Бактерии – добрые или злые живые организмы?

Так что же это за загадочные звери, которыми нас усиленно пугают? Бактерии – это действительно живые организмы, существующие бок о бок с нами. Они есть в земле, в воде, в воздухе, в растениях, внутри и снаружи всех живых организмов. Главные признаки любого живого организма – изменчивость и наследственность. У бактерий за наследственность отвечают ДНК или РНК, которые содержатся в единственной молекуле с простым строением – хромосоме.

Немного истории

Бактерии появились на нашей планете несколько миллиардов лет назад, и царили на ней безраздельно в течение примерно одного миллиарда лет. Для сравнения, история человечества насчитывает всего сотни тысяч лет (даже не миллионы). За этот немаленький период микробы научились разнообразить свое строение и приспосабливаться к различным, порой весьма агрессивным, условиям окружающей среды.

На полюсах нашей планеты в глубине ледников ученые находят микроорганизмы, застрявшие там несколько миллионов лет назад и до сих пор способные жить. В глубинах океанов, под чудовищным давлением воды, в горячих источниках тоже существуют живые бактерии. Не так давно эти простейшие организмы были обнаружены в подводных горячих источниках с температурой воды, превышающей точку кипения. Это тем более удивительно, что современная наука была уверена, что молекула ДНК (а именно она является основой строения этих простейших микроорганизмов) разрушается уже при нагревании до 80 градусов.

Любопытные ученые не остановились на достигнутом – живые микробы нашли в жерлах подводных вулканов, где кроме чудовищной температуры и давления, есть еще и ядовитые газы. Найдены бактерии, живущие глубоко в земной коре и предпочитающие на обед соединения серы и нефть.

В условиях агрессивной среды микроорганизмы умеют «закукливаться», впадать в спячку на огромный срок. С изменением условий микробы открывают глазки, снимают пижаму и, засучив рукава, приступают к работе. Не исключено, что сама жизнь появилась на нашей планете благодаря живым бактериям, заключенным внутри метеоритов, долетевших к нам из глубин космоса.

Немного науки

До изобретения микроскопа люди даже не подозревали о существовании мельчайших живых организмов. Поэтому они не могли понять той опасности, которую несут бактерии и вирусы. Лекари того времени не утруждали себя даже мытьем рук перед проведением хирургических операций. Пациенты частенько выживали не благодаря, а вопреки лечению.

Получив в свое распоряжение современнейшее по тем временам оборудование – микроскоп, голландский ученый Антони ван Левенгук первым рассмотрел микробы. Сотню лет спустя француз Луи Пастер обнаружил связь микроорганизмов с распространением инфекционных заболеваний и порчей пищевых продуктов. Он же разработал процесс обработки молока без кипячения для уничтожения живых микробов. Все молочные продукты в наших магазинах обязательно подвергаются пастеризации.

Микроорганизмы – кем или чем они являются?

Изучением бактерий, вирусов и водорослей, их строения занимается микробиология, которая сформировалась во второй половине 19 века как наука о возбудителях болезней, то есть как раздел медицины. Основы этой науки заложили известные ученые того времени – Паскаль, Мечников, Кох, Эрлих и другие. Последующие полтора столетия наука стремительно развивалась, от основного течения отделились в самостоятельные отрасли биотехнология и генная инженерия.

Микроорганизмами (или микробами) считают все живые организмы, которые не фиксируются невооруженным глазом, то есть попросту являются невидимыми. Современная наука разделяет микроорганизмы на три домена (области, уровня):

• вирусы;
• простейшие и грибы;
• истинные бактерии, хламидии, микоплазмы, спирохеты, риккетсии, актиномицеты.

Такие простые и сложные микробы

Бактерии отличаются от простейших, грибов и водорослей тем, что они не имеют ядра. Эти одноклеточные организмы могут образовывать группы сходных по характеристикам клеток. Такие группы отличаются по происхождению и способу воздействия на организм. Например:

1. Культура в микробиологии – совокупность бактерий, выращенная на питательной среде и заметная невооруженным глазом, то есть группа появилась в одном месте и в одно время.
2. Штамм – группа бактерий одного вида, полученных в разное время из разных источников или одного источника, например, штамм одной болезни, полученный от разных людей.

Благодаря такой способности бактерий объединяться в группы, ученые имеют возможность изучать и «приручать» живые микроорганизмы.

По характерной форме бактерии разбиты на группы:

• шарообразные (кокки),
• палочковидные (бациллы),
• изогнутые (вибрионы),
• спиральные (спириллы).

Загадочные стрептококки – это кокки, соединенные цепочкой. А если они объединятся в гроздь – получится стафилококк.

Каждая клетка бактерий делится один раз приблизительно в 20 мин. Их количество быстро стало бы непредставимым, если бы мудрая природа не позаботилась о балансе сил – микробы погибают от прямых солнечных лучей примерно через три часа. Еще один способ избавиться от микробов – обработать паром температурой +120°С в течение 20 минут.

Далеко не всегда микроорганизмы нужно уничтожать. Они помогают усовершенствовать и разнообразить нашу жизнь. Они являются нашими помощниками в различных областях: от пищевой промышленности (кисломолочные продукты, консервы) до биотехнологии. В медицине живые бактерии являются помощниками в получении антибиотиков, витаминов, аминокислот.

Что такое бактериальные споры

Бактерии неимоверно живучи. Споры – это клетки микробов в состоянии анабиоза, они образуются в результате неблагоприятных условий и дают возможность микроорганизмам пережить тяжелые времена. Спорообразующие палочки называются бациллами, но это не способ размножения, а метод выживания в плохих условиях. Увеличения количества клеток при выходе из анабиоза не происходит.

Для выхода из спячки бактериям нужны определенные условия. Для одних это — воздух и органика для еды, но есть и такие, которые создают органические вещества из неорганических. Это сине-зеленые водоросли и цианобактерии. Только благодаря этим маленьким героям на планете появился кислород, а следом за ним и жизнь.

Что мы знаем о вирусах?

Большинство живых организмов, от микробов до синего кита, состоит из клеток. Однако есть исключение – вирусы и фаги, которые являются доклеточными. Самая главная их особенность – вирусы паразитируют на клетках, то есть самостоятельно выжить не могут. Основные характеристики вирусов:

1. Размеры сопоставимы с большой молекулой белка.
2. Строение тоже имеет отличия. В них содержится только один тип нуклеиновой кислоты – ДНК (дезоксирибонуклеиновая) или РНК (рибонуклеиновая). Среди остальных живых существ абсолютно все клеточные организмы содержат и ДНК, и РНК.
3. Отсутствует обмен веществ, они питаются и размножаются, используя клетку-хозяина.
4. Без клетки не существуют, поэтому в лаборатории вырастить их невозможно. Вирусам подавай живые клетки, причем только определенные.

На данный момент различают около тысячи различных вирусов, паразитирующих на всем, что состоит из клеток, в том числе и на нас с вами.

Результатом жизнедеятельности и размножения вируса нередко становится гибель клетки, что ведет за собой возникновение болезни. У человека вирусы отвечают за следующие заболевания:

• свинка,
• корь,
• полиомиелит,
• ВИЧ-инфекция,
• грипп,
• бешенство,
• оспа,
• некоторые онкологические болезни,
• энцефалит.

Вирусы могут передаваться по воздуху, при контакте с больным, через укус насекомого, половым путем или проникать в организм вместе с пищей.

Однако не все так плохо. Попадая в организм, вирус не обязательно тут же начинает действовать, он может существовать в неактивном состоянии довольно долго, возможно, бесконечно долго. Дело в том, что вирусы очень избирательны и будут терпеливо ожидать подходящих для себя условий – искать нужную клетку. Только предварительно ослабленный организм подвергнется немедленной атаке – еще один существенный довод трепетно сохранять свое здоровье.

Простейшие и грибы

Грибы относят к группе эукариотов (эу – истинный, карион – ядро), то есть к организмам, имеющим клеточное ядро. Грибы по размерам больше бактерий, иногда значительно, и имеют более сложное строение. Клетки, соединенные в линию или нить, называют гифами. Совокупность таких нитей и есть мицелий, или грибница. Размножение организмов идет либо почкованием, либо спорами. В отличие от бактерий, грибам споры нужны для размножения, и поэтому они не так хорошо защищены, как бактериальные.

Грибы не умеют синтезировать органику – им нужна готовая пища. Они могут есть растения, насекомых, животных, человека и, конечно же, любые продукты. Тот кусочек колбаски, который завалялся в вашем холодильнике, тоже подойдет. Плесневые грибы будут в восторге от такого подарка. Мукоровые грибы образуют на продуктах белый пушистый налет или «мягкую гниль» на овощах и фруктах. Некоторые виды способны вырабатывать даже токсичные вещества, опасные для человека.

Однако, наравне с «плохими» свойствами, грибы обладают и достоинствами – их используют в медицине (добывают пенициллин), в пищевой промышленности (производство сыров) и других отраслях.

Отдельно стоят дрожжи – микроскопические одноклеточные грибы, структурой напоминающие бактерию. Они часто встречаются в природе в «диком» виде, а без «одомашненных» дрожжей невозможно себе представить ни одной цивилизации. На определенном периоде развития люди обязательно начинали использовать дрожжи для производства хлеба, вина и, немного позже, спирта.

Наши «родные» микробы

Медицинская микробиология изучает микроорганизмы – как нормальную микрофлору организма, так и возбудителей болезней.

Организм человека и населяющие его живые микроорганизмы – это единая экосистема. Количество бактерий, живущих на коже и слизистых человека, в несколько раз больше числа собственных клеток тела, и это нормальное состояние организма. Микрофлора создает тонкую биопленку, покрывающую все поверхности тела, в которой живут бактерии. У каждого человека свой состав биопленки. Он зависит от:

• возраста, пищевого рациона;
• условий работы и внешней среды;
• перенесенных болезней;
• травм и стрессов.

Пришлые, чужие микроорганизмы могут оказаться болезнетворными или патогенными. Продукты их жизнедеятельности разрушают клетки и ослабляют организм человека. Наиболее страшные из них – возбудители чумы, сибирской язвы, туляремии, а также бактерии-пневмококки. Кроме того, патогены, как и вирусы, передаются по воздуху (туберкулез, коклюш), с пищей (тиф, дизентерия, холера), половым путем (гонорея, сифилис).

Однако в теле человека есть органы, свободные от бактерий:

• головной и спинной мозг;
• все внутренние органы;
• альвеолы легких;
• кровь, лимфа;
• внутреннее и среднее ухо.

Это объясняет, почему любая царапина, не говоря уже о серьезных травмах, может вызвать печальные последствия – бактерии и вирусы находят открытую дверь во внутренний мир человека и с радостью устремляются туда. В здоровом состоянии кожа выступает защитным барьером и пресекает подобные безобразия.

Микроорганизмы первыми населили нашу планету и неустанно трудились миллиарды лет, подготавливая для нас комфортные условия. Именно им мы обязаны самой возможностью своего существования. Но бактерии для нас – не только заботливые няньки, но и строгие учителя. За любой ошибкой тут же последует наказание. Например, не вымыл руки – заболел, съел несвежее – занимаешь туалет дольше обычного. Таким нехитрым методом кнута и пряника микробы учат нас вести правильный образ жизни и беречь свое драгоценное здоровье.

Юлия Пятирублева

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.