|
|
|
Бактерии вместе с сине-зелеными водорослями (цианобактерии, или цианеи) образуют
царство Прокариоты, или Предъядерные.
Бактерии - это одноклеточные прокариотические организмы, распространенные повсеместно:
в почве, в воздухе, в воде, в живых и мертвых организмах. Например, в 1 г почвы
содержится до 3 млрд. бактерий. Много бактерий в воздухе улиц больших городов,
в водах рек, протекающих через большие населенные пункты. На теле человека,
его одежде могут быть разнообразные бактерии. Много их бывает и в ротовой полости,
на открытых участках кожи. На земном шаре не так много мест, где нет бактерий.
Бактерии видны только под микроскопом. Поэтому наряду с другими одноклеточными
организмами их называют микроорганизмами, или микробами. Среди бактерий встречаются
и колониальные формы. Бактерии изучает бактериология (часть микробиологии).
Выделяют две группы бактерий: архебактерии и эубактерии.
Бактериальные клетки имеют разную форму: шаровидные называют кокки, цепочки
кокков - стрептококки, гроздь кокков - стафилококк; прямые палочковидные - бациллы;
имеющие форму запятой или дугообразно изогнутые - вибрионы; спирально изогнутые
-спириллы и спирохеты (разница в способе передвижения).
Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы. Подвижные передвигаются
при помощи жгутиков. Их может один, несколько и много.
Типичного ядра в бактериальной клетке нет. Одна двухспиральная молекула ДНК
("хромосома") имеет кольцевидную форму и погружена в цитоплазму в
центре клетки; эту область называют нуклеоид. Из органоидов в цитоплазме обязательно
присутствуют толькорибосомы, осуществляющие синтез белка. Цитоплазматическая
мембрана образует впячивания внутрь клетки - мезосомы, которые выполняют функции
митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи, т.е. бактериальная клетка
имеет очень простое строение. Клетка бактерии снаружи окружена плотной клеточной
стенкой (состоит из муреина), благодаря которой сохраняет постоянную форму.
Снаружи клеточной стенки у многих бактерий образуется слизистая капсула, предохраняющая
клетку от высыхания.
По типу дыхания часть бактерий аэробы, другая часть - анаэробы (бактерии брожения).
По типу питания большинство бактерий гетеротрофы, они бесцветные; меньшая часть
бактерий - автотрофы, окрашены в зеленый или пурпурный цвет. Среди гетеротрофов
выделяют сапротрофов, паразитов и симбионтов. Бактерии-сапротрофы (сапрос -
гнилой) питаются мертвыми остатками и выделениями живых организмов. К ним относятся
бактерии гниения, бактерии брожения, почвенные бактерии.
Гниение - разложение органических соединений,
содержащих азот (белки). Бактерии гниения разлагают мертвые остатки. Поэтому
их называют природными санитарами. Эти бактерии играют огромную роль в круговороте
веществ на Земле. В других случаях бактерии гниения отрицательную роль, вызывая
порчу различных продуктов.
Брожение - разложение углеводов без участия кислорода. Бактерии брожения в
результате этой реакции получают необходимую им энергию. При этом углеводы не
разлагаются до конца (углекислый газ и вода), а в зависимости от вида бактерий
конечными продуктами могут быть этиловый спирт, молочная кислота, масляная кислота,
уксусная кислота и другие вещества. Эту особенность бактерий брожения человек
использует для изготовления вина, молочных продуктов, при квашении овощей, кормов
(получение силоса).
Почвенные бактерии минерализуют перегной почвы, т.е. разлагают его на минеральные
(неорганические) соединения, доступные растениям для усвоения.
Бактерии-паразиты поселяются внутри или снаружи живых организмов и питаются
их веществами. Среди них есть полезные (симбиотические бактерии, поселяющиеся
в кишечнике человека и животных и помогающие расщеплять и усваивать пищу) и
патогенные, или болезнетворные, вызывающие многие заболевания человека. Есть
бактерии, паразитирующие внутри бактерий других видов.
Бактерии-автотрофы делятся на фототрофы и хемотрофы. Фототрофные бактерии синтезируют
органические вещества из углекислого газа, используя для этого энергию солнечного
света. Эти бактрии имеют различные пигменты. Фотосинтез у бактерий протекает
без выделения кислорода.
Хемотрофные бактерии для синтеза органических веществ используют энергию окислительно-восстановительных
реакций, протекающих в их клетках. В природе существуют серобактерии, железобактерии,
нитрифицирующие бактерии и другие. Название бактерий указывает на то, какие
соединения участвуют в окислительно-восстановительных реакциях.
Размножаются бактерии путём деления по типу дробления - равновеликое бинарное
поперечное деление, или деление надвое (без прохождения фаз митоза), которое
наступает после удвоения молекулы ДНК. Сначала делится нуклеоид, затем цитоплазма.
В благоприятных условиях деление клеток некоторых бактерий происходит через
каждые 20-30 минут. Изредка происходит половое размножение - конъюгация, например,
у кишечной палочки. Оно заключается в том, что клетки обмениваются наследственным
материалом. Некоторые бактерии делятся почкованием.
При неблагоприятных условиях у многих бактерий живое содержимое клетки отходит
от оболочки, уплотняется и покрывается новой толстой оболочкой. Так возникают
споры. Спорообразование - не размножение, а способ перенесения неблагоприятных
условий, т.к. количество клеток при этом не увеличивается. Споры выдерживают
длительное высушивание, нагревание свыше 100 град.С и охлаждение почти до абсолютного
нуля. В виде спор бактерии распространяются на огромные расстояния. В обычном
же состоянии бактерии неустойчивы и быстро погибают при высушивании, нагревании
до 65-80 град.С, под действием солнечных лучей и дезинфицирующих веществ.
Значение бактерий трудно переоценить. Круговорот веществ на Земле и почвообразование
протекают при значительном участии бактерий (бактерии гниения, почвенные бактерии,
клубеньковые бактерии). Клубеньковые бактерии проникают в корни некоторых растений
(бобовые, берёзовые) и вступают с ними в симбиоз. В результате на корнях образуются
опухоли - клубеньки, заполненные бактериями, которые из атмосферного азота синтезируют
азотистые соединения (нитраты и нитриты), доступные как растению-хозяину, так
и другим растениям. Это природное обогащение почвы азотными удобрениями учитывается
при составлении севооборотов, куда обязательно включают бобовые растения (клевер,
люпин, люцерна и др.).
Огромна роль бактерий в жизни человека. Виноделие, молочная промышленность,
квашение овощей, силосование кормов - области использования бактерий брожения.
Некоторые бактерии, живущие в кишечнике, например, кишечная палочка, необходимы
для усвоения пищи.
Многие бактерии имеют большое отрицательное значение. Порча продуктов, книг,
инфекционные заболевания человека и животных - это результат жизнедеятельности
определённых бактерий. Болезни человека, вызываемые бактериями: ангина, брюшной
тиф, бутулизм, газовая гангрена, дизентерия, дифтерия, коклюш, менингит, пневмония,
сибирская язва, скарлатина, столбняк, туберкулёз, туляремия, холера, чума и
др. Во избежание порчи продуктов применяют сушку, соление, маринование, стерилизацию,
пастеризацию, засахаривание.
Таким образом, роль бактерий как положительна, так и отрицательна, а в целом
огромна.
Кроме бактерий прокариотами являются сине-зелёные водоросли (цианобактерии, или цианеи). Примерно 2000 видов. Это одноклеточные, многоклеточные (нитчатые) и колониальные организмы. Живут в основном в пресных водоёмах, а также в морях, океанах, почве, горячих источниках. В клетках содержатся пигменты хлорофилл и фикоцианин. Некоторые миксотрофы. Размножаются бесполым путём, колониальные и нитчатые - распадом колоний или нитей. Входят в состав планктона, бентоса, участвуют в образовании лечебных грязей. Некоторые съедобны.
