Όλα τα είδη βακτηρίων και τα ονόματά τους. Καλά και κακά βακτήρια

Αυτή ακριβώς τη στιγμή, φίλε, καθώς διαβάζεις αυτές τις γραμμές, επωφελείσαι από το έργο των βακτηρίων. Από το οξυγόνο που εισπνέουμε μέχρι τα θρεπτικά συστατικά που εκχυλίζει το στομάχι μας από τα τρόφιμα, έχουμε βακτήρια που πρέπει να ευχαριστήσουμε που ευδοκιμούν σε αυτόν τον πλανήτη. Υπάρχουν περίπου δέκα φορές περισσότεροι μικροοργανισμοί στο σώμα μας, συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων, από τα δικά μας κύτταρα. Στην πραγματικότητα, είμαστε περισσότερα μικρόβια παρά άνθρωποι.

Μόλις πρόσφατα αρχίσαμε να καταλαβαίνουμε σιγά σιγά τους μικροσκοπικούς οργανισμούς και την επίδρασή τους στον πλανήτη και την υγεία μας, αλλά η ιστορία δείχνει ότι πριν από αιώνες οι πρόγονοί μας χρησιμοποιούσαν τη δύναμη των βακτηρίων για να ζυμώσουν τα τρόφιμα και τα ποτά (είχε ακούσει κανείς για ψωμί και μπύρα;).

Τον 17ο αιώνα, αρχίσαμε να μελετάμε βακτήρια ήδη απευθείας στο σώμα μας σε στενή σχέση με εμάς - στο στόμα. Η περιέργεια του Anthony van Leeuwenhoek οδήγησε στην ανακάλυψη των βακτηρίων όταν εξέτασε μια πλάκα ανάμεσα στα δικά του δόντια. Ο Van Leeuwenhoek περιέγραψε τα βακτήρια ποιητικά, περιγράφοντας την βακτηριακή αποικία στα δόντια του ως «λίγη λευκή ουσία, σαν σκληρή ζύμη». Τοποθετώντας το δείγμα κάτω από ένα μικροσκόπιο, ο van Leeuwenhoek είδε ότι οι μικροοργανισμοί κινούνταν. Είναι λοιπόν ζωντανοί!

Θα πρέπει να γνωρίζετε ότι τα βακτήρια έχουν παίξει καθοριστικό ρόλο για τη Γη, αποτελώντας το κλειδί για τη δημιουργία αναπνεύσιμου αέρα και του βιολογικού πλούτου του πλανήτη που ονομάζουμε σπίτι.

Σε αυτό το άρθρο, θα σας δώσουμε τη μεγάλη εικόνα σχετικά με αυτούς τους μικροσκοπικούς αλλά με μεγάλη επιρροή μικροοργανισμούς. Εξετάζουμε τους καλούς, τους κακούς και τους εντελώς παράξενους τρόπους με τους οποίους τα βακτήρια διαμορφώνουν την ανθρώπινη και περιβαλλοντική ιστορία. Αρχικά, ας δούμε πώς διαφέρουν τα βακτήρια από άλλους τύπους ζωής.

Βασικά στοιχεία των βακτηρίων

Λοιπόν, αν τα βακτήρια είναι αόρατα με γυμνό μάτι, πώς μπορούμε να γνωρίζουμε τόσα πολλά για αυτά;

Οι επιστήμονες ανέπτυξαν ισχυρά μικροσκόπια για να εξετάσουν τα βακτήρια - τα οποία κυμαίνονται σε μέγεθος από ένα έως πολλά μικρά (ένα εκατομμυριοστό του μέτρου) - και να ανακαλύψουν πώς σχετίζονται με άλλες μορφές ζωής, φυτά, ζώα, ιούς και μύκητες.

Όπως ίσως γνωρίζετε, τα κύτταρα είναι τα δομικά στοιχεία της ζωής, αποτελούν τόσο τους ιστούς του σώματός μας όσο και το δέντρο που αναπτύσσεται έξω από το παράθυρο. Οι άνθρωποι, τα ζώα και τα φυτά έχουν κύτταρα με γενετικές πληροφορίες που περιέχονται σε μια μεμβράνη που ονομάζεται πυρήνας. Αυτοί οι τύποι κυττάρων, που ονομάζονται ευκαρυωτικά κύτταρα, έχουν ειδικά οργανίδια, καθένα από τα οποία εκτελεί μια μοναδική δουλειά βοηθώντας το κύτταρο να λειτουργήσει.

Τα βακτήρια, ωστόσο, δεν έχουν πυρήνες και το γενετικό τους υλικό (DNA) επιπλέει ελεύθερα μέσα στο κύτταρο. Αυτά τα μικροσκοπικά κύτταρα στερούνται οργανιδίων και έχουν άλλες μεθόδους αναπαραγωγής και μεταφοράς γενετικού υλικού. Τα βακτήρια θεωρούνται προκαρυωτικά κύτταρα.

Επιβιώνουν τα βακτήρια σε περιβάλλον με ή χωρίς οξυγόνο;

Το σχήμα τους: ραβδιά (βάκιλλος), κύκλοι (κόκκοι) ή σπείρες (σπιρίλλουμ)

Είναι τα βακτήρια αρνητικά κατά Gram ή θετικά κατά Gram, δηλαδή έχουν εξωτερική προστατευτική μεμβράνη που εμποδίζει τη χρώση του εσωτερικού του κυττάρου;

Πώς τα βακτήρια κινούνται και εξερευνούν το περιβάλλον τους (πολλά βακτήρια έχουν μαστίγια, μικροσκοπικές δομές σαν μαστίγιο που τους επιτρέπουν να κινούνται στο περιβάλλον τους)

Μικροβιολογία - η επιστήμη όλων των τύπων μικροβίων, συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων, των αρχαίων, των μυκήτων, των ιών και των πρωτόζωων - διακρίνει τα βακτήρια από τα μικροβιακά αδέρφια τους.

Οι προκαρυώτες που μοιάζουν με βακτήρια, που τώρα ταξινομούνται ως αρχαία, συνυπήρχαν κάποτε με βακτήρια, αλλά καθώς οι επιστήμονες έμαθαν περισσότερα γι 'αυτούς, έδωσαν στα βακτήρια και στα αρχαία τις δικές τους κατηγορίες.

Μικροβιακή διατροφή (και μίασμα)

Όπως οι άνθρωποι, τα ζώα και τα φυτά, τα βακτήρια χρειάζονται τροφή για να επιβιώσουν.

Ορισμένα βακτήρια - αυτότροφα - χρησιμοποιούν βασικούς πόρους όπως το ηλιακό φως, το νερό και χημικές ουσίες από το περιβάλλον για να δημιουργήσουν τροφή (σκεφτείτε τα κυανοβακτήρια, τα οποία μετέτρεψαν το ηλιακό φως σε οξυγόνο για 2,5 εκατομμύρια χρόνια). Άλλα βακτήρια ονομάζονται ετερότροφα από τους επιστήμονες επειδή αντλούν ενέργεια από την υπάρχουσα οργανική ύλη ως τροφή (για παράδειγμα, νεκρά φύλλα στο έδαφος του δάσους).

Η αλήθεια είναι ότι αυτό που μπορεί να είναι νόστιμο για τα βακτήρια θα είναι αηδιαστικό για εμάς. Έχουν εξελιχθεί ώστε να απορροφούν όλους τους τύπους προϊόντων, από πετρελαιοκηλίδες και υποπροϊόντα πυρηνικής σχάσης μέχρι ανθρώπινα απόβλητα και προϊόντα αποσύνθεσης.

Αλλά η συγγένεια των βακτηρίων για μια συγκεκριμένη πηγή τροφής θα μπορούσε να ωφελήσει την κοινωνία. Για παράδειγμα, ειδικοί της τέχνης στην Ιταλία έχουν στραφεί σε βακτήρια που μπορούν να φάνε υπερβολικά στρώματα αλατιού και κόλλας που μειώνουν την ανθεκτικότητα ενός ανεκτίμητου έργου τέχνης. Η ικανότητα των βακτηρίων να επεξεργάζονται οργανική ύλη είναι επίσης πολύ χρήσιμη για τη Γη, τόσο στο έδαφος όσο και στο νερό.

Από την καθημερινή εμπειρία, είστε πολύ εξοικειωμένοι με τη μυρωδιά που προκαλείται από τα βακτήρια που καταπίνουν το περιεχόμενο του καλαθιού σας, χωνεύουν τα υπολείμματα φαγητού και απελευθερώνουν τα δικά τους αέρια υποπροϊόντα. Ωστόσο, όλα δεν περιορίζονται σε αυτό. Μπορείτε επίσης να κατηγορήσετε τα βακτήρια για την πρόκληση αυτών των άβολων στιγμών όταν εσείς οι ίδιοι περνάτε αέρια.

Μια μεγάλη οικογένεια

Τα βακτήρια αναπτύσσονται και σχηματίζουν αποικίες όταν τους δοθεί η ευκαιρία. Εάν τα τρόφιμα και οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι ευνοϊκές, πολλαπλασιάζονται και σχηματίζουν κολλώδεις συστάδες, που ονομάζονται βιοφίλμ, για να επιβιώσουν σε επιφάνειες που κυμαίνονται από πέτρες μέχρι τα δόντια του στόματός σας.

Τα βιοφίλμ έχουν τα θετικά και τα αρνητικά τους. Από τη μια πλευρά, είναι αμοιβαία ωφέλιμα για τα φυσικά αντικείμενα (mutualism). Από την άλλη πλευρά, μπορεί να αποτελέσουν σοβαρή απειλή. Για παράδειγμα, οι γιατροί που θεραπεύουν ασθενείς με ιατρικά εμφυτεύματα και συσκευές ανησυχούν σοβαρά για τα βιοφίλμ, καθώς αποτελούν ακίνητη περιουσία για βακτήρια. Μόλις αποικιστούν, τα βιοφίλμ μπορούν να παράγουν υποπροϊόντα που είναι τοξικά - και μερικές φορές θανατηφόρα - για τον άνθρωπο.

Όπως οι άνθρωποι στις πόλεις, τα κύτταρα στο βιοφίλμ επικοινωνούν μεταξύ τους, ανταλλάσσοντας πληροφορίες σχετικά με τα τρόφιμα και τον πιθανό κίνδυνο. Αλλά αντί να καλούν γείτονες στο τηλέφωνο, τα βακτήρια στέλνουν σημειώσεις χρησιμοποιώντας χημικά.

Επίσης, τα βακτήρια δεν φοβούνται να ζήσουν μόνα τους. Ορισμένα είδη έχουν αναπτύξει ενδιαφέροντες τρόπους επιβίωσης σε σκληρά περιβάλλοντα. Όταν δεν υπάρχει πια τροφή και οι συνθήκες γίνονται αφόρητες, τα βακτήρια συντηρούνται δημιουργώντας ένα σκληρό κέλυφος - το ενδοσπόριο, το οποίο θέτει το κύτταρο σε αδρανή κατάσταση και διατηρεί το γενετικό υλικό του βακτηρίου.

Οι επιστήμονες βρίσκουν βακτήρια σε τέτοιες χρονοκάψουλες που έχουν αποθηκευτεί για 100 ή και 250 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό υποδηλώνει ότι τα βακτήρια μπορούν να αυτοαποθηκευτούν για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Τώρα που γνωρίζουμε ποιες ευκαιρίες παρέχουν οι αποικίες για τα βακτήρια, ας καταλάβουμε πώς φτάνουν εκεί - διαιρώντας και πολλαπλασιάζοντας.

Αναπαραγωγή βακτηρίων

Πώς τα βακτήρια δημιουργούν αποικίες; Όπως και άλλες μορφές ζωής στη Γη, τα βακτήρια πρέπει να αντιγράψουν τον εαυτό τους για να επιβιώσουν. Άλλοι οργανισμοί το κάνουν αυτό μέσω της σεξουαλικής αναπαραγωγής, αλλά όχι τα βακτήρια. Αλλά πρώτα, ας συζητήσουμε γιατί η ποικιλία είναι καλή.

Η ζωή υφίσταται φυσική επιλογή ή οι επιλεκτικές δυνάμεις ενός συγκεκριμένου περιβάλλοντος επιτρέπουν σε έναν τύπο να ανθίσει και να πολλαπλασιαστεί περισσότερο από έναν άλλο. Ίσως θυμάστε ότι τα γονίδια είναι ο μηχανισμός που καθοδηγεί το κύτταρο τι να κάνει και καθορίζει τι χρώμα θα έχουν τα μαλλιά και τα μάτια σας. Παίρνετε γονίδια από τους γονείς σας. Η σεξουαλική αναπαραγωγή έχει ως αποτέλεσμα μεταλλάξεις ή τυχαίες αλλαγές στο DNA, που δημιουργούν ποικιλομορφία. Όσο μεγαλύτερη είναι η γενετική ποικιλότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα ένας οργανισμός να είναι σε θέση να προσαρμοστεί στους περιβαλλοντικούς περιορισμούς.

Για τα βακτήρια, η αναπαραγωγή δεν εξαρτάται από τη συνάντηση του σωστού μικροβίου. απλά αντιγράφουν το δικό τους DNA και χωρίζονται σε δύο πανομοιότυπα κύτταρα. Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται δυαδική σχάση, συμβαίνει όταν ένα βακτήριο χωρίζεται στα δύο, αντιγράφοντας το DNA του και περνώντας το και στα δύο μέρη του διαιρεμένου κυττάρου.

Δεδομένου ότι το κύτταρο που θα προκύψει θα είναι τελικά πανομοιότυπο με αυτό από το οποίο γεννήθηκε, αυτή η μέθοδος αναπαραγωγής δεν είναι η καλύτερη για τη δημιουργία μιας ποικιλόμορφης γονιδιακής δεξαμενής. Πώς τα βακτήρια αποκτούν νέα γονίδια;

Αποδεικνύεται ότι τα βακτήρια χρησιμοποιούν ένα έξυπνο κόλπο: οριζόντια μεταφορά γονιδίων ή ανταλλαγή γενετικού υλικού χωρίς αναπαραγωγή. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι που χρησιμοποιούν τα βακτήρια για να το κάνουν αυτό. Μια μέθοδος περιλαμβάνει τη συλλογή γενετικού υλικού από το περιβάλλον έξω από το κύτταρο - από άλλα μικρόβια και βακτήρια (μέσω μορίων που ονομάζονται πλασμίδια). Ένας άλλος τρόπος είναι οι ιοί, οι οποίοι χρησιμοποιούν τα βακτήρια ως σπίτι τους. Μολύνοντας ένα νέο βακτήριο, οι ιοί αφήνουν το γενετικό υλικό του προηγούμενου βακτηρίου στο νέο.

Η ανταλλαγή γενετικού υλικού δίνει στα βακτήρια την ευελιξία να προσαρμοστούν και προσαρμόζονται εάν αισθάνονται στρεσογόνες αλλαγές στο περιβάλλον, όπως ελλείψεις τροφίμων ή χημικές αλλαγές.

Η κατανόηση του τρόπου προσαρμογής των βακτηρίων είναι απαραίτητη για την καταπολέμησή τους και την ανάπτυξη αντιβιοτικών στην ιατρική. Τα βακτήρια μπορούν να ανταλλάσσουν γενετικό υλικό τόσο συχνά που μερικές φορές μια θεραπεία που είχε αποτέλεσμα πριν δεν λειτουργεί πλέον.

Χωρίς ψηλά βουνά, χωρίς μεγάλο βάθος

Εάν κάνετε την ερώτηση "πού είναι τα βακτήρια;", είναι πιο εύκολο να ρωτήσετε "πού δεν υπάρχουν βακτήρια;".

Τα βακτήρια βρίσκονται σχεδόν παντού στη Γη. Είναι αδύνατο να φανταστεί κανείς τον αριθμό των βακτηρίων στον πλανήτη ταυτόχρονα, αλλά σύμφωνα με ορισμένες εκτιμήσεις, ο αριθμός τους είναι (βακτήρια και αρχαία μαζί) 5 οκτίλιο - αυτός είναι ένας αριθμός με 27 μηδενικά.

Η ταξινόμηση των βακτηριακών ειδών είναι εξαιρετικά περίπλοκη για προφανείς λόγους. Τώρα υπάρχουν περίπου 30.000 επίσημα αναγνωρισμένα είδη, αλλά η βάση γνώσεων αυξάνεται συνεχώς και υπάρχουν απόψεις ότι έχουμε μόνο την κορυφή του παγόβουνου για όλους τους τύπους βακτηρίων.

Η αλήθεια είναι ότι τα βακτήρια υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό. Έδωσαν την αφορμή για μερικά από τα παλαιότερα απολιθώματα, τα οποία είναι ηλικίας 3,5 δισεκατομμυρίων ετών. Τα αποτελέσματα της επιστημονικής έρευνας υποδηλώνουν ότι τα κυανοβακτήρια άρχισαν να δημιουργούν οξυγόνο πριν από περίπου 2,3-2,5 δισεκατομμύρια χρόνια στους ωκεανούς του κόσμου, διαποτίζοντας την ατμόσφαιρα της Γης με οξυγόνο που αναπνέουμε μέχρι σήμερα.

Τα βακτήρια μπορούν να επιβιώσουν στον αέρα, το νερό, το έδαφος, τον πάγο, τη θερμότητα, τα φυτά, τα έντερα, το δέρμα - παντού.

Μερικά βακτήρια είναι ακραιόφιλα, που σημαίνει ότι μπορούν να αντέξουν σε ακραία περιβάλλοντα όπου είναι είτε εξαιρετικά ζεστά είτε κρύα ή δεν έχουν τα θρεπτικά συστατικά και τις χημικές ουσίες που συνήθως συνδέουμε με τη ζωή. Οι ερευνητές βρήκαν τέτοια βακτήρια στην Τάφρο Μαριάνα, το βαθύτερο σημείο της Γης στον πυθμένα του Ειρηνικού Ωκεανού, κοντά σε υδροθερμικές οπές στο νερό και τον πάγο. Υπάρχουν επίσης βακτήρια που αγαπούν τη θερμότητα, όπως αυτά που χρωματίζουν την ιριδίζουσα πισίνα στο Εθνικό Πάρκο Yellowstone.

Κακό (για εμάς)

Ενώ τα βακτήρια συμβάλλουν σημαντικά στην ανθρώπινη και πλανητική υγεία, έχουν επίσης μια σκοτεινή πλευρά. Ορισμένα βακτήρια μπορεί να είναι παθογόνα, που σημαίνει ότι μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες και ασθένειες.

Κατά τη διάρκεια της ανθρώπινης ιστορίας, ορισμένα βακτήρια έχουν (κατανοητά) κακή ραπ για την πρόκληση πανικού και υστερίας. Πάρτε για παράδειγμα την πανούκλα. Το βακτήριο Yersinia pestis που προκαλεί την πανώλη όχι μόνο σκότωσε πάνω από 100 εκατομμύρια ανθρώπους, αλλά μπορεί να συνέβαλε στην κατάρρευση της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας. Πριν από την εμφάνιση των αντιβιοτικών, φαρμάκων που βοηθούν στην καταπολέμηση των βακτηριακών λοιμώξεων, ήταν πολύ δύσκολο να σταματήσουν.

Ακόμη και σήμερα, αυτά τα παθογόνα βακτήρια μας τρομάζουν σοβαρά. Χάρη στην ανάπτυξη αντίστασης στα αντιβιοτικά, τα βακτήρια που προκαλούν άνθρακα, πνευμονία, μηνιγγίτιδα, χολέρα, σαλμονέλωση, αμυγδαλίτιδα και άλλες ασθένειες που εξακολουθούν να μας συνοδεύουν αποτελούν πάντα κίνδυνο για εμάς.

Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τον Staphylococcus aureus, το βακτήριο που ευθύνεται για τις λοιμώξεις από σταφυλόκοκκο. Αυτό το «υπερβακτηρίδιο» προκαλεί πολλά προβλήματα στις κλινικές, καθώς οι ασθενείς αρκετά συχνά παθαίνουν αυτή τη μόλυνση κατά την τοποθέτηση ιατρικών εμφυτευμάτων και καθετήρων.

Έχουμε ήδη μιλήσει για τη φυσική επιλογή και πώς ορισμένα βακτήρια παράγουν μια ποικιλία γονιδίων που τα βοηθούν να αντιμετωπίσουν τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Εάν έχετε λοίμωξη και μερικά από τα βακτήρια στο σώμα σας είναι διαφορετικά από άλλα, τα αντιβιοτικά μπορούν να σκοτώσουν το μεγαλύτερο μέρος του βακτηριακού πληθυσμού. Αλλά αυτά τα βακτήρια που επιβιώνουν θα αναπτύξουν αντοχή στο φάρμακο και θα παραμείνουν, περιμένοντας την επόμενη ευκαιρία. Ως εκ τούτου, οι γιατροί συνιστούν την ολοκλήρωση της πορείας των αντιβιοτικών μέχρι το τέλος και γενικά, να επικοινωνήσετε μαζί τους όσο το δυνατόν πιο σπάνια, μόνο ως έσχατη λύση.

Τα βιοόπλα είναι μια άλλη ανατριχιαστική πτυχή αυτής της συζήτησης. Τα βακτήρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως όπλο σε ορισμένες περιπτώσεις, ειδικότερα, ο άνθρακας χρησιμοποιήθηκε κάποτε. Επιπλέον, όχι μόνο οι άνθρωποι υποφέρουν από βακτήρια. Ένα ξεχωριστό είδος - Halomonas titanicae - έδειξε όρεξη για το βυθισμένο υπερωκεάνιο Titanic, διαβρώνοντας το μέταλλο του ιστορικού πλοίου.

Φυσικά, τα βακτήρια μπορούν να επιφέρουν κάτι περισσότερο από απλή βλάβη.

ηρωικά βακτήρια

Ας εξερευνήσουμε την καλή πλευρά των βακτηρίων. Εξάλλου, αυτά τα μικρόβια μας έδωσαν νόστιμα φαγητά όπως τυρί, μπύρα, προζύμι και άλλα είδη που έχουν υποστεί ζύμωση. Βελτιώνουν επίσης την ανθρώπινη υγεία και χρησιμοποιούνται στην ιατρική.

Τα μεμονωμένα βακτήρια μπορούν να ευχαριστηθούν για τη διαμόρφωση της ανθρώπινης εξέλιξης. Η επιστήμη συλλέγει όλο και περισσότερα δεδομένα σχετικά με τη μικροχλωρίδα - μικροοργανισμούς που ζουν στο σώμα μας, ειδικά στο πεπτικό σύστημα και τα έντερα. Η έρευνα δείχνει ότι τα βακτήρια, τα νέα γενετικά υλικά και η ποικιλομορφία που φέρνουν στο σώμα μας επιτρέπουν στους ανθρώπους να προσαρμοστούν σε νέες πηγές τροφίμων που δεν χρησιμοποιούνταν πριν.

Για να το θέσω αλλιώς, με την επένδυση της επιφάνειας του στομάχου και των εντέρων σας, τα βακτήρια λειτουργούν για εσάς. Όταν τρώτε, τα βακτήρια και άλλα μικρόβια σας βοηθούν να διασπάσετε και να εξάγετε θρεπτικά συστατικά από τα τρόφιμα, ειδικά υδατάνθρακες. Όσο πιο διαφορετικά είναι τα βακτήρια που καταναλώνουμε, τόσο πιο ποικιλόμορφο αποκτά το σώμα μας.

Αν και οι γνώσεις μας για τα μικρόβια μας είναι πολύ περιορισμένες, υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι η απουσία ορισμένων μικροβίων και βακτηρίων στο σώμα μπορεί να σχετίζεται με την υγεία, το μεταβολισμό και την ευαισθησία στα ανθρώπινα αλλεργιογόνα. Προκαταρκτικές μελέτες σε ποντίκια έδειξαν ότι οι μεταβολικές ασθένειες όπως η παχυσαρκία σχετίζονται με την ποικιλομορφία και την υγιή μικροχλωρίδα, και όχι με την επικρατούσα νοοτροπία μας για τις «θερμίδες μέσα, τις θερμίδες έξω».

Η δυνατότητα εισαγωγής ορισμένων μικροβίων και βακτηρίων στο ανθρώπινο σώμα, τα οποία μπορούν να προσφέρουν ορισμένα οφέλη, διερευνάται τώρα ενεργά, ωστόσο, κατά τη στιγμή της συγγραφής, δεν έχουν ακόμη καθιερωθεί γενικές συστάσεις για τη χρήση τους.

Επιπλέον, τα βακτήρια έχουν παίξει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της επιστημονικής σκέψης και της ανθρώπινης ιατρικής. Τα βακτήρια έπαιξαν πρωταγωνιστικό ρόλο στην ανάπτυξη των αξιωμάτων του Koch του 1884, τα οποία οδήγησαν στη γενική κατανόηση ότι οι ασθένειες προκαλούνται από έναν συγκεκριμένο τύπο μικροβίου.

Ερευνητές που μελετούν βακτήρια ανακάλυψαν κατά λάθος πενικιλίνη, ένα αντιβιοτικό που έχει σώσει αμέτρητες ζωές. Επίσης πιο πρόσφατα, από αυτή την άποψη, ανακαλύφθηκε ένας εύκολος τρόπος επεξεργασίας του γονιδιώματος των οργανισμών, ο οποίος μπορεί να φέρει επανάσταση στην ιατρική.

Στην πραγματικότητα, μόλις αρχίζουμε να καταλαβαίνουμε πώς να επωφεληθούμε από τη συμβίωση μας με αυτούς τους μικρούς φίλους. Επιπλέον, δεν είναι σαφές ποιος είναι ο πραγματικός ιδιοκτήτης της Γης: άνθρωποι ή μικρόβια.

Το σώμα ενός βακτηρίου αντιπροσωπεύεται από ένα μόνο κύτταρο. Οι μορφές των βακτηρίων ποικίλλουν. Η δομή των βακτηρίων διαφέρει από τη δομή των ζωικών και φυτικών κυττάρων.

Το κύτταρο στερείται πυρήνα, μιτοχόνδρια και πλαστίδια. Ο φορέας του DNA των κληρονομικών πληροφοριών βρίσκεται στο κέντρο του κυττάρου σε διπλωμένη μορφή. Οι μικροοργανισμοί που δεν έχουν πραγματικό πυρήνα ταξινομούνται ως προκαρυώτες. Όλα τα βακτήρια είναι προκαρυωτικά.

Υποτίθεται ότι στη γη υπάρχουν πάνω από ένα εκατομμύριο είδη αυτών των καταπληκτικών οργανισμών. Μέχρι σήμερα, έχουν περιγραφεί περίπου 10 χιλιάδες είδη.

Ένα βακτηριακό κύτταρο έχει τοίχωμα, κυτταροπλασματική μεμβράνη, κυτταρόπλασμα με εγκλείσματα και νουκλεοτίδιο. Από τις πρόσθετες δομές, ορισμένα κύτταρα έχουν μαστίγια, πυλώνες (ένας μηχανισμός συγκόλλησης και συγκράτησης στην επιφάνεια) και κάψουλα. Κάτω από αντίξοες συνθήκες, ορισμένα βακτηριακά κύτταρα είναι σε θέση να σχηματίσουν σπόρια. Το μέσο μέγεθος των βακτηρίων είναι 0,5-5 μικρά.

Η εξωτερική δομή των βακτηρίων

Ρύζι. 1. Η δομή ενός βακτηριακού κυττάρου.

κυτταρικό τοίχωμα

• Το κυτταρικό τοίχωμα ενός βακτηριακού κυττάρου είναι η προστασία και η υποστήριξή του. Δίνει στον μικροοργανισμό το συγκεκριμένο σχήμα του.
• Το κυτταρικό τοίχωμα είναι διαπερατό. Τα θρεπτικά συστατικά περνούν μέσα από αυτό και τα μεταβολικά προϊόντα (μεταβολισμός) έξω.
• Μερικοί τύποι βακτηρίων παράγουν μια ειδική βλέννα που μοιάζει με κάψουλα που τα προστατεύει από το στέγνωμα.
• Ορισμένα κύτταρα έχουν μαστίγια (ένα ή περισσότερα) ή λάχνες που τα βοηθούν να κινηθούν.
• Σε βακτηριακά κύτταρα που γίνονται ροζ στη χρώση Gram ( γραμμάρια αρνητικά), το κυτταρικό τοίχωμα είναι πιο λεπτό, πολυστρωματικό. Ένζυμα που διασπούν τα θρεπτικά συστατικά απελευθερώνονται προς τα έξω.
• Βακτήρια που γίνονται μοβ στη χρώση Gram gram-θετικό), το κυτταρικό τοίχωμα είναι παχύ. Τα θρεπτικά συστατικά που εισέρχονται στο κύτταρο διασπώνται στον περιπλασμικό χώρο (το διάστημα μεταξύ του κυτταρικού τοιχώματος και της κυτταροπλασματικής μεμβράνης) από υδρολυτικά ένζυμα.
• Υπάρχουν πολυάριθμοι υποδοχείς στην επιφάνεια του κυτταρικού τοιχώματος. Σε αυτά συνδέονται κυτταρικοί δολοφόνοι - φάγοι, κολικίνες και χημικές ενώσεις.
• Οι λιποπρωτεΐνες τοιχώματος σε ορισμένους τύπους βακτηρίων είναι αντιγόνα, τα οποία ονομάζονται τοξίνες.
• Με παρατεταμένη θεραπεία με αντιβιοτικά και για διάφορους άλλους λόγους, ορισμένα κύτταρα χάνουν τη μεμβράνη τους, αλλά διατηρούν την ικανότητα αναπαραγωγής. Αποκτούν στρογγυλεμένο σχήμα - σχήμα L και μπορούν να αποθηκευτούν για μεγάλο χρονικό διάστημα στο ανθρώπινο σώμα (κόκκοι ή βάκιλοι της φυματίωσης). Οι ασταθείς μορφές L έχουν τη δυνατότητα να επιστρέψουν στην αρχική τους μορφή (reversion).

Ρύζι. 2. Στη φωτογραφία, η δομή του βακτηριακού τοιχώματος των gram-αρνητικών βακτηρίων (αριστερά) και των θετικών κατά Gram (δεξιά).

Κάψουλα

Κάτω από δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες, τα βακτήρια σχηματίζουν μια κάψουλα. Η μικροκάψουλα προσκολλάται σφιχτά στον τοίχο. Μπορεί να φανεί μόνο με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Η μακροκάψουλα σχηματίζεται συχνά από παθογόνα μικρόβια (πνευμονιόκοκκοι). Στην πνευμονία Klebsiella, βρίσκεται πάντα μια μακροκάψουλα.

Ρύζι. 3. Στη φωτογραφία πνευμονιόκοκκος. Τα βέλη υποδεικνύουν την κάψουλα (μοτίβο περίθλασης ηλεκτρονίων μιας εξαιρετικά λεπτής τομής).

κέλυφος που μοιάζει με κάψουλα

Το κέλυφος που μοιάζει με κάψουλα είναι ένας σχηματισμός που συνδέεται χαλαρά με το κυτταρικό τοίχωμα. Χάρη στα βακτηριακά ένζυμα, το κέλυφος που μοιάζει με κάψουλα καλύπτεται με υδατάνθρακες (εξωπολυσακχαρίτες) του εξωτερικού περιβάλλοντος, γεγονός που εξασφαλίζει την προσκόλληση των βακτηρίων σε διαφορετικές επιφάνειες, ακόμη και σε εντελώς λείες.

Για παράδειγμα, οι στρεπτόκοκκοι, εισερχόμενοι στο ανθρώπινο σώμα, μπορούν να κολλήσουν μεταξύ τους με τα δόντια και τις καρδιακές βαλβίδες.

Οι λειτουργίες της κάψουλας είναι ποικίλες:

• προστασία από επιθετικές περιβαλλοντικές συνθήκες,
• εξασφάλιση προσκόλλησης (προσκόλλησης) με ανθρώπινα κύτταρα,
• έχοντας αντιγονικές ιδιότητες, η κάψουλα έχει τοξική δράση όταν εισάγεται σε ζωντανό οργανισμό.

Ρύζι. 4. Οι στρεπτόκοκκοι μπορούν να κολλήσουν μαζί με το σμάλτο των δοντιών και, μαζί με άλλα μικρόβια, είναι η αιτία της τερηδόνας.

Ρύζι. 5. Στη φωτογραφία η ήττα της μιτροειδούς βαλβίδας στους ρευματισμούς. Ο λόγος είναι οι στρεπτόκοκκοι.

Μαστίγια

• Ορισμένα βακτηριακά κύτταρα έχουν μαστίγια (ένα ή περισσότερα) ή λάχνες που τα βοηθούν να κινούνται. Τα μαστίγια περιέχουν τη συσταλτική πρωτεΐνη flagelin.
• Ο αριθμός των μαστιγίων μπορεί να είναι διαφορετικός - ένα, ένα μάτσο μαστίγια, μαστίγια σε διαφορετικά άκρα του κυττάρου ή σε ολόκληρη την επιφάνεια.
• Η κίνηση (τυχαία ή περιστροφική) πραγματοποιείται ως αποτέλεσμα της περιστροφικής κίνησης των μαστιγίων.
• Οι αντιγονικές ιδιότητες των μαστιγίων έχουν τοξική επίδραση στη νόσο.
• Τα βακτήρια που δεν έχουν μαστίγια, καλύπτονται με βλέννα, μπορούν να γλιστρήσουν. Τα υδρόβια βακτήρια περιέχουν κενοτόπια σε ποσότητα 40-60, γεμάτα με άζωτο.

Παρέχουν καταδύσεις και ανάβαση. Στο έδαφος, το βακτηριακό κύτταρο κινείται μέσω των καναλιών του εδάφους.

Ρύζι. 6. Σχέδιο προσάρτησης και λειτουργίας του μαστιγίου.

Ρύζι. 7. Η φωτογραφία δείχνει διαφορετικούς τύπους μαστιγωτών μικροβίων.

Ρύζι. 8. Η φωτογραφία δείχνει διαφορετικούς τύπους μαστιγωτών μικροβίων.

πίνω

• Οι λάχνες (λάχνες, κροσσοί) καλύπτουν την επιφάνεια των βακτηριακών κυττάρων. Η λάχνη είναι ένα ελικοειδώς στριμμένο λεπτό κοίλο νήμα πρωτεϊνικής φύσης.
• Ο στρατηγός ήπιεπαρέχουν προσκόλληση (προσκόλληση) με κύτταρα ξενιστές. Ο αριθμός τους είναι τεράστιος και κυμαίνεται από αρκετές εκατοντάδες έως αρκετές χιλιάδες. Από τη στιγμή της προσάρτησης, οποιαδήποτε .
• σεξουαλικά πριόνιαπροώθηση της μεταφοράς γενετικού υλικού από τον δότη στον λήπτη. Ο αριθμός τους είναι από 1 έως 4 ανά κελί.

Ρύζι. 9. Η φωτογραφία δείχνει E. coli. Ορατά μαστίγια και πόσιμο. Η φωτογραφία τραβήχτηκε χρησιμοποιώντας μικροσκόπιο σήραγγας (STM).

Ρύζι. 10. Η φωτογραφία δείχνει πολυάριθμα pili (fimbriae) σε κόκκους.

Ρύζι. 11. Η φωτογραφία δείχνει ένα βακτηριακό κύτταρο με κροσσούς.

κυτταροπλασματική μεμβράνη

• Η κυτταροπλασματική μεμβράνη βρίσκεται κάτω από το κυτταρικό τοίχωμα και είναι μια λιποπρωτεΐνη (έως 30% λιπίδια και έως 70% πρωτεΐνες).
• Διαφορετικά βακτηριακά κύτταρα έχουν διαφορετική λιπιδική σύνθεση μεμβρανών.
• Οι μεμβρανικές πρωτεΐνες εκτελούν πολλές λειτουργίες. Λειτουργικές πρωτεΐνεςείναι ένζυμα λόγω των οποίων γίνεται η σύνθεση των διαφόρων συστατικών του στην κυτταροπλασματική μεμβράνη κ.λπ.
• Η κυτταροπλασματική μεμβράνη αποτελείται από 3 στοιβάδες. Το διπλό φωσφολιπιδικό στρώμα είναι διαποτισμένο με γλοβουλίνες, οι οποίες εξασφαλίζουν τη μεταφορά ουσιών στο βακτηριακό κύτταρο. Εάν αποτύχει, το κύτταρο πεθαίνει.
• Η κυτταροπλασματική μεμβράνη εμπλέκεται στη σπορίωση.

Ρύζι. 12. Η φωτογραφία δείχνει καθαρά ένα λεπτό κυτταρικό τοίχωμα (CS), μια κυτταροπλασματική μεμβράνη (CPM) και ένα νουκλεοτίδιο στο κέντρο (βακτήριο Neisseria catarrhalis).

Η εσωτερική δομή των βακτηρίων

Ρύζι. 13. Η φωτογραφία δείχνει τη δομή ενός βακτηριακού κυττάρου. Η δομή ενός βακτηριακού κυττάρου διαφέρει από τη δομή των ζωικών και φυτικών κυττάρων - το κύτταρο στερείται πυρήνα, μιτοχόνδρια και πλαστίδια.

Κυτόπλασμα

Το κυτταρόπλασμα είναι 75% νερό, το υπόλοιπο 25% είναι μεταλλικές ενώσεις, πρωτεΐνες, RNA και DNA. Το κυτταρόπλασμα είναι πάντα πυκνό και ακίνητο. Περιέχει ένζυμα, μερικές χρωστικές, σάκχαρα, αμινοξέα, απόθεμα θρεπτικών ουσιών, ριβοσώματα, μεσοσωμάτια, κόκκους και κάθε είδους άλλα εγκλείσματα. Στο κέντρο του κυττάρου, συγκεντρώνεται μια ουσία που μεταφέρει κληρονομικές πληροφορίες - το νουκλεοειδές.

Κοκκία

Οι κόκκοι αποτελούνται από ενώσεις που αποτελούν πηγή ενέργειας και άνθρακα.

μεσοσώματα

Τα μεσοσωμάτια είναι παράγωγα κυττάρων. Έχουν διαφορετικό σχήμα - ομόκεντρες μεμβράνες, κυστίδια, σωληνάρια, βρόχους κ.λπ. Τα μεσοσωμάτια έχουν σύνδεση με το νουκλεοειδές. Η συμμετοχή στη διαίρεση των κυττάρων και το σχηματισμό σπορίων είναι ο κύριος σκοπός τους.

Νουκλεοειδές

Το νουκλεοειδές είναι ανάλογο με τον πυρήνα. Βρίσκεται στο κέντρο του κελιού. Το DNA εντοπίζεται σε αυτό - ο φορέας των κληρονομικών πληροφοριών σε διπλωμένη μορφή. Το μη στριμμένο DNA φτάνει σε μήκος το 1 mm. Η πυρηνική ουσία ενός βακτηριακού κυττάρου δεν έχει μεμβράνη, πυρήνα και σύνολο χρωμοσωμάτων και δεν διαιρείται με μίτωση. Πριν από τη διαίρεση, το νουκλεοτίδιο διπλασιάζεται. Κατά τη διαίρεση, ο αριθμός των νουκλεοτιδίων αυξάνεται σε 4.

Ρύζι. 14. Η φωτογραφία δείχνει ένα τμήμα ενός βακτηριακού κυττάρου. Ένα νουκλεοτίδιο είναι ορατό στο κεντρικό τμήμα.

Πλασμίδια

Τα πλασμίδια είναι αυτόνομα μόρια κουλουριασμένα σε έναν δακτύλιο δίκλωνου DNA. Η μάζα τους είναι πολύ μικρότερη από τη μάζα ενός νουκλεοτιδίου. Παρά το γεγονός ότι οι κληρονομικές πληροφορίες κωδικοποιούνται στο DNA των πλασμιδίων, δεν είναι ζωτικής σημασίας και απαραίτητες για ένα βακτηριακό κύτταρο.

Ρύζι. 15. Η φωτογραφία δείχνει ένα βακτηριακό πλασμίδιο. Η φωτογραφία τραβήχτηκε με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Ριβοσώματα

Τα ριβοσώματα ενός βακτηριακού κυττάρου εμπλέκονται στη σύνθεση πρωτεϊνών από αμινοξέα. Τα ριβοσώματα των βακτηριακών κυττάρων δεν είναι ενωμένα στο ενδοπλασματικό δίκτυο, όπως στα κύτταρα που έχουν πυρήνα. Είναι τα ριβοσώματα που συχνά γίνονται «στόχος» για πολλά αντιβακτηριακά φάρμακα.

εγκλείσματα

Τα εγκλείσματα είναι μεταβολικά προϊόντα πυρηνικών και μη πυρηνικών κυττάρων. Αντιπροσωπεύουν μια παροχή θρεπτικών συστατικών: γλυκογόνο, άμυλο, θείο, πολυφωσφορικό (βαλουτίνη) κ.λπ. Όταν λερώνονται, τα εγκλείσματα συχνά αποκτούν διαφορετική εμφάνιση από το χρώμα της βαφής. Μπορείτε να κάνετε διάγνωση ανά νόμισμα.

Μορφές βακτηρίων

Το σχήμα ενός βακτηριακού κυττάρου και το μέγεθός του έχουν μεγάλη σημασία για την ταυτοποίησή τους (αναγνώριση). Οι πιο κοινές μορφές είναι σφαιρικές, ράβδους και έλικες.

Πίνακας 1. Κύριες μορφές βακτηρίων.

σφαιρικά βακτήρια

Τα σφαιρικά βακτήρια ονομάζονται κόκκοι (από το ελληνικό κόκκος - κόκκος). Τακτοποιούνται ένα κάθε φορά, δύο τη φορά (διπλόκοκκοι), σε σακουλάκια, αλυσίδες και σαν τσαμπιά σταφύλια. Αυτή η διάταξη εξαρτάται από τον τρόπο διαίρεσης των κυττάρων. Τα πιο επιβλαβή μικρόβια είναι οι σταφυλόκοκκοι και οι στρεπτόκοκκοι.

Ρύζι. 16. Στη φωτογραφία φαίνονται μικροκόκκοι. Τα βακτήρια είναι στρογγυλά, λεία, λευκά, κίτρινα και κόκκινα. Οι μικροκόκκοι είναι πανταχού παρόντες στη φύση. Ζουν σε διαφορετικές κοιλότητες του ανθρώπινου σώματος.

Ρύζι. 17. Στη φωτογραφία, βακτήρια διπλόκοκκου - Streptococcus pneumoniae.

Ρύζι. 18. Βακτήρια Sarcina στη φωτογραφία. Τα κοκοειδή βακτήρια συνδυάζονται σε πακέτα.

Ρύζι. 19. Στη φωτογραφία, βακτήρια στρεπτόκοκκου (από το ελληνικό "στρεπτός" - μια αλυσίδα).

Τακτοποιημένα σε αλυσίδες. Είναι οι αιτιολογικοί παράγοντες μιας σειράς ασθενειών.

Ρύζι. 20. Στη φωτογραφία τα βακτήρια είναι «χρυσοί» σταφυλόκοκκοι. Τοποθετημένο σαν «τσαμπί σταφύλι». Οι συστάδες έχουν χρυσαφί χρώμα. Είναι οι αιτιολογικοί παράγοντες μιας σειράς ασθενειών.

βακτήρια σε σχήμα ράβδου

Τα βακτήρια σε σχήμα ράβδου που σχηματίζουν σπόρια ονομάζονται βάκιλοι. Έχουν κυλινδρικό σχήμα. Ο πιο σημαντικός εκπρόσωπος αυτής της ομάδας είναι ο βάκιλος. Οι βάκιλοι περιλαμβάνουν πανώλη και αιμοφιλικές ράβδους. Τα άκρα των βακτηρίων σε σχήμα ράβδου μπορεί να είναι μυτερά, στρογγυλεμένα, κολοβωμένα, διογκωμένα ή σχισμένα. Το σχήμα των ίδιων των ραβδιών μπορεί να είναι σωστό και λάθος. Μπορούν να τακτοποιηθούν ένα κάθε φορά, δύο κάθε φορά ή να σχηματίσουν αλυσίδες. Μερικοί βάκιλλοι ονομάζονται κοκκοβάκιλλοι επειδή έχουν στρογγυλό σχήμα. Ωστόσο, το μήκος τους υπερβαίνει το πλάτος.

Οι διπλοβάκιλλοι είναι διπλές ράβδοι. Τα ραβδιά άνθρακα σχηματίζουν μακριές κλωστές (αλυσίδες).

Ο σχηματισμός σπορίων αλλάζει το σχήμα των βακίλων. Στο κέντρο των βακίλλων, σχηματίζονται σπόρια σε βουτυρικά βακτήρια, δίνοντάς τους την εμφάνιση ατράκτου. Στα ραβδιά τετάνου - στα άκρα των βακίλων, δίνοντάς τους την εμφάνιση τυμπάνων.

Ρύζι. 21. Η φωτογραφία δείχνει ένα βακτηριακό κύτταρο σε σχήμα ράβδου. Είναι ορατά πολλαπλά μαστίγια. Η φωτογραφία τραβήχτηκε με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Αρνητικός.

Ρύζι. 22. Στη φωτογραφία, βακτήρια σε σχήμα ράβδου που σχηματίζουν αλυσίδες (ράβδοι άνθρακα).

Τόσο στο μάθημα του σχολικού προγράμματος όσο και στο πλαίσιο της εξειδικευμένης πανεπιστημιακής εκπαίδευσης, εξετάζονται απαραίτητα παραδείγματα από το βασίλειο των βακτηρίων. Αυτή η αρχαιότερη μορφή ζωής στον πλανήτη μας εμφανίστηκε νωρίτερα από οποιαδήποτε άλλη γνωστή στον άνθρωπο. Για πρώτη φορά, όπως εκτιμούν οι επιστήμονες, τα βακτήρια σχηματίστηκαν πριν από περίπου τρεισήμισι δισεκατομμύρια χρόνια και για περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια δεν υπήρχαν άλλες μορφές ζωής στον πλανήτη. Τα παραδείγματα των βακτηρίων, των εχθρών και των φίλων μας, εξετάζονται αναγκαστικά στο πλαίσιο οποιουδήποτε εκπαιδευτικού προγράμματος, γιατί αυτές οι μικροσκοπικές μορφές ζωής είναι που καθιστούν δυνατές τις διαδικασίες χαρακτηριστικές του κόσμου μας.

Χαρακτηριστικά επικράτησης

Πού στον ζωντανό κόσμο μπορούν να βρεθούν παραδείγματα βακτηρίων; Ναι, σχεδόν παντού! Βρίσκονται σε νερό πηγής, και σε αμμόλοφους της ερήμου, και στοιχεία εδάφους, αέρα και βραχώδεις βράχους. Στον πάγο της Ανταρκτικής, για παράδειγμα, τα βακτήρια ζουν σε παγετό -83 βαθμών, αλλά οι υψηλές θερμοκρασίες δεν παρεμβαίνουν σε αυτά - μορφές ζωής έχουν βρεθεί σε πηγές όπου το υγρό θερμαίνεται στους +90. Η πυκνότητα πληθυσμού του μικροσκοπικού κόσμου αποδεικνύεται από το γεγονός ότι, για παράδειγμα, τα βακτήρια σε ένα γραμμάριο εδάφους είναι αναρίθμητα εκατοντάδες εκατομμύρια.

Τα βακτήρια μπορούν να ζήσουν σε οποιαδήποτε άλλη μορφή ζωής - σε ένα φυτό, ένα ζώο. Πολλοί γνωρίζουν τη φράση «εντερική μικροχλωρίδα», και στην τηλεόραση διαφημίζουν συνεχώς προϊόντα που τη βελτιώνουν. Στην πραγματικότητα, για παράδειγμα, μόλις σχηματίζεται από βακτήρια, δηλαδή, κανονικά στο ανθρώπινο σώμα, υπάρχουν και αναρίθμητες μικροσκοπικές μορφές ζωής. Είναι επίσης στο δέρμα μας, στο στόμα - με μια λέξη, οπουδήποτε. Μερικά από αυτά είναι πραγματικά επιβλαβή και ακόμη και απειλητικά για τη ζωή, γι' αυτό οι αντιβακτηριδακοί παράγοντες είναι τόσο διαδεδομένοι, αλλά χωρίς άλλους θα ήταν απλά αδύνατο να επιβιώσουμε - το είδος μας συνυπάρχει σε συμβίωση.

συνθήκες διαβίωσης

Όποιο και αν είναι το παράδειγμα των βακτηρίων, αυτοί οι οργανισμοί είναι εξαιρετικά ανθεκτικοί, μπορούν να επιβιώσουν σε αντίξοες συνθήκες, να προσαρμοστούν εύκολα σε αρνητικούς παράγοντες. Ορισμένες μορφές χρειάζονται οξυγόνο για να επιβιώσουν, ενώ άλλες μπορούν να κάνουν μια χαρά χωρίς αυτό. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα εκπροσώπων βακτηρίων που επιβιώνουν άριστα σε ανοξικό περιβάλλον.

Μελέτες έχουν δείξει ότι οι μικροσκοπικές μορφές ζωής μπορούν να επιβιώσουν σε σοβαρό παγετό, δεν φοβούνται την πολύ υψηλή ξηρότητα ή τις υψηλές θερμοκρασίες. Τα σπόρια με τα οποία πολλαπλασιάζονται τα βακτήρια μπορούν εύκολα να ανταπεξέλθουν ακόμη και σε παρατεταμένο βρασμό ή επεξεργασία σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Τι υπάρχουν;

Κατά την εξέταση παραδειγμάτων βακτηρίων (εχθρών και φίλων του ανθρώπου), πρέπει να θυμόμαστε ότι η σύγχρονη βιολογία εισάγει ένα σύστημα ταξινόμησης που απλοποιεί κάπως την κατανόηση αυτού του διαφορετικού βασιλείου. Συνηθίζεται να μιλάμε για πολλές διαφορετικές μορφές, καθεμία από τις οποίες έχει ένα εξειδικευμένο όνομα. Έτσι, τα βακτήρια με τη μορφή μπάλας ονομάζονται κόκκοι, οι στρεπτόκοκκοι είναι μπάλες που συλλέγονται σε μια αλυσίδα και αν ο σχηματισμός μοιάζει με μάτσο, τότε ανήκει στην ομάδα των σταφυλόκοκκων. Τέτοιες μικροσκοπικές μορφές ζωής είναι γνωστές όταν δύο βακτήρια ζουν ταυτόχρονα σε μια κάψουλα καλυμμένη με μια βλεννογόνο μεμβράνη. Αυτοί ονομάζονται διπλόκοκκοι. Οι βάκιλοι έχουν σχήμα ράβδου, οι σπιρίλιες είναι σπειροειδείς και τα vibrios είναι παράδειγμα βακτηρίου (κάθε μαθητής που περνά με υπευθυνότητα το πρόγραμμα θα πρέπει να μπορεί να το φέρει), το οποίο μοιάζει σε σχήμα με κόμμα.

Αυτό το όνομα υιοθετήθηκε για μικροσκοπικές μορφές ζωής που, όταν αναλύονται με Gram, δεν αλλάζουν χρώμα όταν εκτίθενται στο κρυσταλλικό ιώδες. Για παράδειγμα, τα παθογόνα και αβλαβή gram-θετικά βακτήρια διατηρούν μια μωβ απόχρωση ακόμη και όταν πλένονται με οινόπνευμα, αλλά τα αρνητικά κατά Gram αποχρωματίζονται εντελώς.

Κατά την εξέταση μιας μικροσκοπικής μορφής ζωής μετά από μια πλύση με Gram, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί μια συρρικνωμένη κηλίδα (σαφρανίνη), η οποία θα προκαλέσει το βακτήριο να γίνει ροζ ή κόκκινο. Αυτή η αντίδραση οφείλεται στη δομή της εξωτερικής μεμβράνης, η οποία εμποδίζει τη διείσδυση της χρωστικής στο εσωτερικό.

Γιατί χρειάζεται αυτό;

Εάν, ως μέρος ενός σχολικού μαθήματος, ανατεθεί σε έναν μαθητή το καθήκον να δώσει παραδείγματα βακτηρίων, μπορεί συνήθως να θυμηθεί εκείνες τις μορφές που εξετάζονται στο σχολικό βιβλίο και τα βασικά χαρακτηριστικά τους υποδεικνύονται ήδη για αυτά. Η δοκιμή λεκέδων επινοήθηκε ακριβώς για να ανιχνεύσει αυτές τις συγκεκριμένες παραμέτρους. Αρχικά, η μελέτη είχε ως στόχο την ταξινόμηση εκπροσώπων της μικροσκοπικής μορφής ζωής.

Τα αποτελέσματα της δοκιμής Gram επιτρέπουν την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τη δομή των κυτταρικών τοιχωμάτων. Με βάση τις πληροφορίες που ελήφθησαν, όλα τα αναγνωρισμένα έντυπα μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες, κάτι που λαμβάνεται περαιτέρω υπόψη στην εργασία. Για παράδειγμα, τα παθογόνα βακτήρια της κατηγορίας αρνητικών κατά Gram είναι πολύ πιο ανθεκτικά στην επίδραση των αντισωμάτων, καθώς το κυτταρικό τοίχωμα είναι αδιαπέραστο, προστατευμένο και ισχυρό. Αλλά για τη θετική κατά gram αντίσταση χαρακτηρίζεται από σημαντικά χαμηλότερη.

Παθογένεια και χαρακτηριστικά αλληλεπίδρασης

Ένα κλασικό παράδειγμα ασθένειας που προκαλείται από βακτήρια είναι μια φλεγμονώδης διαδικασία που μπορεί να αναπτυχθεί σε διάφορους ιστούς και όργανα. Τις περισσότερες φορές, μια τέτοια αντίδραση προκαλείται από gram-αρνητικές μορφές ζωής, καθώς τα κυτταρικά τους τοιχώματα προκαλούν αντίδραση από το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα. Τα τοιχώματα περιέχουν LPS (στοιβάδα λιποπολυσακχαρίτη), ως απόκριση στην οποία το σώμα παράγει κυτοκίνες. Αυτό προκαλεί φλεγμονή, το σώμα του ξενιστή αναγκάζεται να αντιμετωπίσει την αυξημένη παραγωγή τοξικών συστατικών, η οποία οφείλεται στον αγώνα μεταξύ της μικροσκοπικής μορφής ζωής και του ανοσοποιητικού συστήματος.

Ποιες είναι γνωστές;

Στην ιατρική, επί του παρόντος, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή σε τρεις μορφές που προκαλούν σοβαρές ασθένειες. Το βακτήριο Neisseria gonorrhoeae μεταδίδεται σεξουαλικά, συμπτώματα αναπνευστικών παθολογιών παρατηρούνται όταν ο οργανισμός μολύνεται με Moraxella catarrhalis και μια από τις πολύ επικίνδυνες ασθένειες για τον άνθρωπο - η μηνιγγίτιδα - προκαλείται από το βακτήριο Neisseria meningitidis.

Βάκιλλοι και ασθένειες

Λαμβάνοντας υπόψη, για παράδειγμα, τα βακτήρια, τις ασθένειες που προκαλούν, είναι απλά αδύνατο να αγνοήσουμε τους βάκιλλους. Αυτή η λέξη είναι σήμερα γνωστή σε οποιονδήποτε λαϊκό, ακόμη και με πολύ κακή φαντασία των χαρακτηριστικών των μικροσκοπικών μορφών ζωής, και αυτή η ποικιλία αρνητικών κατά Gram βακτηρίων είναι εξαιρετικά σημαντική για τους σύγχρονους γιατρούς και ερευνητές, καθώς προκαλεί σοβαρά προβλήματα στο ανθρώπινο αναπνευστικό σύστημα . Υπάρχουν επίσης γνωστά παραδείγματα ασθενειών του ουροποιητικού συστήματος, που προκαλούνται από μια τέτοια μόλυνση. Ορισμένοι βάκιλλοι επηρεάζουν δυσμενώς τη λειτουργία του γαστρεντερικού σωλήνα. Ο βαθμός της βλάβης εξαρτάται τόσο από την ανοσία του ατόμου όσο και από τη συγκεκριμένη μορφή που μόλυνε τον οργανισμό.

Μια ορισμένη ομάδα αρνητικών κατά Gram βακτηρίων σχετίζεται με αυξημένη πιθανότητα νοσοκομειακής λοίμωξης. Η πιο επικίνδυνη από τις σχετικά διαδεδομένες αιτίες δευτεροπαθούς μηνιγγίτιδας, η πνευμονία. Οι πιο ακριβείς θα πρέπει να είναι οι υπάλληλοι των ιατρικών ιδρυμάτων της μονάδας εντατικής θεραπείας.

Λιθοτροφικά

Λαμβάνοντας υπόψη παραδείγματα βακτηριακής διατροφής, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στη μοναδική ομάδα λιθοτροφών. Αυτή είναι μια τέτοια μικροσκοπική μορφή ζωής, η οποία για τη δραστηριότητά της λαμβάνει ενέργεια από μια ανόργανη ένωση. Χρησιμοποιούνται μέταλλα, υδρόθειο, αμμώνιο και πολλές άλλες ενώσεις, από τις οποίες το βακτήριο δέχεται ηλεκτρόνια. Ένα μόριο οξυγόνου ή άλλη ένωση που έχει ήδη περάσει το στάδιο της οξείδωσης δρα ως οξειδωτικός παράγοντας στην αντίδραση. Η μεταφορά ενός ηλεκτρονίου συνοδεύεται από την παραγωγή ενέργειας που αποθηκεύεται από το σώμα και χρησιμοποιείται στο μεταβολισμό.

Για τους σύγχρονους επιστήμονες, τα λιτότροφα παρουσιάζουν ενδιαφέρον κυρίως επειδή είναι ζωντανοί οργανισμοί μάλλον άτυποι για τον πλανήτη μας και η μελέτη μας επιτρέπει να διευρύνουμε σημαντικά την κατανόησή μας για τις δυνατότητες που έχουν ορισμένες ομάδες ζωντανών όντων. Γνωρίζοντας τα παραδείγματα, τα ονόματα των βακτηρίων από την κατηγορία των λιθοτροφών, εξετάζοντας τα χαρακτηριστικά της ζωτικής τους δραστηριότητας, είναι δυνατό να αποκατασταθεί σε κάποιο βαθμό το πρωταρχικό οικολογικό σύστημα του πλανήτη μας, δηλαδή την περίοδο που δεν υπήρχε φωτοσύνθεση, το οξυγόνο έκανε δεν υπάρχει, και ακόμη και η οργανική ύλη δεν έχει εμφανιστεί ακόμη. Η μελέτη των λιθοτροφών δίνει την ευκαιρία να γνωρίσουμε τη ζωή σε άλλους πλανήτες, όπου μπορεί να πραγματοποιηθεί λόγω της οξείδωσης της ανόργανης ύλης, σε πλήρη απουσία οξυγόνου.

Ποιος και τι;

Τι είναι τα λιθοτροφικά στη φύση; Ένα παράδειγμα είναι τα οζίδια βακτήρια, τα χημειοτροφικά, τα καρβοξυτροφικά, τα μεθανογόνα. Επί του παρόντος, οι επιστήμονες δεν μπορούν να πουν με βεβαιότητα ότι κατάφεραν να ανιχνεύσουν όλα τα είδη που ανήκουν σε αυτήν την ομάδα μικροσκοπικών μορφών ζωής. Υποτίθεται ότι η περαιτέρω έρευνα προς αυτή την κατεύθυνση είναι ένας από τους πιο υποσχόμενους τομείς της μικροβιολογίας.

Οι λιθότροφοι συμμετέχουν ενεργά σε κυκλικές διεργασίες που είναι σημαντικές για τις συνθήκες ύπαρξης ζωής στον πλανήτη μας. Συχνά, οι χημικές αντιδράσεις που προκαλούν αυτά τα βακτήρια έχουν μια μάλλον ισχυρή επίδραση στον χώρο. Έτσι, τα βακτήρια του θείου μπορούν να οξειδώσουν το υδρόθειο σε ιζήματα στον πυθμένα μιας δεξαμενής και χωρίς μια τέτοια αντίδραση, το συστατικό θα αντιδρούσε με το οξυγόνο που περιέχεται στα στρώματα του νερού, γεγονός που θα καθιστούσε αδύνατη τη ζωή σε αυτό.

Συμβίωση και αντίθεση

Ποιος δεν γνωρίζει παραδείγματα ιών, βακτηρίων; Στο πλαίσιο του σχολικού μαθήματος, σε όλους μιλάνε για το χλωμό τρεπόνεμα, που μπορεί να προκαλέσει σύφιλη, φλαμπέσια. Υπάρχουν επίσης ιοί βακτηρίων, οι οποίοι είναι γνωστοί στην επιστήμη ως βακτηριοφάγοι. Μελέτες έχουν δείξει ότι σε ένα μόνο δευτερόλεπτο μπορούν να μολύνουν 10 έως 24ο βαθμό βακτηρίων! Αυτό είναι ταυτόχρονα ένα ισχυρό εργαλείο για την εξέλιξη και μια μέθοδος που εφαρμόζεται στη γενετική μηχανική, η οποία μελετάται ενεργά επί του παρόντος από επιστήμονες.

Σημασία της ζωής

Υπάρχει μια λανθασμένη αντίληψη στο φιλισταϊκό περιβάλλον ότι τα βακτήρια είναι μόνο η αιτία των ανθρώπινων ασθενειών και δεν υπάρχει πλέον όφελος ή βλάβη από αυτά. Αυτό το στερεότυπο οφείλεται στην ανθρωποκεντρική εικόνα του περιβάλλοντος κόσμου, δηλαδή στην ιδέα ότι όλα κατά κάποιο τρόπο συσχετίζονται με ένα άτομο, περιστρέφονται γύρω από αυτόν και υπάρχουν μόνο για αυτόν. Στην πραγματικότητα, μιλάμε για συνεχή αλληλεπίδραση χωρίς κάποιο συγκεκριμένο κέντρο περιστροφής. Τα βακτήρια και οι ευκαρυώτες αλληλεπιδρούν για όσο καιρό υπάρχουν και τα δύο αυτά βασίλεια.

Ο πρώτος τρόπος καταπολέμησης των βακτηρίων, που εφευρέθηκε από την ανθρωπότητα, συνδέθηκε με την ανακάλυψη της πενικιλίνης, ενός μύκητα που μπορεί να καταστρέψει μικροσκοπικές μορφές ζωής. Οι μύκητες ανήκουν στο βασίλειο των ευκαρυωτών και, από την άποψη της βιολογικής ιεραρχίας, σχετίζονται στενότερα με τον άνθρωπο παρά με τα φυτά. Αλλά οι μελέτες έχουν δείξει ότι οι μύκητες απέχουν πολύ από το μόνο και ούτε καν το πρώτο πράγμα που έχει γίνει εχθρός των βακτηρίων, επειδή οι ευκαρυώτες εμφανίστηκαν πολύ αργότερα από τη μικροσκοπική ζωή. Αρχικά, ο αγώνας μεταξύ των βακτηρίων (και άλλων μορφών απλά δεν υπήρχε) ήταν η χρήση των συστατικών που παρήγαγαν αυτοί οι οργανισμοί για να κερδίσουν ένα μέρος για να υπάρχουν. Προς το παρόν, ένα άτομο, που προσπαθεί να ανακαλύψει νέους τρόπους για την καταπολέμηση των βακτηρίων, μπορεί να ανακαλύψει μόνο εκείνες τις μεθόδους που ήταν γνωστές στη φύση εδώ και πολύ καιρό και χρησιμοποιήθηκαν από τους οργανισμούς στον αγώνα για ζωή. Αλλά η αντίσταση στα φάρμακα, που τρομάζει τόσο πολλούς ανθρώπους, είναι μια φυσιολογική αντίδραση αντίστασης που είναι εγγενής στη μικροσκοπική ζωή για πολλά εκατομμύρια χρόνια. Ήταν αυτή που καθόρισε την ικανότητα των βακτηρίων να επιβιώνουν όλο αυτό το διάστημα και να συνεχίζουν να αναπτύσσονται και να πολλαπλασιάζονται.

Επίθεση ή πεθάνει

Ο κόσμος μας είναι ένα μέρος όπου μπορούν να επιβιώσουν μόνο όσοι είναι προσαρμοσμένοι στη ζωή, ικανοί να αμύνονται, να επιτίθενται, να επιβιώνουν. Ταυτόχρονα, η ικανότητα επίθεσης συνδέεται στενά με τις επιλογές για την προστασία του εαυτού του, της ζωής του και των συμφερόντων του. Εάν ένα συγκεκριμένο βακτήριο δεν μπορούσε να ξεφύγει από τα αντιβιοτικά, αυτό το είδος θα πέθαινε. Επί του παρόντος, οι μικροοργανισμοί έχουν αρκετά ανεπτυγμένους και πολύπλοκους αμυντικούς μηχανισμούς που είναι αποτελεσματικοί έναντι μιας μεγάλης ποικιλίας ουσιών και ενώσεων. Η πιο εφαρμόσιμη μέθοδος στη φύση είναι η ανακατεύθυνση του κινδύνου σε άλλο στόχο.

Η εμφάνιση ενός αντιβιοτικού συνοδεύεται από επίδραση στο μόριο ενός μικροσκοπικού οργανισμού - σε RNA, πρωτεΐνη. Εάν αλλάξετε τον στόχο, τότε θα αλλάξει το μέρος όπου μπορεί να δεσμευτεί το αντιβιοτικό. Μια σημειακή μετάλλαξη, η οποία καθιστά έναν οργανισμό ανθεκτικό στη δράση ενός επιθετικού συστατικού, γίνεται ο λόγος για τη βελτίωση ολόκληρου του είδους, καθώς είναι αυτό το βακτήριο που συνεχίζει να αναπαράγεται ενεργά.

Ιοί και βακτήρια

Αυτό το θέμα προκαλεί επί του παρόντος πολλή συζήτηση τόσο μεταξύ των επαγγελματιών όσο και των λαϊκών. Σχεδόν κάθε δευτερόλεπτο θεωρεί τον εαυτό του ειδικό στους ιούς, κάτι που συνδέεται με το έργο των συστημάτων μαζικής ενημέρωσης: μόλις πλησιάζει η επιδημία γρίπης, μιλούν και γράφουν για ιούς παντού και παντού. Ένα άτομο, έχοντας εξοικειωθεί με αυτά τα δεδομένα, αρχίζει να πιστεύει ότι γνωρίζει ό,τι είναι δυνατό. Φυσικά, είναι χρήσιμο να εξοικειωθείτε με τα δεδομένα, αλλά μην κάνετε λάθος: όχι μόνο οι απλοί άνθρωποι, αλλά και οι επαγγελματίες, επί του παρόντος, δεν έχουν ακόμη ανακαλύψει τις περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα χαρακτηριστικά της ζωτικής δραστηριότητας ιών και βακτηρίων .

Παρεμπιπτόντως, τα τελευταία χρόνια, ο αριθμός των ανθρώπων που έχουν πειστεί ότι ο καρκίνος είναι μια ιογενής ασθένεια έχει αυξηθεί σημαντικά. Πολλές εκατοντάδες εργαστήρια σε όλο τον κόσμο έχουν πραγματοποιήσει μελέτες από τις οποίες μπορεί να εξαχθεί ένα τέτοιο συμπέρασμα σχετικά με τη λευχαιμία, το σάρκωμα. Ωστόσο, μέχρι στιγμής αυτά είναι μόνο υποθέσεις και η επίσημη βάση αποδεικτικών στοιχείων δεν αρκεί για να βγάλει ένα ακριβές συμπέρασμα.

Ιολογία

Αυτός είναι ένας αρκετά νέος κλάδος της επιστήμης, που ξεκίνησε πριν από οκτώ δεκαετίες, όταν ανακαλύφθηκε ότι προκαλεί την ασθένεια του μωσαϊκού του καπνού. Αξιοσημείωτα αργότερα, ελήφθη η πρώτη εικόνα, αν και πολύ ανακριβής, και λίγο πολύ σωστή έρευνα έχει πραγματοποιηθεί μόνο τα τελευταία δεκαπέντε χρόνια, όταν οι τεχνολογίες που είναι διαθέσιμες στην ανθρωπότητα επέτρεψαν τη μελέτη τέτοιων μικρών μορφών ζωής.

Προς το παρόν, δεν υπάρχουν ακριβείς πληροφορίες για το πώς και πότε εμφανίστηκαν οι ιοί, αλλά μια από τις κύριες θεωρίες είναι ότι αυτή η μορφή ζωής προήλθε από βακτήρια. Αντί για εξέλιξη, εδώ έγινε η υποβάθμιση, η ανάπτυξη γύρισε πίσω και δημιουργήθηκαν νέοι μονοκύτταροι οργανισμοί. Μια ομάδα επιστημόνων υποστηρίζει ότι οι ιοί ήταν προηγουμένως πολύ πιο περίπλοκοι, αλλά μια σειρά από χαρακτηριστικά έχουν χαθεί με την πάροδο του χρόνου. Η κατάσταση που είναι διαθέσιμη για μελέτη από τον σύγχρονο άνθρωπο, η ποικιλομορφία των δεδομένων του γενετικού ταμείου είναι μόνο απόηχοι διαφορετικών βαθμών, στάδια υποβάθμισης, χαρακτηριστικές ενός συγκεκριμένου είδους. Το πόσο σωστή είναι αυτή η θεωρία είναι ακόμα άγνωστο, αλλά η ύπαρξη στενής σχέσης μεταξύ βακτηρίων και ιών δεν μπορεί να αμφισβητηθεί.

Βακτήρια: τόσο διαφορετικά

Ακόμα κι αν ένας σύγχρονος άνθρωπος κατανοεί ότι τα βακτήρια τον περιβάλλουν παντού και παντού, είναι ακόμα δύσκολο να συνειδητοποιήσουμε πόσο εξαρτώνται οι διαδικασίες του γύρω κόσμου από τις μικροσκοπικές μορφές ζωής. Μόλις πρόσφατα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα ζωντανά βακτήρια γεμίζουν ακόμη και τα σύννεφα, όπου αναδύονται με ατμό. Οι ικανότητες που δίνονται σε τέτοιους οργανισμούς είναι εκπληκτικές και εμπνευσμένες. Μερικοί προκαλούν τη μετατροπή του νερού σε πάγο, που προκαλεί κατακρήμνιση. Καθώς το σφαιρίδιο αρχίζει να πέφτει, λιώνει ξανά και μια βροχή νερού —ή χιόνι, ανάλογα με το κλίμα και την εποχή— πέφτει στο έδαφος. Όχι πολύ καιρό πριν, οι επιστήμονες πρότειναν ότι μέσω των βακτηρίων, μπορείτε να επιτύχετε αύξηση της βροχόπτωσης.

Οι περιγραφόμενες ικανότητες έχουν μέχρι στιγμής ανακαλυφθεί στη μελέτη ενός είδους που έχει λάβει την επιστημονική ονομασία Pseudomonas Syringae. Οι επιστήμονες είχαν προηγουμένως υποθέσει ότι τα σύννεφα που είναι καθαρά για το ανθρώπινο μάτι είναι γεμάτα ζωή και τα σύγχρονα μέσα, τεχνολογίες και εργαλεία κατέστησαν δυνατή την απόδειξη αυτής της άποψης. Σύμφωνα με πρόχειρους υπολογισμούς, ένα κυβικό μέτρο σύννεφου είναι γεμάτο με μικρόβια σε συγκέντρωση 300-30.000 αντιγράφων. Μεταξύ άλλων, η αναφερόμενη μορφή του Pseudomonas Syringae είναι παρούσα εδώ, προκαλώντας το σχηματισμό πάγου από νερό σε αρκετά υψηλή θερμοκρασία. Ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά πριν από αρκετές δεκαετίες ενώ μελετούσε φυτά και καλλιεργήθηκε σε τεχνητό περιβάλλον - αποδείχθηκε αρκετά απλό. Επί του παρόντος, οι Pseudomonas Syringae εργάζονται ενεργά προς όφελος της ανθρωπότητας στα χιονοδρομικά κέντρα.

Πώς συμβαίνει αυτό;

Η ύπαρξη του Pseudomonas Syringae σχετίζεται με την παραγωγή πρωτεϊνών που καλύπτουν την επιφάνεια ενός μικροσκοπικού οργανισμού σε ένα πλέγμα. Όταν πλησιάζει ένα μόριο νερού, ξεκινά μια χημική αντίδραση, το πλέγμα ισοπεδώνεται, εμφανίζεται ένα πλέγμα, το οποίο προκαλεί το σχηματισμό πάγου. Ο πυρήνας προσελκύει νερό, αυξάνεται σε μέγεθος και μάζα. Αν όλα αυτά συνέβησαν σε σύννεφο, τότε η αύξηση του βάρους οδηγεί στην αδυναμία περαιτέρω εκτίναξης και το πέλλετ πέφτει κάτω. Η μορφή της βροχόπτωσης καθορίζεται από τη θερμοκρασία του αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης.

Πιθανώς, το Pseudomonas Syringae μπορεί να καταφύγει σε μια περίοδο ξηρασίας, για την οποία είναι απαραίτητο να εισαχθεί μια αποικία βακτηρίων στο σύννεφο. Επί του παρόντος, οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν ακριβώς ποια συγκέντρωση μικροοργανισμών μπορεί να προκαλέσει βροχή, επομένως γίνονται πειράματα, λαμβάνονται δείγματα. Ταυτόχρονα, είναι απαραίτητο να μάθουμε γιατί το Pseudomonas Syringae κινείται με σύννεφα, εάν ο μικροοργανισμός ζει κανονικά στο φυτό.

Πολλοί τύποι βακτηρίων είναι χρήσιμοι και χρησιμοποιούνται με επιτυχία από τον άνθρωπο.

Πρώτα, τα ωφέλιμα βακτήρια χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία τροφίμων.

Στην παραγωγή τυριού, κεφίρ, κρέμας, γάλακτος είναι απαραίτητη η πήξη, η οποία συμβαίνει υπό τη δράση του γαλακτικού οξέος. Το γαλακτικό οξύ παράγεται από βακτήρια γαλακτικού οξέος, τα οποία αποτελούν μέρος των καλλιεργειών εκκίνησης και τρέφονται με τη ζάχαρη που περιέχεται στο γάλα. Το ίδιο το γαλακτικό οξύ προάγει την απορρόφηση σιδήρου, ασβεστίου, φωσφόρου. Αυτά τα ευεργετικά στοιχεία μας βοηθούν να καταπολεμήσουμε τις μολυσματικές ασθένειες.

Στην παραγωγή του τυριού πιέζεται σε κομμάτια (κεφαλές). Οι κεφαλές του τυριού αποστέλλονται στους θαλάμους ωρίμανσης, όπου αρχίζει η δραστηριότητα διαφόρων βακτηρίων γαλακτικού και προπιονικού οξέος που περιλαμβάνονται στη σύνθεσή του. Ως αποτέλεσμα της δραστηριότητάς τους, το τυρί "ωριμάζει" - αποκτά χαρακτηριστική γεύση, οσμή, σχέδιο και χρώμα.

Για την παραγωγή κεφίρ, χρησιμοποιείται ένα ορεκτικό που περιέχει βάκιλλους γαλακτικού οξέος και στρεπτόκοκκους γαλακτικού οξέος.

Το γιαούρτι είναι ένα νόστιμο και υγιεινό προϊόν γάλακτος που έχει υποστεί ζύμωση. Το γάλα για την παραγωγή γιαουρτιού πρέπει να είναι πολύ υψηλής ποιότητας. Θα πρέπει να έχει μια ελάχιστη ποσότητα επιβλαβών βακτηρίων που μπορεί να παρεμποδίσουν την ανάπτυξη ωφέλιμων βακτηρίων γιαουρτιού. Τα βακτήρια του γιαουρτιού μετατρέπουν το γάλα σε γιαούρτι και του δίνουν μια ξεχωριστή γεύση.

Ρύζι. 14. Γαλακτοβάκιλλοι - βακτήρια γαλακτικού οξέος.

Το γαλακτικό οξύ και τα βακτήρια του γιαουρτιού που εισέρχονται στο ανθρώπινο σώμα με τα τρόφιμα βοηθούν στην καταπολέμηση όχι μόνο επιβλαβών βακτηρίων στα έντερα, αλλά και ιών που προκαλούν κρυολόγημα και άλλες λοιμώξεις. Κατά τη διάρκεια της ζωής τους, αυτά τα ευεργετικά βακτήρια δημιουργούν ένα τόσο όξινο περιβάλλον (λόγω των αποβαλλόμενων μεταβολικών προϊόντων) που μόνο ένα μικρόβιο πολύ προσαρμοσμένο σε δύσκολες συνθήκες, όπως το E. coli, μπορεί να επιβιώσει δίπλα τους.

Η δραστηριότητα των ωφέλιμων βακτηρίων χρησιμοποιείται στη ζύμωση του λάχανου και άλλων λαχανικών.

κατα δευτερον, τα βακτήρια χρησιμοποιούνται για την έκπλυση μεταλλευμάτων στην εξόρυξη χαλκού, ψευδαργύρου, νικελίου, ουρανίου και άλλων μετάλλων από φυσικά μεταλλεύματα. Η έκπλυση είναι η εξόρυξη ορυκτών από μετάλλευμα που δεν είναι πλούσια σε αυτά με τη βοήθεια βακτηρίων, όταν άλλες μέθοδοι απόκτησης (για παράδειγμα, τήξη του μεταλλεύματος) είναι αναποτελεσματικές και δαπανηρές. Η έκπλυση πραγματοποιείται από αερόβια βακτήρια.

Τρίτον, ωφέλιμα αερόβια βακτήρια χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό των λυμάτων πόλεων και βιομηχανικών επιχειρήσεων από οργανικά υπολείμματα.

Ο κύριος σκοπός αυτής της βιολογικής επεξεργασίας είναι η εξουδετέρωση πολύπλοκων και αδιάλυτων οργανικών ουσιών των λυμάτων που δεν μπορούν να εξαχθούν από αυτά με μηχανική επεξεργασία και η αποσύνθεσή τους σε απλά υδατοδιαλυτά στοιχεία.

Τέταρτος, βακτήρια χρησιμοποιούνται στην παραγωγή μεταξιού και επεξεργασίας δέρματος κ.λπ. Οι πρώτες ύλες για την κατασκευή τεχνητού μεταξιού παράγονται από ειδικά διαγονιδιακά βακτήρια. Τα τεχνικά βακτήρια γαλακτικού οξέος χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία δέρματος για διόγκωση και αφαίρεση (επεξεργασία πρώτων υλών από στερεές ενώσεις), στην κλωστοϋφαντουργία, ως βοηθητικό μέσο για βαφή και εκτύπωση.

Πέμπτος, τα βακτήρια χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των γεωργικών παρασίτων. Τα γεωργικά φυτά αντιμετωπίζονται με ειδικά σκευάσματα που περιέχουν ορισμένους τύπους βακτηρίων. Έντομα - παράσιτα, που απορροφούν μέρη φυτών που έχουν υποστεί επεξεργασία με βιολογικά προϊόντα, καταπίνουν βακτηριακά σπόρια με την τροφή. Αυτό οδηγεί στο θάνατο των παρασίτων.

έκτος, τα βακτήρια χρησιμοποιούνται για την παραγωγή διαφόρων φαρμάκων (για παράδειγμα, ιντερφερόνη) που σκοτώνουν τους ιούς και υποστηρίζουν την ανθρώπινη ανοσία (προστασία).

Και το τελευταίο, ευεργετικές ιδιότητες έχουν και τα επιβλαβή βακτήρια.

Τα βακτήρια αποσύνθεσης (κοπροφυτικά βακτήρια) καταστρέφουν τα πτώματα των νεκρών ζώων, τα φύλλα δέντρων και θάμνων που έχουν πέσει στο έδαφος και τους ίδιους τους κορμούς των νεκρών δέντρων. Αυτά τα βακτήρια είναι ένα είδος οργανωτών του πλανήτη μας. Τρέφονται με οργανική ύλη και το μετατρέπουν σε χούμο - ένα γόνιμο στρώμα της γης.

Τα βακτήρια του εδάφους ζουν στο έδαφος και παρέχουν επίσης πολλά οφέλη στη φύση. Τα μεταλλικά άλατα, τα οποία παράγονται από βακτήρια του εδάφους, στη συνέχεια απορροφώνται από το έδαφος από τις ρίζες των φυτών. Ένα κυβικό εκατοστό του επιφανειακού στρώματος του δασικού εδάφους περιέχει εκατοντάδες εκατομμύρια βακτήρια του εδάφους.

Ρύζι. 15. Κλωστρίδια - βακτήρια του εδάφους.

Στο έδαφος ζουν και βακτήρια, τα οποία απορροφούν το άζωτο από τον αέρα, συσσωρεύοντάς το στο σώμα τους. Αυτό το άζωτο στη συνέχεια μετατρέπεται σε πρωτεΐνες. Μετά το θάνατο των βακτηριακών κυττάρων, αυτές οι πρωτεΐνες μετατρέπονται σε αζωτούχες ενώσεις (νιτρικά), που είναι λίπασμα και απορροφώνται καλά από τα φυτά.

Συμπέρασμα.

Τα βακτήρια είναι μια μεγάλη, καλά μελετημένη ομάδα μικροοργανισμών. Τα βακτήρια βρίσκονται παντού και ένα άτομο τα συναντά στη ζωή του όλη την ώρα. Τα βακτήρια μπορούν να είναι ωφέλιμα για τον άνθρωπο και μπορούν να γίνουν πηγή επικίνδυνων ασθενειών.

Η μελέτη των ιδιοτήτων των βακτηρίων, η καταπολέμηση των επιβλαβών εκδηλώσεών τους και η χρήση των ευεργετικών ιδιοτήτων της ζωτικής δραστηριότητας των βακτηρίων είναι ένα από τα κύρια καθήκοντα για τον άνθρωπο.

Μαθητής ΣΤ τάξης Β _________________________________ / Yaroslav Shchipanov /

Βιβλιογραφία.

1. Berkinblit M.B., Glagolev S.M., Maleeva Yu.V., Βιολογία: Εγχειρίδιο για την 6η τάξη. – Μ.: Binom. Εργαστήριο Γνώσης, 2008.

2. Ivchenko, T. V. Ηλεκτρονικό εγχειρίδιο «Βιολογία: 6η τάξη. Ζωντανός οργανισμός". // Βιολογία στο σχολείο. - 2007.

3. Pasechnik V.V. Βιολογία. 6 κύτταρα Βακτήρια, μύκητες, φυτά: Proc. για γενική εκπαίδευση εγχειρίδιο εγκαταστάσεις, - 4η έκδ., στερεότυπο. – M.: Bustard, 2000.

4. Smelova, V.G. Ψηφιακό μικροσκόπιο στα μαθήματα βιολογίας // Εκδοτικός Οίκος "Πρώτη Σεπτεμβρίου" Βιολογία. - 2012. - Αρ. 1.

Τι είναι τα βακτήρια: τύποι βακτηρίων, ταξινόμηση τους

Τα βακτήρια είναι μικροσκοπικοί μικροοργανισμοί που υπάρχουν εδώ και χιλιάδες χρόνια. Είναι αδύνατο να δούμε τα μικρόβια με γυμνό μάτι, αλλά δεν πρέπει να ξεχνάμε την ύπαρξή τους. Υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός βακίλλων. Η επιστήμη της μικροβιολογίας ασχολείται με την ταξινόμηση, τη μελέτη, τις ποικιλίες, τα χαρακτηριστικά της δομής και τη φυσιολογία τους.

Οι μικροοργανισμοί ονομάζονται διαφορετικά, ανάλογα με το είδος των δράσεων και των λειτουργιών τους. Κάτω από ένα μικροσκόπιο, μπορείτε να παρατηρήσετε πώς αυτά τα μικρά πλάσματα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Οι πρώτοι μικροοργανισμοί είχαν μάλλον πρωτόγονη μορφή, αλλά η σημασία τους δεν πρέπει σε καμία περίπτωση να υποτιμηθεί. Από την αρχή, οι βάκιλοι εξελίχθηκαν, δημιούργησαν αποικίες, προσπάθησαν να επιβιώσουν σε μεταβαλλόμενες κλιματικές συνθήκες. Διαφορετικά δονήματα είναι σε θέση να ανταλλάσσουν αμινοξέα προκειμένου να αναπτυχθούν και να αναπτυχθούν φυσιολογικά ως αποτέλεσμα.

Σήμερα είναι δύσκολο να πούμε πόσα είδη αυτών των μικροοργανισμών υπάρχουν στη γη (ο αριθμός αυτός υπερβαίνει το ένα εκατομμύριο), αλλά τα πιο διάσημα και τα ονόματά τους είναι γνωστά σε σχεδόν κάθε άτομο. Δεν έχει σημασία τι είναι τα μικρόβια και πώς ονομάζονται, όλα έχουν ένα πλεονέκτημα - ζουν σε αποικίες, επομένως είναι πολύ πιο εύκολο γι 'αυτούς να προσαρμοστούν και να επιβιώσουν.

Αρχικά, ας καταλάβουμε ποιοι μικροοργανισμοί υπάρχουν. Η απλούστερη ταξινόμηση είναι το καλό και το κακό. Με άλλα λόγια, αυτά που είναι επιβλαβή για τον ανθρώπινο οργανισμό, προκαλούν πολλές ασθένειες και εκείνες που είναι ωφέλιμες. Στη συνέχεια, θα μιλήσουμε αναλυτικά για το ποια είναι τα κύρια ωφέλιμα βακτήρια και θα δώσουμε μια περιγραφή τους.

Μπορείτε επίσης να ταξινομήσετε τους μικροοργανισμούς ανάλογα με το σχήμα, τα χαρακτηριστικά τους. Πιθανώς, πολλοί άνθρωποι θυμούνται ότι στα σχολικά εγχειρίδια υπήρχε ένας ειδικός πίνακας με την εικόνα διάφορων μικροοργανισμών και δίπλα ήταν το νόημα και ο ρόλος τους στη φύση. Υπάρχουν διάφοροι τύποι βακτηρίων:

• κόκκοι - μικρές μπάλες που μοιάζουν με αλυσίδα, καθώς βρίσκονται το ένα πίσω από το άλλο.
• σε σχήμα ράβδου;
• σπιρίλια, σπειροχαίτες (έχουν σύνθετο σχήμα).
• δονήσεις.

Βακτήρια διαφορετικών σχημάτων

Έχουμε ήδη αναφέρει ότι μία από τις ταξινομήσεις χωρίζει τα μικρόβια σε είδη ανάλογα με το σχήμα τους.

Τα βακτήρια coli έχουν επίσης ορισμένα χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, υπάρχουν τύποι ραβδόμορφων με μυτερούς πόλους, με παχύρρευστα, με στρογγυλεμένα ή με ίσια άκρα. Κατά κανόνα, τα μικρόβια σε σχήμα ράβδου είναι πολύ διαφορετικά και βρίσκονται πάντα σε χάος, δεν παρατάσσονται σε μια αλυσίδα (με εξαίρεση τους στρεπτοβάκιλλους), δεν συνδέονται μεταξύ τους (εκτός από διπλοβάκιλλους).

Στους μικροοργανισμούς σφαιρικών μορφών, οι μικροβιολόγοι περιλαμβάνουν στρεπτόκοκκους, σταφυλόκοκκους, διπλόκοκκους, γονόκοκκους. Μπορεί να είναι ζευγάρια ή μακριές αλυσίδες μπάλες.

Οι καμπύλοι βάκιλλοι είναι η σπιρίλια, οι σπειροχαίτες. Είναι πάντα ενεργά αλλά δεν παράγουν σπόρια. Το Spirilla είναι ασφαλές για ανθρώπους και ζώα. Μπορείτε να διακρίνετε τη σπιρίλια από τις σπειροχαίτες αν προσέξετε τον αριθμό των μπούκλες, είναι λιγότερο μπερδεμένες, έχουν ειδικά μαστίγια στα άκρα.

Τύποι παθογόνων βακτηρίων

Για παράδειγμα, μια ομάδα μικροοργανισμών που ονομάζονται κόκκοι, και πιο αναλυτικά οι στρεπτόκοκκοι και οι σταφυλόκοκκοι προκαλούν πραγματικές πυώδεις ασθένειες (φουρνουλίτιδα, στρεπτοκοκκική αμυγδαλίτιδα).

Τα αναερόβια ζουν και αναπτύσσονται τέλεια χωρίς οξυγόνο· για ορισμένους τύπους αυτών των μικροοργανισμών, το οξυγόνο γενικά γίνεται θανατηφόρο. Τα αερόβια μικρόβια χρειάζονται οξυγόνο για να επιβιώσουν.

Τα αρχαία είναι σχεδόν άχρωμοι μονοκύτταροι οργανισμοί.

Τα παθογόνα βακτήρια πρέπει να αποφεύγονται γιατί προκαλούν λοιμώξεις, οι gram-αρνητικοί μικροοργανισμοί θεωρούνται ανθεκτικοί στα αντισώματα. Υπάρχουν πολλές πληροφορίες για το έδαφος, τους σήπτοντες μικροοργανισμούς, οι οποίοι είναι επιβλαβείς, χρήσιμοι.

Γενικά, η σπιρίλια δεν είναι επικίνδυνη, αλλά ορισμένα είδη μπορεί να προκαλέσουν sodoku.

Ποικιλίες ωφέλιμων βακτηρίων

Ακόμη και οι μαθητές γνωρίζουν ότι οι βάκιλλοι είναι χρήσιμοι και επιβλαβείς. Οι άνθρωποι γνωρίζουν ορισμένα ονόματα από το αυτί (σταφυλόκοκκος, στρεπτόκοκκος, βάκιλος πανώλης). Αυτά είναι επιβλαβή πλάσματα που παρεμβαίνουν όχι μόνο στο εξωτερικό περιβάλλον, αλλά και στους ανθρώπους. Υπάρχουν μικροσκοπικοί βάκιλλοι που προκαλούν τροφική δηλητηρίαση.

Φροντίστε να γνωρίζετε χρήσιμες πληροφορίες για το γαλακτικό οξύ, τα τρόφιμα, τους προβιοτικούς μικροοργανισμούς. Για παράδειγμα, τα προβιοτικά, με άλλα λόγια οι καλοί οργανισμοί, χρησιμοποιούνται συχνά για ιατρικούς σκοπούς. Ρωτάς: για τι; Δεν επιτρέπουν στα επιβλαβή βακτήρια να πολλαπλασιάζονται μέσα σε ένα άτομο, ενισχύουν τις προστατευτικές λειτουργίες του εντέρου και έχουν καλή επίδραση στο ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα.

Τα Bifidobacteria είναι επίσης πολύ ωφέλιμα για τα έντερα. Τα δονήματα γαλακτικού οξέος περιλαμβάνουν περίπου 25 είδη. Στον ανθρώπινο οργανισμό υπάρχουν σε μεγάλες ποσότητες, αλλά δεν είναι επικίνδυνα. Αντίθετα, προστατεύουν το γαστρεντερικό σωλήνα από σήψη και άλλα μικρόβια.

Μιλώντας για καλούς, δεν μπορούμε να μην αναφέρουμε τα τεράστια είδη στρεπτομυκήτων. Είναι γνωστά σε όσους έπαιρναν χλωραμφενικόλη, ερυθρομυκίνη και παρόμοια φάρμακα.

Υπάρχουν μικροοργανισμοί όπως το Azotobacter. Ζουν στο έδαφος για πολλά χρόνια, έχουν ευεργετική επίδραση στο έδαφος, διεγείρουν την ανάπτυξη των φυτών, καθαρίζουν τη γη από βαρέα μέταλλα. Είναι αναντικατάστατα στην ιατρική, τη γεωργία, την ιατρική, τη βιομηχανία τροφίμων.

Τύποι βακτηριακής μεταβλητότητας

Από τη φύση τους, τα μικρόβια είναι πολύ ευμετάβλητα, πεθαίνουν γρήγορα, μπορεί να είναι αυθόρμητα, να προκληθούν. Δεν θα υπεισέλθουμε σε λεπτομέρειες σχετικά με τη μεταβλητότητα των βακτηρίων, αφού αυτές οι πληροφορίες ενδιαφέρουν περισσότερο όσους ενδιαφέρονται για τη μικροβιολογία και όλους τους κλάδους της.

Τύποι βακτηρίων για σηπτικές δεξαμενές

Οι κάτοικοι ιδιωτικών κατοικιών κατανοούν την επείγουσα ανάγκη επεξεργασίας των λυμάτων, καθώς και των βόθρων. Σήμερα, οι αποχετεύσεις μπορούν να καθαριστούν γρήγορα και αποτελεσματικά με τη βοήθεια ειδικών βακτηρίων για σηπτικές δεξαμενές. Για ένα άτομο, αυτή είναι μια τεράστια ανακούφιση, αφού ο καθαρισμός της αποχέτευσης δεν είναι ευχάριστο πράγμα.

Έχουμε ήδη διευκρινίσει πού χρησιμοποιείται ο βιολογικός τύπος επεξεργασίας λυμάτων και τώρα ας μιλήσουμε για το ίδιο το σύστημα. Τα βακτήρια για τις σηπτικές δεξαμενές αναπτύσσονται σε εργαστήρια, σκοτώνουν τη δυσάρεστη μυρωδιά των αποχετεύσεων, απολυμαίνουν φρεάτια αποστράγγισης, βόθρους και μειώνουν τον όγκο των λυμάτων. Υπάρχουν τρεις τύποι βακτηρίων που χρησιμοποιούνται για σηπτικές δεξαμενές:

• αερόβια?
• αναερόβιος;
• ζωντανά (βιοενεργοποιητές).

Πολύ συχνά οι άνθρωποι χρησιμοποιούν συνδυασμένες μεθόδους καθαρισμού. Ακολουθήστε αυστηρά τις οδηγίες στο παρασκεύασμα, βεβαιωθείτε ότι η στάθμη του νερού συμβάλλει στην κανονική επιβίωση των βακτηρίων. Επίσης, θυμηθείτε να χρησιμοποιείτε την αποχέτευση τουλάχιστον μία φορά κάθε δύο εβδομάδες, ώστε τα βακτήρια να έχουν κάτι να φάνε, διαφορετικά θα πεθάνουν. Μην ξεχνάτε ότι το χλώριο από τις σκόνες και τα υγρά καθαρισμού σκοτώνει τα βακτήρια.

Τα πιο δημοφιλή βακτήρια είναι τα Dr. Robik, Septifos, Waste Treat.

Τύποι βακτηρίων στα ούρα

Θεωρητικά, δεν πρέπει να υπάρχουν βακτήρια στα ούρα, αλλά μετά από διάφορες ενέργειες και καταστάσεις, μικροσκοπικοί μικροοργανισμοί εγκαθίστανται όπου θέλουν: στον κόλπο, στη μύτη, στο νερό κ.λπ. Εάν τα βακτήρια εντοπίστηκαν κατά τη διάρκεια των εξετάσεων, αυτό σημαίνει ότι το άτομο πάσχει από ασθένειες των νεφρών, της ουροδόχου κύστης ή των ουρητήρων. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους οι μικροοργανισμοί εισέρχονται στα ούρα. Πριν από τη θεραπεία, είναι πολύ σημαντικό να διερευνηθεί και να προσδιοριστεί με ακρίβεια ο τύπος των βακτηρίων και η οδός εισόδου. Αυτό μπορεί να προσδιοριστεί με βιολογική καλλιέργεια ούρων, όταν τα βακτήρια τοποθετούνται σε ένα ευνοϊκό περιβάλλον. Στη συνέχεια, ελέγχεται η αντίδραση των βακτηρίων σε διάφορα αντιβιοτικά.

Σας ευχόμαστε να είστε πάντα υγιείς. Φροντίστε τον εαυτό σας, πλένετε τακτικά τα χέρια σας, προστατεύστε το σώμα σας από επιβλαβή βακτήρια!