Изучаем родословную бактерий: это животные или растения?

Бактерии – древнейшие организмы на Земле. Менялись условия существования, исчезали и появлялись новые признаки, способности «забывались» и комбинировались, пока самые жизнеспособные существа не возобладали над теми, кто не сумел приспособиться. Вот как шла эволюция бактерий, животных, растений, грибов. Логично предположить, что если простейшие были первой формой жизни, то они положили начало и другим организмам, имея с ними ряд общих признаков. Так кто же такие бактерии – это животные, грибы или растения?

Строение в сравнении

Чтобы понять, кто ближе бактериям, животные или растения, следует рассмотреть строение клеток у каждого из них и найти отличия и сходство.

Ученые установили, что при единообразии биохимических основ и процесса синтеза белка все живые существа имеют особенности и множественные различия по другим признакам. Одинаковым является то, что у большинства существ нашей планеты (будь то бактерии, растения или животные):

• состав белов идентичен – 20 аминокислот;
• схема синтеза белка единообразна;
• место биосинтеза всегда рибосомы.

И для жизнедеятельности всем требуется энергия (гликолиза, окисления, дыхания), она хранится в АТФ.

Особенности развития на клеточном уровне стоит рассматривать не с позиции бактерий, растений или животных, а с точки зрения наличия или отсутствия ядра у клетки организма. Так часть живых существ получила название эукариоты, а вторая (безъядерные) – прокариоты. К тем, у кого нет ядра, относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. У остальных организмов клетки его содержат и по организации, метаболизму, генетике имеют определенные сходства.

Таблица 1. Сравнение строения клетки живых организмов

Дыхание как один из основополагающих процессов жизни

Универсальное свойство бактерий, растений и животных – это способность дышать. Суть процесса заключается в том, что поглощенный кислород вступает во взаимодействие с тканями. В результате этого образуется углекислота и вода. Дыхание растений предполагает, что H₂O они расходуют на себя, а углекислый газ выделяют в окружающую среду.

Чтобы дышать, растения тратят органические вещества, а не накапливают их, как при фотосинтезе. Но это не означает того, что днем процесс не протекает. Дыхание в клетках представителей флоры во время светового дня происходит не так интенсивно, как ночью, но совсем не замирает. Органами газообмена высшим растениям служат стебли (стволы) деревьев и зеленые листья. У водорослей это каждая клетка.

Одноклеточные имеют свои особенности в процессе дыхания. Собственно, перерабатывать органические вещества они могут либо с участием кислорода, либо без него. Во втором случае процесс называется брожением. Поэтому по потребности в O₂ и необходимости дыхания бактерии можно поделить на группы:

• аэробы – нуждаются в кислороде, чтобы жить и развиваться;
• анаэробы – либо содержание O₂ в окружающей среде мешает их метаболизму (облигатные или строгие), либо эти одноклеточные способны использовать кислород и другие соединения (факультативные).

К последним относятся одни из любимчиков человека – молочнокислые бактерии. О2 для дыхания необходим на ранних стадиях их развития.

Если посмотреть на газообмен растений как на химический процесс, то это длинная последовательность окислительно-восстановительных реакций. За дыхание на клеточном уровне отвечают митохондрии, в них происходит расщепление органических веществ и освобожденная энергия используется в собственных нуждах.

Дыхание части прокариотов проходит путем окисления минеральных веществ. Окислять нитрид водорода до азотной кислоты способны нитрифицирующие одноклеточные. Серные бактерии продуцируют серную кислоту из сероводорода. Особенности протекания процесса дыхания у некоторых прокариотов позволяют использовать их на благо человека.

Роль грибов, бактерий, растений и животных

Чтобы круговорот веществ в природе осуществлялся беспрерывно и качественно, любой представитель царства бактерий, грибов, животных или растений осуществляет определенные функции.

Грибы не только служат звеном в пищевой цепочке. Разнообразные их представители:

• применяются для получения лекарственных препаратов;
• портят продукты питания, постройки из дерева;
• являются симбионтами;
• используются при производстве продуктов питания;
• участвуют в почвообразовании;
• служат возбудителями болезней растений, животных и человека.

Грибы-паразиты представляют большую группу, среди наиболее известных можно назвать мукор, головню, трутовики, аспергиллы, ботритис.

Бактерии по своему строению одноклеточные организмы, но функции, возложенные природой на этих микроскопических существ, велики и разнообразны. Так, гнилостные простейшие разлагают погибшие растения и животных, являясь своеобразными чистильщиками. Благодаря деятельности бактерий образовались сера, каменный уголь, фосфор, нефть и многие другие природные ископаемые и элементы. Клетки нитрифицирующих и азотофиксирующих бактерий в силу своего строения и потребностей улучшают состояние почвы. Свойства этих симбионтов активно используются в сельском хозяйстве. В пищеварении человека и животных бактерии тоже играют не последнюю роль.

Первые функции растений, которые сразу приходят на ум, – выделение кислорода и поглощение углекислого газа. Они же служат пищей для животных и человека, являются строительным материалом и источником лекарственных средств.

Функции животных тоже вполне очевидны:

• являются звеном в пищевой цепи;
• влияют на возобновление растений;
• хищники регулируют численность травоядных;
• участвуют в почвообразовании;
• переносят инфекционные заболевания человека.

Все живые существа являются производителями, потребителями либо разрушителями. Благодаря этому круговорот веществ происходит постоянно.

Невидимые вредители человека, растений и животных

То, что бактерии приносят ощутимую пользу, не вызывает сомнений, но паразиты среди них – частое явление. Все они не в состоянии производить нужные для жизнедеятельности питательные вещества, поэтому, попав в организм человека, животного, растения, начинают там питаться и размножаться.

Болезни растений, которые вызывают паразиты, называются бактериозами. Представители флоры реже, чем животные становятся объектами атаки болезнетворных микроорганизмов. Толстый слой коры или эпидермиса является надежной защитой от попадания бактерий внутрь. Но ни это, ни кислая реакция клеточного сока не уберегают плодовые культуры (например, яблони) от болезней. Картофель, томаты, свекла, морковь и капуста тоже часто подвергаются атаке.

Бактерии-паразиты у человека являются возбудителями опасных заболеваний, некоторые из которых могут закончиться летальным исходом. Сибирская язва, чума и лепра, листериоз, туберкулез, дифтерия и сифилис – это лишь малый список болезней, вызываемых паразитирующими микроорганизмами.

Вирусы – паразиты, живущие внутри клеток

В отличие от сапрофитов этим «нахлебникам» нужны живые клетки. Внутриклеточные паразиты – вирусы – имеют размеры гораздо меньше, чем клетка. Они способны поражать представителей любого царства природы. Строение вируса достаточно простое:

• его частицы называются вирионы;
• в составе – нуклеиновая кислота и белковая оболочка, образованная большим числом идентичных молекул белка;
• вирусы несут в себе или РНК, или ДНК.

Выделение этих паразитов в чистом виде показало, что в этом случае форма их существования – кристалл. То есть признаки живого существа (например, размножение, обмен веществ) у вируса отсутствуют. Многие ученые из-за этого полагают, что они некая переходная форма между неживыми и живыми организмами.

Вирусы бактерий получили название бактериофаги. Для каждого вида возбудителей болезни нужен свой определенный нейтрализатор. Как поступает вирус с бактерией? Прикрепляется к ней, растворяет оболочку, встраивает свою ДНК и начинает питаться запасами жертвы. Стафилококки, стрептококки, синегнойная палочка, клебсиелла и многие другие микроорганизмы имеют бактериофаги. Такие виды вирусов не могли быть проигнорированы медициной, и препараты на их основе получили большое распространение.

У растений известны следующие вирусы: табачной мозаичной болезни, желтой мозаики репы, желтой карликовости картофеля. Передаются они во время прививки растений, через почву или переносятся насекомыми. Животные могут страдать чумой, ящуром, инфекциями различного типа.

У человека вирусы становятся виновниками герпеса, гриппа, СПИДа, энцефалита, лихорадки Эбола и других заболеваний. Некоторые виды, помимо инфекций, могут способствовать появлению опухолей. Они получили название онкогенных, так как в состоянии изменять здоровые клетки и трансформировать их в раковые.

Таким образом, можно судить о большом многообразии форм жизни, которые разделены на отдельные царства. И среди животных, растений и грибов бактерии выделяются в отдельный класс живых существ со своими особенностями строения и жизнедеятельности.

Светлана

Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.