ir diezgan specifiska mikroskopiskās dzīvības grupa, kas nav līdzīga nekam citam. Zinātnei zināmo vīrusu izmērs ir no 8 līdz 150 nm. Tos izmeklē tikai caur modernu palielināšanas sistēmu – elektronu mikroskopu. Daži satur olbaltumvielas un skābi. Mikroskopiski organismi provocē daudzas slimības, tostarp masalas un hepatītu. Tie ietekmē dzīvniekus, izraisot mēri un citus traucējumus, tostarp ļoti bīstamo mutes un nagu sērgu.
Zinātnei zināmos baktēriju vīrusus sauc par "bakteriofāgiem", bet "mikofāgi" darbojas pret sēnītēm. Pirmo var atrast visur, kur notiek mikroskopiskā dzīvība. Tie provocē mikroba nāvi, tāpēc tiek izmantoti ārstniecības un profilakses nolūkos, kā arī efektīvi pret infekcijām.
Riketsija un sēnītes
Sēnes ir arī ļoti interesanta mikroorganismu grupa. To īpatnība ir hlorofila trūkums. Šī dzīvības forma nav spējīga ražot organiskās vielas, bet tai ir nepieciešama, lai pastāvētu. Tas nosaka substrātus, uz kuriem sēnes var izdzīvot: videi jābūt bagātai ar uztura sastāvdaļām. Sēnītes inficē cilvēkus un izraisa kukaiņu, dzīvnieku un pat augu slimības. Viņi ir tie, kas izraisa mums ierasto kartupeļu visnepatīkamākās slimības - vēzi, vēlīnās pūtītes.
Sēnīšu šūnas sastāv no vakuola un kodola. Vizuāli līdzīgs augu šūnām. Forma: gari zari. Šūna sastāv no pavedieniem, kas savīti kopā, ko zinātnieki sauc par hifām. Hifas ir micēlija celtniecības materiāls, kas sastāv no šūnām (ar 1-2 kodoliem). Tomēr ir zināmi micēlijas, kas ir viena šūna ar lielu skaitu kodolu. Tos sauc par nešūnām. Micēlijs ir augļķermeņa augšanas pamats. Tomēr ir zināmas sēnes, kas sastāv no vienas šūnas un kurām nav nepieciešams micēlijs.
Sēnes: īpašības
Zinātne zina dažādas sēņu pavairošanas metodes. Viens no tiem ir hifu sadalīšana, tas ir, veģetatīvā metode. Pārsvarā sēnes vairojas ar sporām, un dalīšanās var būt seksuāla vai aseksuāla. Sporas var izdzīvot visnaidīgākajā vidē gadsimtiem ilgi. Pirms dīgšanas nogatavojušās sporas “ceļo” lielus attālumus, izmantojot nesējus. Tiklīdz spora nonāk vidē, kas bagāta ar uzturvielām, tā uzdīgst, parādās pavedieni un micēlijs.
Daudzas zinātnei zināmās sēnes pieder pie pelējuma kategorijas. Dabiskos apstākļos tie ir sastopami dažādās vietās. Mikroorganismi īpaši viegli dīgst uz pārtikas. Tos nav grūti saskatīt - parādās krāsains pārklājums. Visbiežāk ikdienā cilvēks sastopas ar mucor sēnēm, kas veido baltu, diezgan pūkainu masu. Ja dārzeņi ir pārklāti ar “mīksto” puvi, visticamāk, šeit ir parādījies Rhizopus. Bet, ja uz bumbieriem un āboliem ir plāna plēve, iespējams, iemesls ir botrytis. Diezgan bieži pelējumu izraisa penicillium mikroorganismi.
Briesmas un labums
Sēnes ne tikai sabojā pārtiku, bet arī to saindē. Mikroorganismi, kas ražo mikotoksīnus, to spēj: Fusarium, Aspergillus.
Tomēr ir zināmas cilvēkiem noderīgas sēnes. Tos diezgan plaši izmanto medikamentu un pārtikas produktu ražošanā. Tādējādi penicilijs ir neaizstājams penicilīna ražošanā — antibiotikas, ko lieto daudzu slimību ārstēšanai. Bez tā neiztikt, gatavojot cēlus, dārgus sierus - Rokforu, Kamambēru. Aspergillus ir nepieciešams fermentu preparātiem un tiek izmantots citronskābes ražošanā.
Baktērijas-sēnītes
Vēl viena interesanta mikroskopisko organismu grupa, ko atklājuši zinātnieki, ir aktinomicīti. Viņiem ir dažas sēnīšu īpašības, bet tajā pašā laikā tām ir baktēriju īpašības. Tie ir saistīti ar pirmo ar pavairošanas metodi, micēliju un hifu klātbūtni. Kopīgās iezīmes ar baktērijām – struktūras īpatnības, bioķīmija.
Raugs
Visbeidzot, raugs ir mikroskopiski organismi, kas sastāv no vienas šūnas. Raugs nevar kustēties un izaug līdz 10-15 mikroniem. Pārsvarā tie ir ovāli vai apaļi, taču sastopami arī nūju un sirpju formā. Reizēm jūs pat saskaraties ar tādiem, kas pēc formas ir līdzīgi citroniem. Šūnu struktūra ir līdzīga sēnīšu struktūrai, ir vakuole un kodols. Raugs dalās, veido sporas un vairojas, pumpējoties.
Dabiskos apstākļos sastopami ļoti dažādi raugi. Viņi dzīvo uz augiem, augsnē, pārtikā, atkritumos - visur, kur ir cukurs. Pārtikā raugs izraisa bojāšanos, jo ēdiens kļūst skābs un sāk rūgt. Ir arī formas, kas ražo oglekļa dioksīdu, spirtu no cukura. Cilvēki tos jau ilgu laiku aktīvi izmantojuši alkoholisko dzērienu pagatavošanai. Ir arī tādi rauga veidi, kas ir bīstami cilvēka veselībai – tie provocē kandidozi. Līdz šai dienai cīņa ar patogēnām sēnītēm ir ļoti sarežģīta, un kandidoze dažās formās var izraisīt pat nāvi (piemēram, sistēmiska).
Notiek ielāde...