Бактерії

Бактерії – мікроскопічні організми, що складаються всього з однієї клітини. Вони зустрічаються практично всюди землі: у грунті, водоймах, живих організмах і навіть радіоактивних відходах. Назва цих мікроорганізмів перекладається з грецької як «палиця». Вчений Антоні ван Левенгук уперше побачив, як виглядають бактерії, за допомогою світлового мікроскопа у 1676 році.

Будова та розмноження

Бактерії - найдавніші живі організми на Землі, що існують понад 3,6-4,5 мільярда років. Вони є прокаріотами і належать до біологічного царства організмів, клітини яких позбавлені ядра та деяких органел.

Бактерії можуть бути паличкоподібної, сферичної, вигнутої форми, зустрічаються всюди - у грунті, воді, повітрі, на поверхні та всередині тіл інших організмів.

• Організм – це одна клітина.
• Розміри варіюються від 1 до 15 мікронів.
• Зовні покрита щільною оболонкою та захисною слизовою капсулою.
• Органи руху - ворсинки, один або кілька джгутиків на зовнішній мембрані клітини.
• У клітинах відсутнє ядро, оточене власною мембраною, мітохондріями та пластидами.
• Спадкова інформація розташовується в центральній зоні клітини у вигляді ланцюга ДНК, замкненого в кільце (нуклеоїд).

Мал. 2. Будова бактерії.

Спосіб розмноження бактерій полягає у розподілі клітини на дві частини. Спочатку материнська клітина подовжується та утворюється поперечна перегородка. Вона поглиблюється та поступово формуються дві дочірні клітини. Швидкість розмноження цих мікроорганізмів є дуже високою.

Одна бактерія протягом 24 годин здатна утворювати мільйони нових клітин. Вони розходяться чи залишаються пов'язаними у ланцюжки, групи.

Різноманітність бактеріальних клітин

Більшість бактерій поглинає готові поживні речовини, створені іншими організмами. Це гетеротрофний тип харчування (від грецьких слів "гетерос", що означає "чужий" і "трофос" - "живлення").

Залежно від типу харчування виділяють такі групи бактерій:

• гетеротрофи;
• автотрофи (фототрофи та хемотрофи);
• сапротрофи (живляться речовинами трупів чи виділеннями інших організмів);
• паразити (живляться іншими живими істотами);
• симбіонти (здатні до симбіозу із рослинами).

Прикладами автотрофів, які виробляють власні поживні речовини, є зелені серобактерії та пурпурні бактерії. Фототрофи містять хлорофіл та поглинають енергію Сонця для фотосинтезу. Хемотрофи використовують хімічні реакції для одержання органічних речовин із неорганічних.

Види бактерій, знайдені формою, можна перерахувати у звіті чи звіті з біології за 5 клас. Їх можна подати у вигляді списку:

• коки – кулясті (стрептококи, пневмококи, стафілококи);
• бацили - паличкоподібні (bacillus subtilis);
• вібріони – вигнуті;
• спірила – зморщена;
• спірохети – спірально закручені.

За результатами життєдіяльності виділяють гнильні, бродильні та хвороботворні бактерії. Кожна з цих груп відрізняється за поживними властивостями та важливістю. Наприклад, патогенні мікроорганізми викликають захворювання у людини, тварин та рослин.

Значення бактерій

Бактерії переробляють органічні залишки в ґрунті в мінеральні речовини, беруть участь в утворенні гумусу та кругообігу речовин у природі. Молочнокислі бактерії викликають скисання молока, перетворюючи його на йогурт та сметану.Мікроорганізми, що мешкають у кишечнику людини, разом утворюють мікрофлору, важливу для травлення та імунітету.

3. Різноманітність бактерій.

Список захворювань, що викликаються бактеріями у людини, досить великий. робити профілактичні щеплення.

Що ми дізналися?

Бактерії складаються з однієї клітини, яка не має ядра. Деякі бактеріальні організми харчуються готовими органічними речовинами, інші створюють їх самостійно.

Де можуть жити бактерії?

Мікроскопічні живі організми, найменші на планеті, найчисельніші жителі Землі – бактерії. цього еволюція бактерій проходила у людей, можна сказати, «під самим носом», але на них ніхто не звертав належного уваги. І даремно!

Давність походження

Вони найдавніші жителі нашої планети. Давнє середовище проживання бактерій – Земля. кажучи, вік бактерій можна порівняти з віком навколишньої природи.До речі, відома історія людства налічує лише кілька десятків тисяч років. Ось такі ми молоді в порівнянні з цими мікроорганізмами.

Найдрібніші та численні

Бактерії також є найдрібнішими з усіх відомих представників живої природи. Справа в тому, що клітини багатьох живих організмів мають приблизно однакові розміри. Але тільки клітини бактерій. Середня клітина бактерії приблизно в десять разів менша за розмірами, ніж середньостатистична клітина, наприклад, людини. Через таку крихітність вони є ще й найчисельнішими мешканцями. Відомо, що у грудочці ґрунту, де мешкають бактерії, може перебувати стільки ж мешканців, скільки, наприклад, людей у ​​всіх країнах Європи.

Витривалість

Природа, створюючи бактерії, вклала у яких величезний запас міцності, значно перевищує витривалість інших представників фауни. З часів «давнини глибокої» Землі відбувалося чимало катаклізмів, і бактерії навчилися їх стійко переносити. І донині середовище проживання бактерій настільки різноманітне, що викликає глибокий інтерес мікробіологів. Мікроорганізми часом можуть бути виявлені в таких місцях, де точно ніхто з інших істот не зможе жити.

Де можуть жити бактерії

Наприклад, у киплячих гейзерах, де температура води може досягати майже ста градусів вище за нуль. Або – в нафтових підземних озерах, а також у непридатних для життя кислотних озерах, де будь-яка риба чи інша тварина відразу б розчинилися, - ось де можуть жити бактерії.

Вчені припускають, деякі види бактерій можуть існувати навіть у космосі! До речі, цих даних ґрунтується одна з версій заселення земної кулі живими істотами, теорія походження життя планети.

Спори

Для того, щоб переносити подібні несприятливі умови, деякі бактерії утворюють суперечки. Можна сміливо сказати, що це особлива, спляча, що спочиває форма. Перед тим як утворити суперечку, бактерія починає усихати, видаляючи із себе рідину. Вона зменшується в розмірах, залишаючись усередині своєї оболонки, додатково покриваючись ще однією оболонкою – захисного характеру. У такому вигляді мікроорганізм може існувати дуже і дуже довго, таким чином, як би «перечікуючи» важкі часи. Потім, залежно від того, в якому середовищі живуть бактерії – сприятливі чи ні – вони можуть відновлювати свою життєдіяльність у повному обсязі. Ця унікальна здатність виживати у несприятливих умовах уважно вивчається вченими-мікробіологами.

Всюдисущі

На запитання "де живуть бактерії?" можна відповісти дуже просто: "Практично скрізь!" А саме: довкола нас і в нас, в атмосфері, у ґрунті, у воді. І кожна людина щодня вступає в контакт із міріадами цих істот, сама не помічаючи цього. Серед них є бактерії патогенні та умовно-патогенні. Є абсолютно безпечні для людського організму.

На землі

У ґрунті, де мешкають бактерії, їх міститься найбільша кількість. Тут є і поживні речовини, необхідні для життєдіяльності, та оптимальна кількість води, відсутнє пряме сонячне освітлення. Більшість із подібних бактерій – сапрофіти. Вони беруть участь у процесах формування родючої частини ґрунту (гумусу).Однак тут є і хвороботворні мікроорганізми: збудники правця, ботулізму, газової гангрени та інших хвороб. Потім вони можуть потрапляти у повітря та воду, надалі заражаючи людину цими захворюваннями.

Так, збудник правця, досить велика паличка, потрапляє в організм із ґрунту при різних пошкодженнях шкіри та розмножується в анаеробних (без кисню) умовах.

У воді

Ще де можуть жити бактерії, то це у водному середовищі. Сюди вони потрапляють, коли їх змиває із ґрунту, а стоки потрапляють у водойми. З цієї причини, до речі, в артезіанській воді набагато менше бактерій, ніж у надґрунтовій. А звичайна вода з озера чи річки може стати середовищем, де живуть хвороботворні бактерії, місцем поширення багатьох небезпечних захворювань: черевного тифу, холери, дизентерії та інших. Так, наприклад, дизентерія викликається бактеріями з різновидів шигел і супроводжується тяжкою інтоксикацією організму, ураженнями шлунково-кишкового тракту.

В атмосфері

У повітрі, де можуть жити бактерії, їх не так багато, як у ґрунті. Атмосфера є проміжним етапом у міграції мікроорганізмів, тому не може служити – через відсутність поживних речовин та недостатню вологість – постійним місцем проживання для бактерій. У повітря бактерії потрапляють з пилом, мікроскопічними крапельками води, але потім осідають, зрештою, на грунт. Однак у густонаселених місцях - великих мегаполісах, наприклад, - кількість мікроорганізмів, що містяться в повітрі, може бути велика, особливо в літній час. А саме повітря може бути середовищем, де живуть хвороботворні бактерії, всілякі інфекції. Деякі з них: дифтерія, кашлюк. А також туберкульоз, що викликається паличкою Коха.

на людині

На шкірі людини знаходиться безліч мікроорганізмів. Але вони нерівномірно розподіляються по всій поверхні. Є у бактерій "улюблені" місця, а є ділянки, що нагадують безлюдні пустелі. Причому, за даними вчених, більшість мікроорганізмів, що мешкають на шкірі людей, не є шкідливими. Навпаки, вони виконують свого роду захисні функції для людини від мікробів, які вважаються небезпечними. Науково доведено, що надмірна стерильність та чистота – не такі вже й хороші (звичайно ж, простих правил гігієни ще ніхто не скасовував). Найменше бактерій знаходиться у людини за вушними раковинами. Основна кількість – на передпліччя (там їх до 45 видів). Безліч бактерій живе на слизових оболонках, так званих вологих зонах, де вони почуваються дуже комфортно. У сухих (долоні, сідниці) умови існування не зовсім придатні для мікроорганізмів.

Усередині нас

За твердженням лікарів-мікробіологів, у кишечнику людини проживає приблизно три кілограми бактерій! А в кількісному відношенні – це величезна армія, з якою не можна не зважати. Проте бактерії – розумні сусіди. Основна маса людей, що живуть у тілі (а також інших ссавців) – корисні та здійснюють мирне сусідство з «господарями». Одні – допомагають травленню. Інші виконують охоронні функції: внаслідок їх дій хвороботворні мікроорганізми при спробі проникнення на підзахисну територію відразу знищуються. 99% населення – біфідобактерії та бактероїди. А ентерококи, кишкова паличка (що є умовно патогенною), лактобактерії – приблизно від 1 до 10%.Вони за несприятливих умов можуть викликати різні захворювання, але в організмі здорової людини виконують корисні функції. Ще там мешкають різні гриби та стафілококи, які також можуть бути патогенними. Але в основному в шлунково-кишковому тракті існує якийсь бактеріологічний баланс, ніби задуманий природою, що підтримує здоров'я людини на належному рівні. А патогенні мікроорганізми при досить високому імунітеті не можуть проникати всередину та завдавати шкоди.

Поширення бактерій у природі

Бактерії широко поширені в природі: населяють повітря, воду та ґрунт, перебувають у живих організмах.

Бактерії були виявлені навіть на дні океану на глибині кількох кілометрів, у термальних джерелах, температура води в яких сягає $90^\circ$, у нафтоносних кулях.

Бактерії здатні існувати за таких умов, де інші живі організми не зустрічаються взагалі.

Якщо брати до уваги місце існування мікроорганізмів, то їх можна поділити на три групи:

• сапрофіти (жителі ґрунту);
• епіфіти (середовище — поверхня живих рослин);
• паразити (населяють організми інших живих істот).

Мікрофлора ґрунту

Основним джерелом поширення бактерій є ґрунт. Цьому сприяють:

• наявність великої кількості поживних речовин (мінеральних, органічних);
• достатня вологість субстрату,
• захист їх від дії прямого сонячного випромінювання та різких коливань температури.

Найбільше бактерій міститься на глибині до $30$ див. Піщаний грунт містить їх меншу кількість, ніж чорнозем. Один грам чорнозему містить близько $10 мільярдів бактерій.

Величезна роль бактерій у процесах збагачення та утворення ґрунтів, у підвищенні їх родючості.

Відбувається розкладання органічних речовин - залишків мертвих тварин і відмерлих рослин, які потрапляють у ґрунт. Завдяки цьому утворюються неорганічні речовини, які пізніше можуть бути харчовою базою для інших організмів, в основному рослин, а також одночасно виділяється вуглекислий газ, необхідний для фотосинтезу рослин. Велика кількість перегною бактерії утворюють після додаткового добрива ґрунту гноєм, вирощування багаторічних та однорічних трав'янистих рослин, у яких відмирають численні корені. За наявності кисню у ґрунті бактерії за короткий період перетворюють перегній у мінеральні речовини, необхідних харчування рослин, зокрема і культурних.

Найбільше бактерій можна зустріти в ґрунтах, які містять багато органічних залишків (культивованих, удобрюваних, досить зволожених)

Зустрічаються у ґрунті та патогенні (хвороботворні) бактерії. Вони потрапляють у ґрунт разом із трупами тварин, побутовими та промисловими покидьками. Вони можуть бути збудниками важких захворювань - правця, ботулізму, газової гангрени та ін.

Грунт є основним першоджерелом попадання бактерій у повітря та у воду.

Мікрофлора води

Вода – сприятливе середовище для життєдіяльності бактерій.

Забруднення води може становити до мільйона бактерій $1$ мл.

Бактерії потрапляють у водойми зі стічними ґрунтовими водами, з повітря та ін.

Кількість бактерій у питній воді залежить від її природи. Води відкритих водойм містять найбільшу кількість бактерій, а артезіанські води — значно менше, тому що проходять крізь шари ґрунту і частково очищаються.

Вода є джерелом поширення патогенних бактерій, особливо під час епідемій дизентерії, черевного тифу, холери та інших інфекцій. Вони можуть зберігатися у воді кілька місяців.

Промислові стічні води та побутові стічні води, а також дощові води, в які з повітря та з поверхні ґрунту потрапляє велика кількість бактерій є основним джерелом бактеріального забруднення природних водойм.

У таких стоках міститься велика кількість хімічних сполук – хлоридів, аміаку, сірководню, солі азотної та фосфорної кислот.

Очищені стічні води та питну воду знезаражують шляхом опромінення ультрафіолетовими променями, озонування.

Мікрофлора повітря

Повітря вважається найменш сприятливим середовищем для існування бактерій, тому що його вологість нижче необхідної для їх розвитку і не містить необхідних поживних речовин.

У повітря бактерії потрапляють із пилом. У повітряному середовищі вони або гинуть, або їх суперечки зберігаються на поверхні ґрунту та предметів.

Над поверхнею океанів, лісів, над сніговими рівнинами та гірськими вершинами бактерії майже відсутні, а над поверхнею суші їх набагато більше.

• Кількість бактерій у повітрі залежить від близькості до населених пунктів.

У повітрі великих міст бактерій міститься більше, ніж у повітрі селищ та сіл.

1 метр кубічного повітря знаходяться десятки тисяч різних бактерій.

У складі мікрофлори повітря містяться також різноманітні хвороботворні бактерії: збудники туберкульозу, менінгіту, інфекцій дихальних шляхів та ін.

Мікрофлора організму людини

На шкірі людини і всередині організму також постійно проживають бактерії.Внаслідок спілкування з природою та з іншими людьми відбувається взаємообмін мікрофлорою. В організм людини бактерії потрапляю з водою, їжею, із повітря.

Дуже різноманітна мікрофлора ротової порожнини. Вологість, температура, лужна реакція слини, залишки їжі - це сприяє розвитку бактерій.

У роті багато мікрококів, стафілококів, стрептококів, спірохет, вібріонів, бацил. Щедро засіяні мікробами зуби, пошкоджені карієсом, зубний наліт, мигдалики.

Органи дихання постійної мікрофлори немає і повністю залежить від вмісту бактерій повітря, що вдихається.

Мікрофлора шлунково-кишкового тракту щедра і різноманітна. У кишечнику постійно мешкають кишкова паличка, деякі коки.

Руки людини забруднюються мікробами із довкілля (повітря, предмети). На руках можна знайти безліч різноманітних бактерій, небезпечних для здоров'я людини, які викликають дизентерію, сальмонельоз, черевний тиф, гепатит та ін.

Життя на Землі неможливе без життєдіяльності бактерій, оскільки вони беруть участь у кругообігу речовин у природі, здійснюючи хімічні перетворення, недоступні ні тваринам, ні рослинам.