Бактерии и их жизнедеятельность, несмотря на примитивную организацию, являются одним из самых интересных вопросов микробиологии. Они представляют собой одноклеточные организмы, для которых характерной особенностью строения является отсутствие ограниченного оболочкой ядра в клетке. Однако биологическая генетическая информация, которая у других клеток содержится в ядре, у них представлена прикрепленными к стенке клетки нитями ДНК. Эта зона называется нуклеоидом.
Длительное время бактерии считались одноклеточными растениями. Сегодня доказанные их отличия и огромное значение позволили выделить их в самостоятельное царство Monera (Дробянки).
Строение бактерий
Размеры этих микроорганизмов настолько малы, что стандартным световым микроскопом с трудом различимы мельчайшие из них.
В своем строении бактерии обладают только одной ДНК, которая крепится своим концом к стенке клетки. Остальные органеллы также не имеют оболочек. В выполнении физиологической митохондриальной функции по синтезу энергии значение имеет вся клетка.
Бактериальная клетка снаружи имеет стенку, сходную по строению с таковой у клеток растений, однако состоит она из других полимеров. Стенку покрывает капсула. Некоторые бактерии снабжены жгутиками для передвижения.
Немного истории
Согласно археологическим свидетельствам, бактериальные микроорганизмы были на земле еще 3,5 миллиарда лет назад. Эукариоты же (клетки, содержащие ядро), появились около 1,4 миллиарда лет назад.
Жизнедеятельность бактерий возможна при большой вариации природных условий. Это горячие источники, где температура воды более 90 градусов, а также среды с температурой ниже ноля. Они являются единственными жителями соленого Мертво моря. Запыленный воздух городов содержит их больше, чем свежий сельский. Их гораздо меньше в воздухе холодных полюсов, однако они есть. Обнаружены бактериальные включения даже на высоте 8 км от Земли.
Выявление бактерий в пищеварительной системе здоровых животных, людей показало их большое значение для нормального ее функционирования. Для жвачных животных они жизненно необходимы для процесса переваривания растительной пищи.
Попытки классификации
Перечислить все попытки систематики бактерий сложно. С помощью различных таблиц, схем градация бактерий проводится по особенностям их физиологии, физическим свойствам, способности к фотосинтезу, патогенности и пользе относительно жизнедеятельности людей.
Кислотоустойчивые организмы
Одно из первых мест любой классификационной таблицы сегодня занимает систематика с выявлением кислотоустойчивых бактерий. Это способность их окрашиваться по Грамму, не меняя полученную окраску при обработке этанолом. Эта биологическая способность позволяет проводить систематику по строению клеточной стенки. Так, бактерии, структура оболочки которых содержит много липидов, остаются кислотоустойчивыми к воздействию этанола. Кислотоустойчивые бактерии называют еще грамположительными. Выявление и умение дифференцировать болезнетворных бактерии по их кислотоустойчивости имело большое значение для дифференциальной диагностики возбудителей заболеваний, в том числе, туберкулеза.
При знакомстве ближе, микобактерии туберкулеза представляют собой палочковидные бактерии прямой или изогнутой формы. Выявление большого количества воска и липидов в составе оболочки объясняет их кислотоустойчивость. Характерен для диагностики туберкулеза медленный рост бактерий на специальных питательных средах и образование пигментов.
Выявление палочковидных микобактерий туберкулеза проводится главным образом из мокроты, но возможно и из других биологических выделений пораженных туберкулезом органов.
С туберкулезом обычно каждый встречается за всю жизнь не раз. Но только те, кто имеет низкий иммунитет и слабую резистентность, заболевают туберкулезом.
Уксуснокислые бактерии
Существует биологический вид бактерий, которые являются уксуснокислыми. Они окисляют спирт до уксусной кислоты при участии кислорода. Луи Пастером было доказано, что в стерильных условиях уксус из вина не образуется. Именно жизнедеятельность уксуснокислых бактерий имеет при этом самое прямое значение. Они представляют собой цепочку клеток цилиндрического вида.
Уксуснокислые бактерии не кислотоустойчивы. Они быстро образуют на поверхности пленку, которая и становится средой для размножения. Объясняется это большим значением доступа кислорода.
При исследовании проб, взятых с забраживающего сусла для вин, около трети микроорганизмов составили уксуснокислые. Даже на еще висящих гроздьях винограда уже есть уксуснокислые бактерии. Чтобы от них избавиться, нужно ограничить доступ воздуха к вину. При отсутствии кислорода в наполненных до предела бочках, уксуснокислые бактерии не имеют возможности образовывать пленку и не могут размножаться.
Фотосинтез как источник жизненной энергии
Различают две большие группы в систематике бактерий. Это автотрофы, которые получают энергию фотосинтезом и хемосинтезом, и гетеротрофы, требующие для своей жизнедеятельности готовую органику.
Многие не способны к фотосинтезу. Но они не лишены в своем строении специальных структур и пигментов для этого. Бактериальный фотосинтез предусматривает организацию циклического переноса электронов с образованием молекул АТФ.
Однако фотосинтез у бактериальных клеток отличается от такового у растений:
- водород поставляет для фотосинтеза не вода, подобно растениям, а иные вещества;
- фотосинтез у бактерий не дает в итоге кислорода.
Спорообразование
Систематика затрагивает и способность к организации спорообразования.
Бактериальная клетка обладает способностью образовывать из себя спору. При образовании спор в бактериальных клетках снижается объем воды, активность их сходит на нет. В результате образовавшиеся споры становятся устойчивыми к агрессивным воздействиям окружающей среды.
Способность образовывать споры присуща только некоторым видам. Физиология спор позволяет им находиться в состоянии полусна довольно долго, и только при попадании в удовлетворительные для их жизни условия они просыпаются и приходят к первоначальному виду.
Размножение
Организация биологического размножения осуществляется делением одной бактериальной клетки на две дочерние. Зрелая клетка начинает постепенно разделяться. Сначала появляется полоса поперек клетки, потом делится на две одинаковые части нить ДНК. Постепенно происходит деление по данной линии на две клетки. Каждая из вновь образованных бактериальных клеток продолжает питаться, расти, делиться. В среднем скорость их деления составляет 2-3 раза в час.
Исследование бактерий и их особенностей будет актуальным еще долго. И если верна теория о том, что когда-то они стали одной из первых биологических форм жизни и материалом для образования огромного числа новых существ, то они являются носителями огромного потенциала.
Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.
Загрузка...
