Hvor mange typer bakterier er det i menneskekroppen? Typer nyttige bakterier. Mikroflora av menneskekroppen

Antall normale bakterieceller eller hvor mange bakterier i en person som lever på kroppen er omtrent 100 millioner.

Antallet bakterieceller på en person er 10 ganger større enn de 10 millioner cellene som utgjør menneskekroppen.

Hvor mange bakterier er det i menneskekroppen?

Mikroorganismer dekker jorden og alt på den. Mer enn 100 år har gått siden opprettelsen av grunnleggeren av moderne mikrobiologi og immunologi av den franske kjemikeren Louis Pasteur. I løpet av denne tiden ble mer enn 4000 bakteriearter identifisert og påvist, men mikrobiologer tror at millioner av arter fortsatt er ukjente.

Menneskelig hud er hjemsted for milliarder av bakterier; hver kvadratcentimeter inneholder omtrent 100 000 mikrober.

Faktisk består utrolige 10 % av menneskekroppens vekt av mikroorganismer.

Den totale vekten av mikrober som lever under jorden på planeten vår har blitt beregnet til å være mer enn 100 billioner tonn. De danner et lag som er mer enn 1,5 meter tykt hvis de er jevnt fordelt over jordens overflate.

Kunnskap om sykdomsfremkallende bakterier

Ofte moderne vitenskap helt uvitende om hvordan den mikroskopiske verden samhandler med høyere former for liv på planeten vår. Ta for eksempel en offentlig uttalelse i 1995 fra den britiske helseministeren. Da uttalte helseminister Stephen Dorrell at spongiform encefalopati ("kugalskap") ikke kan overføres til mennesker: "det er ingen tenkelig risiko for at kugalskap kan overføres fra kyr til mennesker." Ministeren kom med kommentaren i et forsøk på å lette offentlige bekymringer om kjøp og spising av britisk biff før en fullstendig vitenskapelig studie hadde blitt gjort.

Vitenskapelig forskning viste at den sykdomsfremkallende sannheten var at " kugalskap"smittes gjennom en prion. Dette er et nytt patogen, men ikke et virus eller en bakterie, men et protein som motstår alle former for sterilisering. Et år senere ba statsråden offentlig om unnskyldning for uttalelsen, men insisterte på at han gjorde det av uvitenhet.Det vil si at vi vet så lite om sykdomsfremkallende bakterier og sykdomsfremkallende mikroorganismer.

Faren for bakterier fra andre verdener

På samme måte kan vår uvitenhet om giftstoffer og patogener fra andre verdener føre til falske antagelser hvis omfanget av våre evner ikke undersøkes. Beste beskyttelse Hvordan vi kan anta at planeten vår mot en slik trussel er en kombinasjon av pågående vitenskapelig analyse av livets påvirkning ved bruk av robotromfartøy og fagfellevurdert vitenskapelig informasjon som allerede eksisterer. Hva om bisarre former for patogener finnes på planeter som Mars? Vi er virkelig klare til å bringe dem hjem og kanskje skumle patogene bakterier ?

Ingen kan gi pålitelige svar på slike viktige spørsmål. Vil antallet bakterier i mennesker øke og ødelegge hele menneskeheten?

Forskere vurderer overlevelsesferdighetene til terrestriske mikrober under ekstreme forhold og den potensielle patogenisiteten til fremmede mikrober i terrestrisk liv. Disse estimatene brukes deretter til å definere og forme romfartøysoppdrag til planeter og prøve returprogrammer.

Men inntil nylig hevder rapporter at eksperimenter har vist positive signaler for mikrobiell eksponering hos mennesker.

Hvilke bakterier er det: typer bakterier, deres klassifisering

Bakterier er bittesmå mikroorganismer som dukket opp for mange tusen år siden. Det er umulig å se mikrober med det blotte øye, men vi bør ikke glemme deres eksistens. Det er et stort antall basiller. Vitenskapen om mikrobiologi omhandler deres klassifisering, studier, varianter, strukturelle egenskaper og fysiologi.

Mikroorganismer kalles forskjellig, avhengig av deres type handling og funksjon. Under et mikroskop kan du observere hvordan disse små skapningene samhandler med hverandre. De første mikroorganismene var ganske primitive i form, men deres betydning bør ikke undervurderes. Helt fra begynnelsen utviklet basiller seg, skapte kolonier og prøvde å overleve under skiftende klimatiske forhold. Ulike vibrioer er i stand til å utveksle aminosyrer for å vokse og utvikle seg normalt.

I dag er det vanskelig å si hvor mange arter av disse mikroorganismene det er på jorden (dette tallet overstiger en million), men de mest kjente og navnene deres er kjent for nesten hver person. Det spiller ingen rolle hva slags mikrober det er eller hva de kalles, de har alle en fordel - de lever i kolonier, noe som gjør det mye lettere for dem å tilpasse seg og overleve.

Først, la oss finne ut hvilke mikroorganismer som finnes. Den enkleste klassifiseringen er god og dårlig. Med andre ord, de som er skadelige for menneskekroppen forårsaker mange sykdommer, og de som er gunstige. Deretter vil vi snakke i detalj om hva de viktigste fordelaktige bakteriene er og gi deres beskrivelse.

Du kan også klassifisere mikroorganismer i henhold til deres form og egenskaper. Mange husker sikkert at det i skolebøkene var en spesiell tabell som skildret ulike mikroorganismer, og ved siden av dem var betydningen og deres rolle i naturen. Det finnes flere typer bakterier:

• cocci - små baller som ligner en kjede, da de er plassert etter hverandre;
• stavformet;
• spirilla, spirochetes (har en kronglete form);
• vibrios.

Bakterier av forskjellige former

Vi har allerede nevnt at en av klassifikasjonene deler mikrober inn i typer avhengig av deres former.

Bacillus-bakterier har også noen egenskaper. For eksempel finnes det stavformede typer med spisse stolper, fortykkede, avrundede eller rette ender. Som regel er stavformede mikrober svært forskjellige og er alltid i kaos, de stiller seg ikke opp i en kjede (med unntak av streptobaciller), og fester seg ikke til hverandre (bortsett fra diplobaciller).

Mikrobiologer inkluderer streptokokker, stafylokokker, diplokokker og gonokokker blant sfæriske mikroorganismer. Disse kan være par eller lange kjeder av kuler.

Buede basiller er spirillaer, spiroketter. De er alltid aktive, men produserer ikke sporer. Spirilla er trygt for mennesker og dyr. Du kan skille spirilla fra spirochetes hvis du tar hensyn til antall hvirvler; de er mindre kronglete og har spesielle flageller på lemmene.

Typer patogene bakterier

For eksempel blir en gruppe mikroorganismer kalt kokker, og mer detaljert streptokokker og stafylokokker årsaken til ekte purulente sykdommer(furunkulose, streptokokk betennelse i mandlene).

Anaerober lever og utvikler seg godt uten oksygen; for noen typer av disse mikroorganismene blir oksygen dødelig. Aerobe mikrober krever oksygen for å trives.

Archaea er praktisk talt fargeløse encellede organismer.

Du må passe deg for patogene bakterier, fordi de forårsaker infeksjoner; gramnegative mikroorganismer anses som resistente mot antistoffer. Det er mye informasjon om jord, forråtnende mikroorganismer, som kan være skadelige eller gunstige.

Generelt er ikke spirilla farlige, men noen arter kan forårsake sodoku.

Typer nyttige bakterier

Selv skolebarn vet at basiller kan være nyttige og skadelige. Folk kjenner noen navn på øret (stafylokokker, streptokokker, pestbasill). Dette er skadelige skapninger som forstyrrer ikke bare det ytre miljøet, men også mennesker. Det er mikroskopiske basiller som forårsaker matforgiftning.

Må vite nyttig informasjon om melkesyre, mat, probiotiske mikroorganismer. For eksempel blir probiotika, med andre ord gode organismer, ofte brukt til medisinske formål. Du kan spørre: for hva? De tillater ikke skadelige bakterier formere seg inne i en person, styrke beskyttende funksjoner tarmer, har god effekt på menneskets immunsystem.

Bifidobakterier er også svært gunstige for tarmen. Melkesyrevibrioer inkluderer omtrent 25 arter. De finnes i store mengder i menneskekroppen, men er ikke farlige. Tvert imot beskytter de mage-tarmkanalen fra putrefactive og andre mikrober.

Når vi snakker om gode, kan man ikke unngå å nevne de enorme artene av streptomyceter. De er kjent for de som har tatt kloramfenikol, erytromycin og lignende legemidler.

Det finnes mikroorganismer som azotobacter. De lever i jorda i mange år, har en gunstig effekt på jorda, stimulerer plantevekst og renser jorda for tungmetaller. De er uunnværlige i medisin, landbruk, medisin og næringsmiddelindustrien.

Typer av bakteriell variasjon

Av natur er mikrober veldig ustadige, de dør raskt, de kan være spontane eller induserte. Vi vil ikke gå i detalj om variabiliteten til bakterier, siden denne informasjonen er mer interessant for de som er interessert i mikrobiologi og alle dens grener.

Typer av bakterier for septiktanker

Beboere i private hus forstår det presserende behovet for å rense avløpsvann, så vel som kloakk. I dag kan du raskt og effektivt rense avløp ved hjelp av spesielle bakterier for septiktanker. Dette er en stor lettelse for en person, siden rengjøring av kloakk ikke er en hyggelig oppgave.

Vi har allerede avklart hvor biologisk avløpsvannbehandling brukes, og la oss nå snakke om selve systemet. Bakterier for septiktanker dyrkes i laboratorier; de dreper den ubehagelige lukten av avløpsvann, desinfiserer dreneringsbrønner, avløpsbrønner og reduserer mengden avløpsvann. Det er tre typer bakterier som brukes til septiktanker:

• aerobic;
• anaerob;
• levende (bioaktivatorer).

Svært ofte bruker folk kombinerte rengjøringsmetoder. Følg nøye instruksjonene på produktet, og sørg for at vannstanden bidrar til normal overlevelse av bakterier. Husk også å bruke avløpet minst en gang annenhver uke for å gi bakteriene noe å spise, ellers dør de. Ikke glem at klor fra rengjøringspulver og væsker dreper bakterier.

De mest populære bakteriene er Doctor Robic, Septifos, Waste Treat.

Typer bakterier i urin

I teorien skal det ikke være bakterier i urinen, men etter ulike handlinger og situasjoner setter ørsmå mikroorganismer seg hvor de vil: i skjeden, i nesen, i vann og så videre. Hvis det oppdages bakterier under tester, betyr dette at personen lider av sykdommer i nyrer, blære eller urinledere. Det er flere måter mikroorganismer kommer inn i urinen på. Før behandling er det svært viktig å undersøke og nøyaktig bestemme typen av bakterier og inngangsveien. Dette kan bestemmes ved biologisk dyrking av urin, når bakteriene plasseres i et gunstig habitat. Deretter sjekkes bakteriers reaksjon på ulike antibiotika.

Vi ønsker at du alltid skal være frisk. Ta vare på deg selv, vask hendene regelmessig, beskytt kroppen mot skadelige bakterier!

Bakterier er mest eldgammel organisme på jorden, og også den enkleste i sin struktur. Den består av bare én celle, som bare kan sees og studeres under et mikroskop. Et karakteristisk trekk ved bakterier er fraværet av en kjerne, som er grunnen til at bakterier klassifiseres som prokaryoter.

Noen arter danner små grupper av celler; slike klynger kan være omgitt av en kapsel (case). Størrelsen, formen og fargen på bakterien er svært avhengig av miljøet.

Bakterier kjennetegnes ved sin form i stavformede (basill), sfæriske (kokker) og kronglete (spirilla). Det er også modifiserte - kubiske, C-formede, stjerneformede. Deres størrelse varierer fra 1 til 10 mikron. Visse typer bakterier kan aktivt bevege seg ved hjelp av flagella. Sistnevnte er noen ganger dobbelt så store som selve bakterien.

Typer former for bakterier

For å bevege seg bruker bakterier flageller, hvor mange varierer - en, et par eller en bunt med flageller. Plasseringen av flagellene kan også være forskjellig - på den ene siden av cellen, på sidene eller jevnt fordelt over hele planet. En av bevegelsesmetodene anses også å være glidende takket være slimet som prokaryoten er dekket med. De fleste har vakuoler inne i cytoplasmaet. Justering av gasskapasiteten til vakuolene hjelper dem med å bevege seg opp eller ned i væsken, samt bevege seg gjennom luftkanalene i jorda.

Forskere har oppdaget mer enn 10 tusen varianter av bakterier, men ifølge vitenskapelige forskere er det mer enn en million arter i verden. generelle egenskaper bakterier gjør det mulig å bestemme deres rolle i biosfæren, samt å studere strukturen, typene og klassifiseringen av bakterieriket.

Habitater

Enkel struktur og hastighet på tilpasning til miljøforhold hjalp bakterier med å spre seg over et bredt spekter av planeten vår. De finnes overalt: vann, jord, luft, levende organismer - alt dette er det mest akseptable habitatet for prokaryoter.

Bakterier ble funnet både på sørpolen og i geysirer. De finnes på havbunnen, så vel som i de øvre lagene av jordens luftkappe. Bakterier lever overalt, men antallet avhenger av gunstige forhold. For eksempel lever et stort antall bakteriearter i åpne vannforekomster, så vel som jord.

Strukturelle funksjoner

En bakteriecelle kjennetegnes ikke bare av det faktum at den ikke har en kjerne, men også ved fravær av mitokondrier og plastider. DNAet til denne prokaryoten ligger i en spesiell kjernefysisk sone og ser ut som en nukleoid lukket i en ring. Hos bakterier består cellestrukturen av en cellevegg, kapsel, kapsellignende membran, flageller, pili og cytoplasmatisk membran. Intern struktur dannet av cytoplasma, granuler, mesosomer, ribosomer, plasmider, inklusjoner og nukleoid.

Celleveggen til en bakterie utfører funksjonen som forsvar og støtte. Stoffer kan strømme fritt gjennom det på grunn av permeabilitet. Dette skallet inneholder pektin og hemicellulose. Noen bakterier skiller ut et spesielt slim som kan bidra til å beskytte mot uttørking. Slim danner en kapsel - et polysakkarid i kjemisk sammensetning. I denne formen tåler bakterien selv svært høye temperaturer. Den utfører også andre funksjoner, for eksempel vedheft til alle overflater.

På overflaten av bakteriecellen er det tynne proteinfibre kalt pili. Det kan være et stort antall av dem. Pili hjelper cellen med å overføre genetisk materiale og sørger også for adhesjon til andre celler.

Under veggens plan er det en tre-lags cytoplasmatisk membran. Det garanterer transport av stoffer og spiller også en betydelig rolle i dannelsen av sporer.

Cytoplasmaet til bakterier er 75 prosent laget av vann. Sammensetning av cytoplasma:

• Fishsomes;
• mesosomer;
• aminosyrer;
• enzymer;
• pigmenter;
• sukker;
• granulat og inneslutninger;
• nukleoid.

Metabolisme i prokaryoter er mulig både med og uten deltakelse av oksygen. De fleste av dem lever av ferdige næringsstoffer av organisk opprinnelse. Svært få arter er i stand til å syntetisere organiske stoffer fra uorganiske. Dette er blågrønne bakterier og cyanobakterier, som spilte en betydelig rolle i dannelsen av atmosfæren og dens metning med oksygen.

Reproduksjon

Under forhold som er gunstige for reproduksjon, utføres den ved spirende eller vegetativt. Aseksuell reproduksjon skjer i følgende rekkefølge:

1. Bakteriecellen når sitt maksimale volum og inneholder nødvendig tilførsel av næringsstoffer.
2. Cellen forlenges og en skillevegg vises i midten.
3. Nukleotiddeling skjer inne i cellen.
4. Hoved- og separert DNA divergerer.
5. Cellen deler seg i to.
6. Resterende dannelse av datterceller.

Med denne reproduksjonsmetoden er det ingen utveksling av genetisk informasjon, så alle datterceller vil være en eksakt kopi av moren.

Prosessen med bakteriell reproduksjon under ugunstige forhold er mer interessant. Forskere lærte om evnen til seksuell reproduksjon av bakterier relativt nylig - i 1946. Bakterier har ikke deling i kvinnelige og reproduktive celler. Men deres DNA er heterogent. Når to slike celler nærmer seg hverandre, danner de en kanal for overføring av DNA, og en utveksling av steder skjer - rekombinasjon. Prosessen er ganske lang, og resultatet er to helt nye individer.

De fleste bakterier er svært vanskelig å se under et mikroskop fordi de ikke har sin egen farge. Få varianter er lilla eller grønne på grunn av innholdet av bakterioklorofyll og bakteriopurpurin. Selv om vi ser på noen kolonier av bakterier, blir det klart at de frigjør fargede stoffer i miljøet og får en lys farge. For å studere prokaryoter mer detaljert, blir de farget.

Klassifisering

Klassifisering av bakterier kan baseres på indikatorer som:

• Skjema
• måte å reise på;
• metode for å skaffe energi;
• Avfallsprodukt;
• grad av fare.

Bakteriesymbioter lever i fellesskap med andre organismer.

Bakterier saprofytter lever av allerede døde organismer, produkter og organisk avfall. De fremmer prosessene med råtne og gjæring.

Råtning renser naturen for lik og annet organisk avfall. Uten forfallsprosessen ville det ikke vært noen syklus av stoffer i naturen. Så hva er bakterienes rolle i stoffets syklus?

Råtnende bakterier er en assistent i prosessen med å bryte ned proteinforbindelser, samt fett og andre forbindelser som inneholder nitrogen. Etter å ha utført en kompleks kjemisk reaksjon bryter de bindingene mellom molekylene til organiske organismer og fanger opp proteinmolekyler og aminosyrer. Når de brytes ned, frigjør molekylene ammoniakk, hydrogensulfid og andre skadelige stoffer. De er giftige og kan forårsake forgiftning hos mennesker og dyr.

Råtnende bakterier formerer seg raskt under forhold som er gunstige for dem. Siden dette ikke bare er gunstige bakterier, men også skadelige, har folk lært å behandle dem for å forhindre for tidlig råtning av produkter: tørking, sylting, salting, røyking. Alle disse behandlingsmetodene dreper bakterier og hindrer dem i å formere seg.

Fermenteringsbakterier ved hjelp av enzymer er i stand til å bryte ned karbohydrater. Folk la merke til denne evnen tilbake i antikken og bruker fortsatt slike bakterier til å lage melkesyreprodukter, eddik og andre matvarer.

Bakterier, som jobber sammen med andre organismer, gjør svært viktig kjemisk arbeid. Det er veldig viktig å vite hvilke typer bakterier som finnes og hvilke fordeler eller skader de tilfører naturen.

Mening i naturen og for mennesker

Det var allerede nevnt ovenfor veldig viktig mange typer bakterier (under nedbrytningsprosesser og ulike typer fermentering), d.v.s. oppfylle en sanitær rolle på jorden.

Bakterier spiller også en stor rolle i syklusen av karbon, oksygen, hydrogen, nitrogen, fosfor, svovel, kalsium og andre elementer. Mange typer bakterier bidrar til aktiv fiksering av atmosfærisk nitrogen og omdanner det til organisk form, og bidrar til å øke jordens fruktbarhet. Av spesiell betydning er de bakteriene som bryter ned cellulose, som er hovedkilden til karbon for livet til jordmikroorganismer.

Sulfatreduserende bakterier er involvert i dannelsen av olje og hydrogensulfid i medisinsk gjørme, jord og hav. Dermed er laget av vann mettet med hydrogensulfid i Svartehavet et resultat av den vitale aktiviteten til sulfatreduserende bakterier. Aktiviteten til disse bakteriene i jordsmonn fører til dannelse av brus og sodasalinisering av jorda. Sulfatreduserende bakterier omdanner næringsstoffer i risplantasjejord til en form som blir tilgjengelig for røttene til avlingen. Disse bakteriene kan forårsake korrosjon av metall under bakken og undervannsstrukturer.

Takket være den vitale aktiviteten til bakterier, er jorda frigjort fra mange produkter og skadelige organismer og er mettet med verdifulle næringsstoffer. Baktericide preparater brukes med suksess for å bekjempe mange typer skadeinsekter (maisborer, etc.).

Mange typer bakterier brukes i ulike industrier for å produsere aceton, etyl og butylalkoholer, eddiksyre, enzymer, hormoner, vitaminer, antibiotika, protein-vitaminpreparater, etc.

Uten bakterier er prosessene med å garve lær, tørke tobakksblader, produsere silke, gummi, bearbeide kakao, kaffe, bløtlegging av hamp, lin og andre bastfiberplanter, surkål, avløpsvannbehandling, utvasking av metaller, etc. umulig.

BAKTERIE
en stor gruppe encellede mikroorganismer karakterisert ved fravær av en cellekjerne omgitt av en membran. Samtidig inntar det genetiske materialet til bakterien (deoksyribonukleinsyre, eller DNA) en helt bestemt plass i cellen – en sone som kalles nukleoiden. Organismer med en slik cellestruktur kalles prokaryoter ("prenukleære"), i motsetning til alle andre - eukaryoter ("ekte kjernefysiske"), hvis DNA er lokalisert i kjernen omgitt av et skall. Bakterier, som tidligere ble ansett som mikroskopiske planter, er nå klassifisert i det uavhengige kongeriket Monera – en av fem i dagens klassifiseringssystem, sammen med planter, dyr, sopp og protister.

Fossile bevis. Bakterier er trolig den eldste kjente organismegruppen. Lagdelte steinstrukturer - stromatolitter - datert i noen tilfeller til begynnelsen av arkeozoikum (arkeisk), d.v.s. oppsto for 3,5 milliarder år siden, - resultatet av den vitale aktiviteten til bakterier, vanligvis fotosyntese, den såkalte. blågrønnalger. Lignende strukturer (bakteriefilmer impregnert med karbonater) dannes fortsatt i dag, hovedsakelig utenfor kysten av Australia, Bahamas, i California og Persiabukta, men de er relativt sjeldne og når ikke store størrelser, fordi planteetende organismer, som gastropoder , feed på dem. I dag vokser stromatolitter hovedsakelig der disse dyrene er fraværende på grunn av høy saltholdighet i vann eller av andre grunner, men før fremveksten av planteetende former under evolusjonen, kunne de nå enorme størrelser, og utgjør et essensielt element i oseanisk grunt vann, sammenlignet med moderne korallrev. I noen eldgamle bergarter er det funnet ørsmå forkullede kuler, som også antas å være rester av bakterier. De første kjernefysiske, dvs. eukaryote, celler utviklet seg fra bakterier for omtrent 1,4 milliarder år siden.
Økologi. Bakterier er rikelig i jorda, på bunnen av innsjøer og hav – uansett hvor organisk materiale samler seg. De lever i kulden, når termometeret er like over null, og i varme sure kilder med temperaturer over 90 ° C. Noen bakterier tåler svært høy saltholdighet; spesielt er de de eneste organismene som finnes i Dødehavet. I atmosfæren er de til stede i vanndråper, og deres overflod der korrelerer vanligvis med støvet i luften. I byer inneholder derfor regnvann mye mer bakterier enn på landsbygda. Det er få av dem i den kalde luften i høye fjell og polare strøk, men de finnes selv i det nedre laget av stratosfæren i en høyde av 8 km. Tett befolket av bakterier (vanligvis ufarlig) fordøyelseskanalen dyr. Eksperimenter har vist at de ikke er nødvendige for livet til de fleste arter, selv om de kan syntetisere noen vitaminer. Hos drøvtyggere (kyr, antiloper, sauer) og mange termitter er de imidlertid involvert i fordøyelsen av plantemat. I tillegg, immunsystemet et dyr oppdrettet under sterile forhold utvikler seg ikke normalt på grunn av mangel på bakteriell stimulering. Den normale bakterielle "floraen" i tarmene er også viktig for å undertrykke inntak av skadelige mikroorganismer.

STRUKTUR OG LIVSAKTIVITET TIL BAKTERIER

Bakterier er mye mindre enn cellene til flercellede planter og dyr. Tykkelsen deres er vanligvis 0,5-2,0 mikron, og lengden er 1,0-8,0 mikron. Noen former er knapt synlige ved oppløsningen til standard lysmikroskop (ca. 0,3 mikron), men det er også kjent arter med en lengde på over 10 mikron og en bredde som også går utover de angitte grensene, og en rekke svært tynne bakterier kan over 50 mikron i lengde. På overflaten som tilsvarer punktet merket med en blyant, vil en kvart million mellomstore representanter for dette riket passe.
Struktur. Basert på deres morfologiske egenskaper skilles følgende grupper av bakterier ut: kokker (mer eller mindre sfæriske), basiller (staver eller sylindre med avrundede ender), spirilla (stive spiraler) og spiroketter (tynne og fleksible hårlignende former). Noen forfattere har en tendens til å kombinere de to siste gruppene til én - spirilla. Prokaryoter skiller seg fra eukaryoter hovedsakelig i fravær av en dannet kjerne og typisk tilstedeværelse av bare ett kromosom - et veldig langt sirkulært DNA-molekyl festet på ett punkt til cellemembranen. Prokaryoter har heller ikke membranlukkede intracellulære organeller kalt mitokondrier og kloroplaster. Hos eukaryoter produserer mitokondrier energi under respirasjon, og fotosyntese skjer i kloroplaster (se også CELLE). Hos prokaryoter tar hele cellen (og først og fremst cellemembranen) funksjonen til et mitokondrie, og i fotosyntetiske former tar den også funksjonen som en kloroplast. Som eukaryoter, inne i bakterier er det små nukleoproteinstrukturer - ribosomer, nødvendige for proteinsyntese, men de er ikke assosiert med noen membraner. Med svært få unntak er ikke bakterier i stand til å syntetisere steroler, viktige komponenter i eukaryote cellemembraner. Utenfor cellemembranen er de fleste bakterier dekket med en cellevegg, som minner litt om celluloseveggen til planteceller, men som består av andre polymerer (de inkluderer ikke bare karbohydrater, men også aminosyrer og bakteriespesifikke stoffer). Denne membranen hindrer bakteriecellen i å sprekke når vann kommer inn i den gjennom osmose. På toppen av celleveggen er ofte en beskyttende slimete kapsel. Mange bakterier er utstyrt med flageller, som de aktivt svømmer med. Bakterielle flageller er strukturert enklere og noe annerledes enn lignende strukturer av eukaryoter.

"TYPISK" BAKTERIECELLE og dens grunnleggende strukturer.

Sansefunksjoner og atferd. Mange bakterier har kjemiske reseptorer som oppdager endringer i surheten i miljøet og konsentrasjonen av ulike stoffer, som sukker, aminosyrer, oksygen og karbondioksid. Hvert stoff har sin egen type slike "smak"-reseptorer, og tapet av en av dem som følge av mutasjon fører til delvis "smaksblindhet". Mange bevegelige bakterier reagerer også på temperatursvingninger, og fotosyntetiske arter reagerer på endringer i lysintensitet. Noen bakterier oppfatter retningen til feltlinjer magnetfelt, inkludert jordens magnetfelt, ved hjelp av partikler av magnetitt (magnetisk jernmalm - Fe3O4) som finnes i cellene deres. I vann bruker bakterier denne evnen til å svømme langs kraftlinjer på jakt etter et gunstig miljø. Betingede reflekser i bakterier er ukjente, men de har en viss type primitiv hukommelse. Mens de svømmer, sammenligner de den oppfattede intensiteten av stimulansen med dens tidligere verdi, dvs. avgjøre om den har blitt større eller mindre, og ut fra dette opprettholde bevegelsesretningen eller endre den.
Reproduksjon og genetikk. Bakterier formerer seg aseksuelt: DNAet i cellen deres replikeres (dobles), cellen deler seg i to, og hver dattercelle mottar en kopi av foreldre-DNAet. Bakterie-DNA kan også overføres mellom ikke-delte celler. Samtidig skjer ikke deres fusjon (som i eukaryoter), antallet individer øker ikke, og vanligvis overføres bare en liten del av genomet (hele settet med gener) til en annen celle, i motsetning til "ekte" seksuell prosess, der etterkommeren mottar et komplett sett med gener fra hver forelder. Denne DNA-overføringen kan skje på tre måter. Under transformasjon absorberer bakterien "nakent" DNA fra miljøet, som kom dit under ødeleggelsen av andre bakterier eller bevisst ble "glidd" av eksperimentatoren. Prosessen kalles transformasjon fordi den tidlige stadier studien fokuserte på transformasjon (transformasjon) på denne måten ufarlige organismer til virulente. DNA-fragmenter kan også overføres fra bakterier til bakterier av spesielle virus - bakteriofager. Dette kalles transduksjon. En prosess som minner om befruktning og kalles konjugering er også kjent: bakterier er forbundet med hverandre ved hjelp av midlertidige rørformede projeksjoner (kopulatoriske fimbriae), gjennom hvilke DNA går fra en "mannlig" celle til en "kvinnelig" celle. Noen ganger inneholder bakterier svært små ekstra kromosomer - plasmider, som også kan overføres fra individ til individ. Hvis plasmidene inneholder gener som forårsaker resistens mot antibiotika, snakker de om infeksjonsresistens. Hun er viktig med medisinsk poeng syn, siden det kan spre seg mellom forskjellige arter og til og med slekter av bakterier, som et resultat av at hele bakteriefloraen, for eksempel i tarmen, blir motstandsdyktig mot virkningen av visse legemidler.

METABOLISME

Delvis på grunn av den lille størrelsen på bakterier, er deres metabolske hastighet mye høyere enn for eukaryoter. Under de mest gunstige forholdene kan noen bakterier doble sin totale masse og antall omtrent hvert 20. minutt. Dette forklares med at en rekke av deres viktigste enzymsystemer fungerer med svært høy hastighet. Dermed trenger en kanin et spørsmål om minutter for å syntetisere et proteinmolekyl, mens bakterier tar sekunder. Imidlertid, i naturlige omgivelser For eksempel, i jorda er de fleste bakterier "på en sultediett", så hvis cellene deres deler seg, er det ikke hvert 20. minutt, men en gang med noen få dager.
Ernæring. Bakterier er autotrofer og heterotrofer. Autotrofer («selvmatende») trenger ikke stoffer produsert av andre organismer. De bruker karbondioksid (CO2) som den viktigste eller eneste kilden til karbon. Inkludert CO2 og andre uorganiske stoffer, spesielt ammoniakk (NH3), nitrater (NO-3) og ulike svovelforbindelser, til kompleks kjemiske reaksjoner, syntetiserer de alle de biokjemiske produktene de trenger. Heterotrofer («næring av andre») bruker organiske (karbonholdige) stoffer syntetisert av andre organismer, spesielt sukker, som hovedkilden til karbon (noen arter trenger også CO2). Når de oksideres, tilfører disse forbindelsene energi og molekyler som er nødvendige for cellevekst og funksjon. I denne forstand ligner heterotrofe bakterier, som inkluderer det store flertallet av prokaryoter, mennesker.
Hovedkilder til energi. Hvis hovedsakelig lysenergi (fotoner) brukes til dannelse (syntese) av cellulære komponenter, kalles prosessen fotosyntese, og arter som er i stand til det kalles fototrofer. Fototrofe bakterier deles inn i fotoheterotrofer og fotoautotrofer avhengig av hvilke forbindelser - organiske eller uorganiske - som tjener som hovedkilden til karbon. Fotoautotrofe cyanobakterier (blågrønne alger), som grønne planter, bryter ned vannmolekyler (H2O) ved hjelp av lysenergi. Dette frigjør fritt oksygen (1/2O2) og produserer hydrogen (2H+), som kan sies å omdanne karbondioksid (CO2) til karbohydrater. Grønne og lilla svovelbakterier bruker lysenergi til å bryte ned andre uorganiske molekyler, for eksempel hydrogensulfid (H2S), i stedet for vann. Resultatet produserer også hydrogen, som reduserer karbondioksid, men det frigjøres ikke oksygen. Denne typen fotosyntese kalles anoksygen. Fotoheterotrofe bakterier, som lilla ikke-svovelbakterier, bruker lysenergi til å produsere hydrogen fra organiske stoffer, spesielt isopropanol, men deres kilde kan også være H2-gass. Hvis den viktigste energikilden i cellen er oksidasjon kjemiske substanser, kalles bakterier kjemoheterotrofer eller kjemoautotrofer avhengig av om molekylene fungerer som hovedkilden til karbon - organisk eller uorganisk. For førstnevnte gir organisk materiale både energi og karbon. Kjemoautotrofer henter energi fra oksidasjon av uorganiske stoffer, som hydrogen (til vann: 2H4 + O2 i 2H2O), jern (Fe2+ i Fe3+) eller svovel (2S + 3O2 + 2H2O i 2SO42- + 4H+), og karbon fra CO2. Disse organismene kalles også kjemolitotrofer, og understreker dermed at de "mater" på steiner.
Pust. Cellulær respirasjon er prosessen med å frigjøre kjemisk energi lagret i "mat"-molekyler for videre bruk i vitale reaksjoner. Respirasjonen kan være aerob og anaerob. I det første tilfellet krever det oksygen. Det er nødvendig for arbeidet til den såkalte. elektrontransportsystem: elektroner beveger seg fra ett molekyl til et annet (energi frigjøres) og slutter seg til oksygen sammen med hydrogenioner - vann dannes. Anaerobe organismer trenger ikke oksygen, og for noen arter av denne gruppen er det til og med giftig. Elektronene som frigjøres under respirasjon fester seg til andre uorganiske akseptorer, som nitrat, sulfat eller karbonat, eller (i en form for slik respirasjon - fermentering) til et spesifikt organisk molekyl, spesielt glukose. Se også METABOLISME.

KLASSIFISERING

I de fleste organismer anses en art å være en reproduktivt isolert gruppe individer. I vid forstand betyr dette at representanter for en gitt art kan produsere fruktbart avkom ved kun å parre seg med sin egen art, men ikke med individer av andre arter. Dermed strekker genene til en bestemt art som regel ikke utover dens grenser. Men i bakterier kan genutveksling forekomme mellom individer ikke bare forskjellige typer, men også av forskjellige slekter, så om det er legitimt å anvende de vanlige begrepene om evolusjonær opprinnelse og slektskap her er ikke helt klart. På grunn av dette og andre vanskeligheter er det ennå ingen generelt akseptert klassifisering av bakterier. Nedenfor er en av de mye brukte variantene.
KINGDOM OF MONERA

Phylum Gracilicutes (tynnveggede gramnegative bakterier)

Klasse Scotobacteria (ikke-fotosyntetiske former, for eksempel myxobakterier) Klasse Anoksyfotobakterier (ikke-oksygenproduserende fotosyntetiske former, for eksempel lilla svovelbakterier) Klasse Oksyfotobakterier (oksygenproduserende fotosyntetiske former, for eksempel cyanobakterier)

Phylum Firmicutes (tykkveggede gram-positive bakterier)

Klasse Firmibacteria (hardcellede former, som clostridia)
Klasse thallobakterier (forgrenede former, f.eks. actinomycetes)

Phylum Tenericutes (Gram-negative bakterier uten cellevegg)

Klasse Mollicutes (mykcellede former, for eksempel mykoplasmer)

Phylum Mendosicutes (bakterier med defekte cellevegger)

Klasse arkebakterier (gamle former, f.eks. metandannende)

Domener. Nyere biokjemiske studier har vist at alle prokaryoter er tydelig delt inn i to kategorier: en liten gruppe arkebakterier (Archaebacteria – «gamle bakterier») og alle de andre, kalt eubakterier (Eubacteria – «ekte bakterier»). Det antas at arkebakterier, sammenlignet med eubakterier, er mer primitive og nærmere den felles stamfaren til prokaryoter og eukaryoter. De skiller seg fra andre bakterier i flere viktige trekk, inkludert sammensetningen av ribosomale RNA (rRNA) molekyler involvert i proteinsyntese, den kjemiske strukturen til lipider (fettlignende stoffer) og tilstedeværelsen i celleveggen av noen andre stoffer i stedet for protein-karbohydrat polymer murein. I klassifiseringssystemet ovenfor regnes arkebakterier som bare en av typene i det samme riket, som forener alle eubakterier. Men ifølge noen biologer er forskjellene mellom arkebakterier og eubakterier så store at det er mer riktig å betrakte arkebakterier innenfor Monera som et spesielt underrike. Nylig har det dukket opp et enda mer radikalt forslag. Molekylær analyse har avslørt så betydelige forskjeller i genstruktur mellom disse to gruppene av prokaryoter at noen anser deres tilstedeværelse i samme rike av organismer for å være ulogisk. I denne forbindelse foreslås det å opprette en taksonomisk kategori (taxon) av en enda høyere rang, og kalle den et domene, og dele alle levende ting inn i tre domener - Eucarya (eukaryoter), Archaea (archaebacteria) og Bakterier (nåværende eubacteria) .

ØKOLOGI

De to viktigste økologiske funksjonene til bakterier er nitrogenfiksering og mineralisering av organiske rester.
Nitrogenfiksering. Bindingen av molekylært nitrogen (N2) for å danne ammoniakk (NH3) kalles nitrogenfiksering, og oksidasjonen av sistnevnte til nitritt (NO-2) og nitrat (NO-3) kalles nitrifikasjon. Dette er livsviktige prosesser for biosfæren, siden planter trenger nitrogen, men de kan bare absorbere dens bundne former. For tiden er omtrent 90 % (ca. 90 millioner tonn) av den årlige mengden slik "fiksert" nitrogen levert av bakterier. Resten produseres av kjemiske planter eller oppstår under lynnedslag. Nitrogen i luften, som er ca. 80 % av atmosfæren er hovedsakelig bundet av den gramnegative slekten Rhizobium og cyanobakterier. Rhizobium-arter inngår symbiose med omtrent 14 000 arter av belgfrukter (familien Leguminosae), som inkluderer for eksempel kløver, alfalfa, soyabønner og erter. Disse bakteriene lever i den såkalte. knuter - hevelser dannet på røttene i deres nærvær. Bakterier henter organiske stoffer (næring) fra planten, og forsyner til gjengjeld verten med fiksert nitrogen. I løpet av et år fikseres opptil 225 kg nitrogen per hektar på denne måten. Ikke-belgplanter, som or, går også i symbiose med andre nitrogenfikserende bakterier. Cyanobakterier fotosyntetiserer, som grønne planter, og frigjør oksygen. Mange av dem er også i stand til å fikse atmosfærisk nitrogen, som deretter konsumeres av planter og til slutt dyr. Disse prokaryotene tjener viktig kilde bundet nitrogen i jorda generelt og rismarker i øst spesielt, samt hovedleverandøren for havøkosystemer.
Mineralisering. Dette er navnet som er gitt til dekomponering av organiske rester til karbondioksid (CO2), vann (H2O) og mineralsalter. Fra et kjemisk synspunkt tilsvarer denne prosessen forbrenning, så den krever store mengder oksygen. Det øverste jordlaget inneholder fra 100 000 til 1 milliard bakterier per 1 g, dvs. ca 2 tonn per hektar. Vanligvis blir alle organiske rester, når de først er i bakken, raskt oksidert av bakterier og sopp. Mer motstandsdyktig mot nedbrytning er et brunaktig organisk stoff kalt humussyre, som hovedsakelig dannes av lignin som finnes i tre. Det samler seg i jorda og forbedrer egenskapene.

BAKTERIER OG INDUSTRI

Gitt mangfoldet av kjemiske reaksjoner bakterier katalyserer, er det ikke overraskende at de har vært mye brukt i produksjon, i noen tilfeller siden antikken. Prokaryoter deler herligheten til slike mikroskopiske menneskelige assistenter med sopp, først og fremst gjær, som sørger for de fleste prosessene med alkoholisk gjæring, for eksempel ved produksjon av vin og øl. Nå som det har blitt mulig å introdusere nyttige gener i bakterier, noe som tvinger dem til å syntetisere verdifulle stoffer, for eksempel insulin, har den industrielle anvendelsen av disse levende laboratoriene fått en kraftig ny drivkraft. Se også GENETIKK.
Mat industri. For tiden brukes bakterier av denne industrien hovedsakelig til produksjon av oster, andre fermenterte melkeprodukter og eddik. De viktigste kjemiske reaksjonene her er dannelsen av syrer. Således, når de produserer eddik, oksiderer bakterier av slekten Acetobacter etylalkoholen i cider eller andre væsker til eddiksyre. Lignende prosesser oppstår når surkål er surkål: anaerobe bakterier fermenterer sukkeret som finnes i bladene til denne planten til melkesyre, samt eddiksyre og forskjellige alkoholer.
Malmutvasking. Bakterier brukes til utvasking av lavgradige malmer, d.v.s. konvertere dem til en løsning av salter av verdifulle metaller, først og fremst kobber (Cu) og uran (U). Et eksempel er bearbeiding av kopperkis, eller kobberkis (CuFeS2). Dynger av denne malmen vannes med jevne mellomrom med vann, som inneholder kjemolitotrofiske bakterier av slekten Thiobacillus. I løpet av livsaktiviteten oksiderer de svovel (S), og danner oppløselige kobber- og jernsulfater: CuFeS2 + 4O2 i CuSO4 + FeSO4. Slike teknologier forenkler i stor grad utvinningen av verdifulle metaller fra malm; i prinsippet tilsvarer de prosessene som skjer i naturen under forvitring av bergarter.
Resirkulering. Bakterier tjener også til å omdanne avfallsmaterialer, som kloakk, til mindre farlige eller til og med nyttige produkter. Avløpsvann er et av de mest presserende problemene for den moderne menneskeheten. Deres fullstendige mineralisering krever enorme mengder oksygen, og i vanlige reservoarer hvor det er vanlig å dumpe dette avfallet, er det ikke lenger nok oksygen til å "nøytralisere" det. Løsningen ligger i ekstra lufting av avløpsvannet i spesielle bassenger (luftetanker): som et resultat har de mineraliserende bakteriene nok oksygen til å bryte ned organisk materiale fullstendig, og i de mest gunstige tilfellene blir et av sluttproduktene av prosessen drikker vann. Det uløselige sedimentet som blir igjen underveis kan utsettes for anaerob gjæring. For å sikre at slike vannbehandlingsanlegg tar minst mulig plass og penger, er det nødvendig med god kunnskap om bakteriologi.
Andre bruksområder. Andre viktige områder for industriell anvendelse av bakterier inkluderer for eksempel linlapp, dvs. separasjon av spinnende fibre fra andre deler av planten, samt produksjon av antibiotika, spesielt streptomycin (bakterier av slekten Streptomyces).

BEKJEMPER BAKTERIER I INDUSTRIEN

Bakterier er ikke bare gunstige; Kampen mot massereproduksjonen deres, for eksempel i matvarer eller i vannsystemene til tremasse- og papirfabrikker, har blitt et helt aktivitetsområde. Mat blir ødelagt under påvirkning av bakterier, sopp og egne enzymer som forårsaker autolyse ("selvfordøyelse"), med mindre de inaktiveres av varme eller andre midler. Fordi det hovedårsaken Siden ødeleggelse fortsatt er forårsaket av bakterier, krever utviklingen av effektive matlagringssystemer kunnskap om utholdenhetsgrensene til disse mikroorganismene. En av de vanligste teknologiene er pasteurisering av melk, som dreper bakterier som forårsaker for eksempel tuberkulose og brucellose. Melken holdes ved 61-63°C i 30 minutter eller ved 72-73°C i bare 15 sekunder. Dette svekker ikke smaken på produktet, men inaktiverer sykdomsfremkallende bakterier. Vin, øl og fruktjuice kan også pasteuriseres. Fordelene med å lagre mat i kulde har lenge vært kjent. Lave temperaturer dreper ikke bakterier, men de hindrer dem i å vokse og formere seg. Riktignok, når frossen, for eksempel til -25 ° C, reduseres antall bakterier etter noen måneder, men et stort antall av disse mikroorganismene overlever fortsatt. Ved temperaturer rett under null fortsetter bakterier å formere seg, men veldig sakte. Deres levedyktige kulturer kan lagres nesten på ubestemt tid etter lyofilisering (frysetørking) i et proteinholdig medium, som blodserum. Til andre kjente metoder matlagring inkluderer tørking (tørking og røyking), tilsetningsstoffer store mengder salt eller sukker, som fysiologisk tilsvarer dehydrering, og sylting, dvs. rom inn konsentrert løsning syrer. Når surheten i miljøet tilsvarer pH 4 og lavere, hemmes eller stoppes den vitale aktiviteten til bakterier i stor grad.

BAKTERIER OG SYKDOMMER

Å STUDERE BAKTERIER

Mange bakterier er lette å dyrke i såkalte. kulturmiljø, som kan omfatte kjøttbuljong , delvis fordøyd protein, salter, dekstrose, fullblod, dets serum og andre komponenter. Konsentrasjonen av bakterier under slike forhold når vanligvis rundt en milliard per kubikkcentimeter, noe som gjør at miljøet blir overskyet. For å studere bakterier er det nødvendig å kunne få tak i deres rene kulturer, eller kloner, som er avkom av en enkelt celle. Dette er for eksempel nødvendig for å finne ut hvilken type bakterier som infiserte pasienten og hvilket antibiotika denne typen er følsom for. Mikrobiologiske prøver, som svelg- eller sårpinner, blodprøver, vannprøver eller andre materialer, fortynnes sterkt og påføres overflaten av et halvfast medium, der runde kolonier utvikles fra individuelle celler. Herdemidlet for dyrkningsmediet er vanligvis agar, et polysakkarid hentet fra visse tang og ufordøyelig av nesten alle typer bakterier. Agarmedier brukes i form av "stimer", dvs. skrå overflater dannet i reagensrør som står i stor vinkel når det smeltede kulturmediet størkner, eller i form av tynne lag i petriskåler av glass - flate runde kar, lukket med lokk av samme form, men litt større i diameter. Vanligvis, i løpet av et døgn, klarer bakteriecellen å formere seg så mye at den danner en koloni som er lett synlig for det blotte øye. Den kan overføres til et annet miljø for videre studier. Alle dyrkingsmedier må være sterile før man begynner å dyrke bakterier, og i fremtiden bør det iverksettes tiltak for å hindre at uønskede mikroorganismer setter seg på dem. For å undersøke bakterier som er dyrket på denne måten, varm opp en tynn ledningsløkke i en flamme, berør den først til en koloni eller smøre, og deretter til en dråpe vann påført et glassglass. Etter å ha fordelt materialet jevnt i dette vannet, tørkes glasset og føres raskt over brennerflammen to eller tre ganger (siden med bakteriene skal vende opp): som et resultat er mikroorganismene, uten å bli skadet, fast. festet til underlaget. Fargestoff dryppes på overflaten av preparatet, deretter vaskes glasset i vann og tørkes igjen. Nå kan du undersøke prøven under et mikroskop. Rene kulturer av bakterier identifiseres hovedsakelig ved deres biokjemiske egenskaper, dvs. finne ut om de danner gass eller syrer fra visse sukkerarter, om de er i stand til å fordøye protein (flytende gelatin), om de trenger oksygen for vekst osv. De sjekker også om de er farget med spesifikke fargestoffer. Følsomhet for visse medisiner, for eksempel antibiotika, kan bestemmes ved å plassere små skiver med filterpapir dynket i disse stoffene på en overflate som er infisert med bakterier. Hvis en kjemisk forbindelse dreper bakterier, dannes det en bakteriefri sone rundt den tilsvarende skiven.

Colliers leksikon. – Åpent samfunn. 2000 .

Bakterier er den eldste gruppen av organismer som for tiden eksisterer på jorden. De første bakteriene dukket sannsynligvis opp for mer enn 3,5 milliarder år siden og i nesten en milliard år var de de eneste levende skapningene på planeten vår. Siden disse var de første representantene for levende natur, hadde kroppen deres en primitiv struktur.

Over tid ble strukturen deres mer kompleks, men til i dag regnes bakterier som de mest primitive encellede organismene. Det er interessant at noen bakterier fortsatt beholder de primitive egenskapene til sine gamle forfedre. Dette er observert i bakterier som lever i varme svovelkilder og anoksisk gjørme i bunnen av reservoarer.

De fleste bakterier er fargeløse. Bare noen få er farget lilla eller grønn farge. Men koloniene til mange bakterier har en lys farge, som er forårsaket av frigjøring av et farget stoff i miljø eller cellepigmentering.

Oppdageren av bakterieverdenen var Antony Leeuwenhoek, en nederlandsk naturforsker fra 1600-tallet, som først skapte et perfekt forstørrelsesmikroskop som forstørrer objekter 160-270 ganger.

Bakterier er klassifisert som prokaryoter og er klassifisert i et eget rike - Bakterier.

Kroppsfasong

Bakterier er mange og forskjellige organismer. De varierer i form.

Navnet på bakterien	Bakterieform	Bakteriebilde
Cocci		Kuleformet
Bacillus		Stangformet
Vibrio		Kommaformet
Spirillum		Spiral
Streptokokker		Kjede av kokker
Staphylococcus		Klynger av kokker
Diplococcus		To runde bakterier innelukket i en slimete kapsel

Metoder for transport

Blant bakterier er det mobile og immobile former. Bevegelige beveger seg på grunn av bølgelignende sammentrekninger eller ved hjelp av flageller (vridd spiralformede tråder), som består av et spesielt protein kalt flagellin. Det kan være en eller flere flageller. I noen bakterier er de plassert i den ene enden av cellen, i andre - på to eller over hele overflaten.

Men bevegelse er også iboende i mange andre bakterier som mangler flageller. Dermed er bakterier dekket på utsiden med slim i stand til å glide.

Noen vann- og jordbakterier som mangler flageller har gassvakuoler i cytoplasmaet. Det kan være 40-60 vakuoler i en celle. Hver av dem er fylt med gass (antagelig nitrogen). Ved å regulere gassmengden i vakuolene kan akvatiske bakterier synke ned i vannsøylen eller stige til overflaten, og jordbakterier kan bevege seg i jordkapillærene.

Habitat

På grunn av deres enkelhet i organisering og upretensiøsitet, er bakterier utbredt i naturen. Bakterier finnes overalt: i en dråpe av selv det reneste kildevannet, i jordkorn, i luften, på steiner, i polarsnø, ørkensand, på havbunnen, i olje utvunnet fra store dyp, og til og med i vann fra varme kilder med en temperatur på ca. 80ºC. De lever av planter, frukt, forskjellige dyr og hos mennesker i tarmene, munnhulen, lemmer og på overflaten av kroppen.

Bakterier er de minste og mest tallrike levende skapningene. På grunn av sin lille størrelse trenger de lett inn i sprekker, sprekker eller porer. Meget hardfør og tilpasset ulike levekår. De tåler uttørking, ekstrem kulde og oppvarming til 90ºC uten å miste levedyktigheten.

Det er praktisk talt ikke noe sted på jorden hvor bakterier ikke finnes, men i varierende mengder. Levevilkårene for bakterier er varierte. Noen av dem krever atmosfærisk oksygen, andre trenger det ikke og er i stand til å leve i et oksygenfritt miljø.

I luften: bakterier stiger til den øvre atmosfæren opp til 30 km. og mer.

Det er spesielt mange av dem i jorda. 1 g jord kan inneholde hundrevis av millioner bakterier.

I vann: i overflatelagene av vann i åpne reservoarer. Nyttige vannbakterier mineraliserer organiske rester.

I levende organismer: patogene bakterier kommer inn i kroppen fra det ytre miljø, men bare under gunstige forhold forårsaker sykdommer. Symbiotiske lever i fordøyelsesorganene, hjelper til med å bryte ned og absorbere mat, og syntetisere vitaminer.

Ekstern struktur

Bakteriecellen er dekket med et spesielt tett skall - en cellevegg, som utfører beskyttende og støttende funksjoner, og gir også bakterien en permanent, karakteristisk form. Celleveggen til en bakterie ligner veggen til en plantecelle. Det er permeabelt: gjennom det passerer næringsstoffer fritt inn i cellen, og metabolske produkter kommer ut i miljøet. Ofte produserer bakterier et ekstra beskyttende lag med slim på toppen av celleveggen - en kapsel. Tykkelsen på kapselen kan være mange ganger større enn diameteren på selve cellen, men den kan også være veldig liten. Kapselen er ikke en vesentlig del av cellen, den dannes avhengig av forholdene som bakteriene befinner seg i. Det beskytter bakteriene mot å tørke ut.

På overflaten av noen bakterier er det lange flageller (en, to eller mange) eller korte tynne villi. Lengden på flagellene kan være mange ganger større enn størrelsen på bakteriekroppen. Bakterier beveger seg ved hjelp av flageller og villi.

Intern struktur

Inne i bakteriecellen er det tett, ubevegelig cytoplasma. Den har en lagdelt struktur, det er derfor ingen vakuoler ulike proteiner(enzymer) og reservenæringsstoffer er lokalisert i selve cytoplasmaets substans. Bakterieceller har ikke en kjerne. Et stoff som bærer arvelig informasjon er konsentrert i den sentrale delen av cellen deres. Bakterier, - nukleinsyre - DNA. Men dette stoffet er ikke dannet til en kjerne.

Den indre organisasjonen til en bakteriecelle er kompleks og har sine egne spesifikke egenskaper. Cytoplasmaet er skilt fra celleveggen av den cytoplasmatiske membranen. I cytoplasmaet er det et hovedstoff, eller matrise, ribosomer og et lite antall membranstrukturer som utfører en rekke funksjoner (analoger av mitokondrier, endoplasmatisk retikulum, Golgi-apparat). Cytoplasmaet til bakterieceller inneholder ofte granuler ulike former og størrelser. Granulene kan være sammensatt av forbindelser som tjener som en kilde til energi og karbon. Fettdråper finnes også i bakteriecellen.

I den sentrale delen av cellen er kjernestoffet lokalisert - DNA, som ikke er avgrenset fra cytoplasmaet av en membran. Dette er en analog av kjernen - en nukleoid. Nukleoiden har ikke en membran, en nukleolus eller et sett med kromosomer.

Spisemetoder

Bakterier har ulike matemetoder. Blant dem er det autotrofer og heterotrofer. Autotrofer er organismer som er i stand til uavhengig å produsere organiske stoffer for deres ernæring.

Planter trenger nitrogen, men kan ikke selv ta opp nitrogen fra luften. Noen bakterier kombinerer nitrogenmolekyler i luften med andre molekyler, noe som resulterer i stoffer som er tilgjengelige for planter.

Disse bakteriene setter seg i cellene til unge røtter, noe som fører til dannelse av fortykkelser på røttene, kalt knuter. Slike knuter dannes på røttene til planter av belgfruktfamilien og noen andre planter.

Røttene gir karbohydrater til bakteriene, og bakteriene til røttene gir nitrogenholdige stoffer som kan tas opp av planten. Samlivet deres er gjensidig fordelaktig.

Planterøtter skiller ut mye organiske stoffer (sukker, aminosyrer og andre) som bakterier lever av. Derfor setter spesielt mange bakterier seg i jordlaget rundt røttene. Disse bakteriene omdanner dødt planteavfall til plantetilgjengelige stoffer. Dette jordlaget kalles rhizosfæren.

Det er flere hypoteser om penetrering av knutebakterier i rotvev:

• gjennom skade på epidermalt og cortex vev;
• gjennom rothår;
• bare gjennom den unge cellemembranen;
• takket være ledsagende bakterier som produserer pektinolytiske enzymer;
• på grunn av stimulering av syntesen av B-indoleddiksyre fra tryptofan, alltid tilstede i planterotsekresjoner.

Prosessen med innføring av knutebakterier i rotvev består av to faser:

• infeksjon av rothår;
• prosessen med knutedannelse.

I de fleste tilfeller formerer den invaderende cellen seg aktivt, danner såkalte infeksjonstråder og beveger seg i form av slike tråder inn i plantevevet. Nodulbakterier som kommer fra infeksjonstråden fortsetter å formere seg i vertsvevet.

Fylt med raskt formerende celler av knutebakterier planteceller begynne å dele seg kraftig. Forbindelsen av en ung knute med roten til en belgfruktplante utføres takket være vaskulære-fibrøse bunter. I løpet av funksjonsperioden er knutene vanligvis tette. Når optimal aktivitet oppstår, får knutene seg rosa farge(takket være pigmentet leghemoglobin). Bare de bakteriene som inneholder leghemoglobin er i stand til å fiksere nitrogen.

Nodulbakterier lager titalls og hundrevis av kilo nitrogengjødsel per hektar jord.

Metabolisme

Bakterier skiller seg fra hverandre i stoffskiftet. For noen skjer det med deltagelse av oksygen, for andre - uten det.

De fleste bakterier lever av ferdige organiske stoffer. Bare noen få av dem (blågrønne eller cyanobakterier) er i stand til å lage organiske stoffer fra uorganiske. De spilte en viktig rolle i akkumuleringen av oksygen i jordens atmosfære.

Bakterier absorberer stoffer fra utsiden, river molekylene i stykker, setter sammen skallet fra disse delene og fyller på innholdet (slik vokser de), og kaster ut unødvendige molekyler. Skallet og membranen til bakterien lar den absorbere bare de nødvendige stoffene.

Hvis skallet og membranen til en bakterie var helt ugjennomtrengelig, ville ingen stoffer komme inn i cellen. Hvis de var permeable for alle stoffer, ville innholdet i cellen blandet seg med mediet – løsningen som bakterien lever i. For å overleve trenger bakterier et skall som lar nødvendige stoffer passere, men ikke unødvendige stoffer.

Bakterien absorberer næringsstoffer som befinner seg i nærheten av den. Hva skjer etterpå? Hvis den kan bevege seg uavhengig (ved å flytte en flagell eller skyve slim tilbake), så beveger den seg til den finner de nødvendige stoffene.

Hvis den ikke kan bevege seg, venter den til diffusjon (evnen til molekyler av ett stoff til å trenge inn i kratt av molekyler av et annet stoff) bringer de nødvendige molekylene til det.

Bakterier utfører sammen med andre grupper av mikroorganismer et enormt kjemisk arbeid. Ved å omdanne ulike forbindelser får de energien og næringsstoffene som er nødvendige for livet. Metabolske prosesser, metoder for å skaffe energi og behovet for materialer for å bygge stoffene i kroppen deres er forskjellige i bakterier.

Andre bakterier tilfredsstiller alle deres behov for karbon som er nødvendig for syntese av organiske stoffer i kroppen på bekostning av uorganiske forbindelser. De kalles autotrofer. Autotrofe bakterier er i stand til å syntetisere organiske stoffer fra uorganiske. Blant dem er:

Kjemosyntese

Bruk av strålingsenergi er den viktigste, men ikke den eneste måten å lage organisk materiale fra karbondioksid og vann. Det er kjent bakterier som ikke bruker sollys som energikilde for slik syntese, men energien til kjemiske bindinger som oppstår i cellene til organismer under oksidasjon av visse uorganiske forbindelser - hydrogensulfid, svovel, ammoniakk, hydrogen, salpetersyre, jernholdige forbindelser av jern og mangan. De bruker det organiske materialet som dannes ved å bruke denne kjemiske energien til å bygge cellene i kroppen deres. Derfor kalles denne prosessen kjemosyntese.

Den viktigste gruppen av kjemosyntetiske mikroorganismer er nitrifiserende bakterier. Disse bakteriene lever i jorda og oksiderer ammoniakk som dannes under nedbrytningen av organiske rester til salpetersyre. Sistnevnte reagerer med mineralforbindelser i jorda, og blir til salter av salpetersyre. Denne prosessen foregår i to faser.

Jernbakterier omdanner jernholdig jern til oksidjern. Det resulterende jernhydroksidet legger seg og danner den såkalte myrjernmalmen.

Noen mikroorganismer eksisterer på grunn av oksidasjon av molekylært hydrogen, og gir dermed en autotrofisk ernæringsmetode.

Et karakteristisk trekk ved hydrogenbakterier er evnen til å bytte til en heterotrof livsstil når de forsynes med organiske forbindelser og fravær av hydrogen.

Dermed er kjemoautotrofer typiske autotrofer, siden de uavhengig syntetiserer de nødvendige organiske forbindelsene fra uorganiske stoffer, og ikke tar dem ferdige fra andre organismer, som heterotrofer. Kjemoautotrofe bakterier skiller seg fra fototrofe planter i deres fullstendige uavhengighet fra lys som energikilde.

Bakteriell fotosyntese

Noen pigmentholdige svovelbakterier (lilla, grønne), som inneholder spesifikke pigmenter - bakterioklorofyller, er i stand til å absorbere solenergi, ved hjelp av hvilken hydrogensulfid i kroppene deres brytes ned og frigjør hydrogenatomer for å gjenopprette de tilsvarende forbindelsene. Denne prosessen har mye til felles med fotosyntese og skiller seg bare ved at hos lilla og grønne bakterier er hydrogendonoren hydrogensulfid (noen ganger karboksylsyrer), og i grønne planter er det vann. I begge utføres separasjon og overføring av hydrogen på grunn av energien til absorberte solstråler.

Denne bakterielle fotosyntesen, som skjer uten frigjøring av oksygen, kalles fotoreduksjon. Fotoreduksjon av karbondioksid er assosiert med overføring av hydrogen ikke fra vann, men fra hydrogensulfid:

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

Den biologiske betydningen av kjemosyntese og bakteriell fotosyntese på planetarisk skala er relativt liten. Bare kjemosyntetiske bakterier spiller en betydelig rolle i prosessen med svovelsykling i naturen. Absorbert av grønne planter i form av svovelsyresalter, reduseres svovel og blir en del av proteinmolekyler. Videre, når døde plante- og dyrerester blir ødelagt av forråtningsbakterier, frigjøres svovel i form av hydrogensulfid, som oksideres av svovelbakterier til fritt svovel (eller svovelsyre), og danner sulfitter i jorden som er tilgjengelig for planter. Kjemo- og fotoautotrofe bakterier har viktig i nitrogen- og svovelkretsløpet.

Sporulering

Sporer dannes inne i bakteriecellen. Under sporuleringsprosessen gjennomgår bakteriecellen en rekke biokjemiske prosesser. Mengden fritt vann i den avtar og den enzymatiske aktiviteten avtar. Dette sikrer motstanden til sporene til ugunstige forhold eksternt miljø ( høy temperatur høy saltkonsentrasjon, tørking osv.). Sporulering er karakteristisk for bare en liten gruppe bakterier.

Tvister er ikke et nødvendig stadium Livssyklus bakterie. Sporulering begynner bare med mangel på næringsstoffer eller akkumulering av metabolske produkter. Bakterier i form av sporer kan forbli i dvale i lang tid. Bakteriesporer tåler langvarig koking og svært lang nedfrysing. Når gunstige forhold oppstår, spirer sporen og blir levedyktig. Bakteriesporer er en tilpasning for å overleve under ugunstige forhold.

Reproduksjon

Bakterier formerer seg ved å dele en celle i to. Etter å ha nådd en viss størrelse deler bakterien seg i to identiske bakterier. Så begynner hver av dem å mate, vokse, dele seg og så videre.

Etter celleforlengelse dannes det gradvis en tverrgående skillevegg, og deretter skiller dattercellene seg; I mange bakterier, under visse forhold, etter deling, forblir celler koblet i karakteristiske grupper. I dette tilfellet, avhengig av retningen til delingsplanet og antall divisjoner, forskjellige former. Reproduksjon ved knoppskyting skjer som et unntak hos bakterier.

Under gunstige forhold skjer celledeling hos mange bakterier hvert 20.-30. minutt. Med en så rask reproduksjon kan avkom av én bakterie på 5 dager danne en masse som kan fylle alle hav og hav. En enkel beregning viser at 72 generasjoner (720.000.000.000.000.000.000 celler) kan dannes per dag. Hvis omregnet til vekt - 4720 tonn. Dette skjer imidlertid ikke i naturen, siden de fleste bakterier dør raskt når de utsettes for sollys, under tørking, mangel på mat, oppvarming til 65-100ºС, som et resultat av kamp mellom arter, etc.

Bakterien (1), etter å ha absorbert nok mat, øker i størrelse (2) og begynner å forberede seg på reproduksjon (celledeling). Dens DNA (i en bakterie er DNA-molekylet lukket i en ring) dobles (bakterien produserer en kopi av dette molekylet). Begge DNA-molekylene (3,4) finner seg festet til veggen til bakterien og, ettersom bakterien forlenges, beveger de seg fra hverandre (5,6). Først deler nukleotidet seg, deretter cytoplasmaet.

Etter divergens av to DNA-molekyler oppstår det en innsnevring på bakterien, som gradvis deler bakteriekroppen i to deler som hver inneholder et DNA-molekyl (7).

Det hender (i Bacillus subtilis) at to bakterier kleber seg sammen og det dannes en bro mellom dem (1,2).

Jumperen transporterer DNA fra en bakterie til en annen (3). En gang i en bakterie fletter DNA-molekyler seg sammen, fester seg sammen noen steder (4), og utveksler deretter seksjoner (5).

Bakteriens rolle i naturen

Gyre

Bakterier er det viktigste leddet i den generelle syklusen av stoffer i naturen. Planter lager komplekse organiske stoffer fra karbondioksid, vann og mineralsalter i jorda. Disse stoffene går tilbake til jorda med døde sopp, planter og dyrelik. Bakterier bryter ned komplekse stoffer til enkle, som deretter brukes av planter.

Bakterier ødelegger komplekse organiske stoffer fra døde planter og dyrelik, utskillelse av levende organismer og diverse avfall. Saprofytiske forfallsbakterier lever av disse organiske stoffene og gjør dem til humus. Dette er en slags ordensmenn på planeten vår. Dermed deltar bakterier aktivt i syklusen av stoffer i naturen.

Jorddannelse

Siden bakterier er distribuert nesten overalt og forekommer i store mengder, bestemmer de i stor grad ulike prosesser som skjer i naturen. Om høsten faller bladene til trær og busker, gressskudd over bakken dør, gamle grener faller av, og fra tid til annen faller stammene til gamle trær. Alt dette blir gradvis til humus. På 1 cm3. Overflatelaget av skogjord inneholder hundrevis av millioner saprofytiske jordbakterier av flere arter. Disse bakteriene omdanner humus til forskjellige mineraler, som kan absorberes fra jorden av planterøtter.

Noen jordbakterier er i stand til å absorbere nitrogen fra luften ved å bruke det i vitale prosesser. Disse nitrogenfikserende bakteriene lever uavhengig eller slår seg ned i røttene til belgfruktplanter. Etter å ha penetrert røttene til belgfrukter, forårsaker disse bakteriene veksten av rotceller og dannelsen av knuter på dem.

Disse bakteriene produserer nitrogenforbindelser som planter bruker. Bakterier får karbohydrater og mineralsalter fra planter. Det er altså et nært forhold mellom belgplanten og knutebakteriene, noe som er gunstig for både den ene og den andre organismen. Dette fenomenet kalles symbiose.

Takket være symbiose med knutebakterier beriker belgfrukter jorda med nitrogen, noe som bidrar til å øke utbyttet.

Utbredelse i naturen

Mikroorganismer er allestedsnærværende. De eneste unntakene er kratrene med aktive vulkaner og små områder ved episentrene til eksploderte atombomber. Ingen lave temperaturer I Antarktis forstyrrer verken kokende jetstråler av geysirer eller mettede saltløsninger i saltbassenger, eller sterk isolasjon av fjelltopper, eller sterk bestråling av atomreaktorer eksistensen og utviklingen av mikroflora. Alle levende vesener samhandler konstant med mikroorganismer, og er ofte ikke bare deres depoter, men også deres distributører. Mikroorganismer er innfødte på planeten vår, som aktivt utforsker de mest utrolige naturlige substratene.

Jords mikroflora

Antall bakterier i jorda er ekstremt stort – hundrevis av millioner og milliarder av individer per gram. Det er mye flere av dem i jord enn i vann og luft. Det totale antallet bakterier i jorda endres. Antall bakterier avhenger av typen jord, deres tilstand og dybden på lagene.

På overflaten av jordpartikler er mikroorganismer lokalisert i små mikrokolonier (20-100 celler hver). De utvikler seg ofte i tykkelsen av klumper av organisk materiale, på levende og døende planterøtter, i tynne kapillærer og inne i klumper.

Jordens mikroflora er veldig mangfoldig. Her er det forskjellige fysiologiske grupper av bakterier: forråtningsbakterier, nitrifiserende bakterier, nitrogenfikserende bakterier, svovelbakterier osv. blant dem er det aerobe og anaerobe, spore- og ikke-sporeformer. Mikroflora er en av faktorene i jorddannelse.

Området for utvikling av mikroorganismer i jorda er sonen ved siden av røttene til levende planter. Den kalles rhizosfæren, og totalen av mikroorganismer som finnes i den kalles rhizosfærens mikroflora.

Mikroflora av reservoarer

Vann - naturlige omgivelser hvor mikroorganismer vokser i stort antall. Hovedtyngden av dem kommer inn i vannet fra jorda. En faktor som bestemmer antall bakterier i vann og tilstedeværelsen av næringsstoffer i det. Det reneste vannet kommer fra artesiske brønner og kilder. Åpne reservoarer og elver er svært rike på bakterier. Største kvantum bakterier finnes i overflatelagene av vann, nærmere kysten. Når du beveger deg bort fra kysten og øker i dybden, reduseres antallet bakterier.

Rent vann inneholder 100-200 bakterier per ml, og forurenset vann inneholder 100-300 tusen eller mer. Det er mange bakterier i bunnslammet, spesielt i overflatelaget, hvor bakteriene danner en film. Denne filmen inneholder mye svovel- og jernbakterier, som oksiderer hydrogensulfid til svovelsyre og dermed hindrer fisk i å dø. Det er flere sporebærende former i silt, mens ikke-sporebærende former dominerer i vann.

Når det gjelder artssammensetning, er mikrofloraen til vann lik mikrofloraen i jord, men det er også spesifikke former. Ved å ødelegge diverse avfall som kommer i vannet, utfører mikroorganismer gradvis den såkalte biologiske rensingen av vann.

Luftmikroflora

Luftens mikroflora er mindre tallrik enn mikrofloraen i jord og vann. Bakterier stiger opp i luften med støv, kan forbli der en stund, og deretter slå seg ned på jordoverflaten og dø av mangel på næring eller under påvirkning av ultrafiolette stråler. Antall mikroorganismer i luften avhenger av geografisk sone, terreng, tid på året, støvforurensning osv. Hvert støvkorn er en bærer av mikroorganismer. De fleste bakterier er i luften over industribedrifter. Luften på landsbygda er renere. Den reneste luften er over skog, fjell og snødekte områder. De øvre luftlagene inneholder færre mikrober. Luftmikrofloraen inneholder mange pigmenterte og sporebærende bakterier, som er mer motstandsdyktige enn andre mot ultrafiolette stråler.

Mikroflora av menneskekroppen

Menneskekroppen, selv en helt sunn en, er alltid en bærer av mikroflora. Når menneskekroppen kommer i kontakt med luft og jord, vil ulike mikroorganismer, inkludert patogene (tetanus basiller, gass ​​koldbrann og så videre.). De mest utsatte delene av menneskekroppen er forurenset. E. coli og stafylokokker finnes på hendene. Det er over 100 typer mikrober i munnhulen. Munnen, med sin temperatur, fuktighet og næringsrester, er et utmerket miljø for utvikling av mikroorganismer.

Magen har en sur reaksjon, så flertallet av mikroorganismene i den dør. Begynner med tynntarmen reaksjonen blir alkalisk, dvs. gunstig for mikrober. Mikrofloraen i tykktarmen er svært mangfoldig. Hver voksen skiller ut ca. 18 milliarder bakterier daglig i ekskrementer, dvs. flere individer enn mennesker på kloden.

Indre organer som ikke er knyttet til det ytre miljøet (hjerne, hjerte, lever, blære etc.) er vanligvis fri for bakterier. Mikrober kommer bare inn i disse organene under sykdom.

Bakterier i stoffets syklus

Mikroorganismer generelt og bakterier spesielt spiller en stor rolle i de biologisk viktige syklusene av stoffer på jorden, og utfører kjemiske transformasjoner som er fullstendig utilgjengelige for verken planter eller dyr. Ulike stadier av syklusen av elementer utføres av organismer forskjellige typer. Eksistensen av hver enkelt gruppe av organismer avhenger av den kjemiske transformasjonen av elementer utført av andre grupper.

Nitrogen syklus

Den sykliske transformasjonen av nitrogenholdige forbindelser spiller en primær rolle i å tilføre de nødvendige formene for nitrogen til organismer i biosfæren med ulike ernæringsbehov. over 90 % generell fiksering nitrogen bestemmes av den metabolske aktiviteten til visse bakterier.

Karbon syklus

Den biologiske transformasjonen av organisk karbon til karbondioksid, ledsaget av reduksjon av molekylært oksygen, krever felles metabolsk aktivitet av ulike mikroorganismer. Mange aerobe bakterier utfører fullstendig oksidasjon av organiske stoffer. Under aerobe forhold brytes organiske forbindelser i utgangspunktet ned ved gjæring, og de organiske sluttproduktene fra gjæringen oksideres ytterligere ved anaerob respirasjon dersom uorganiske hydrogenakseptorer (nitrat, sulfat eller CO 2 ) er tilstede.

Svovel syklus

Svovel er tilgjengelig for levende organismer hovedsakelig i form av løselige sulfater eller reduserte organiske svovelforbindelser.

Jern syklus

I noen reservoarer med ferskvann Reduserte jernsalter finnes i høye konsentrasjoner. På slike steder utvikles en spesifikk bakteriell mikroflora - jernbakterier, som oksiderer redusert jern. De deltar i dannelsen av myrjernmalm og vannkilder rike på jernsalter.

Bakterier er de eldste organismene, og dukket opp for rundt 3,5 milliarder år siden i arkeiske øyer. I omtrent 2,5 milliarder år dominerte de jorden, dannet biosfæren, og deltok i dannelsen av oksygenatmosfæren.

Bakterier er en av de mest enkelt strukturerte levende organismer (unntatt virus). De antas å være de første organismene som dukket opp på jorden.