Как выжить везде, или в чем секрет многообразия бактерий

Многообразие бактерий – биология – Я Биолог

Как выжить везде, или В чем секрет многообразия бактерий

Бактерии обнаружены везде: в капле даже самой чистой родниковой воды, в крупинках почвы, в воздухе, на скалах, в полярных снегах, песках пустынь, на дне океана, в добытой с огромных глубин нефти и даже в воде горячих источников с температурой около 80 0C. Обитают они на растениях, плодах, у различных животных и у человека в кишечнике, ротовой полости, на конечностях, на поверхности тела.

Благодаря крайне малым размерам бактерии легко проникаю в любые трещины, щели, поры. Они очень выносливы и приспособлены к различным условиям существования.

Бактерии переносят высушивание, сильные холода, нагревание до 80-90 0C, не теряя при этом жизнеспособности. А споры бактерий выдерживают даже продолжительное кипячение и очень длительное промораживание.

Разнообразие форм бактерий

Бактерии — многочисленные и разнообразные организмы. Они различаются по форме.

Округлые бактерии называют кокками, а цепочки из кокков — стрептококками; грозди кокков (наподобие виноградной грозди) — стафилококками; две округлые бактерии, заключенные в одной слизистой капсуле, – диплококками.

Многие виды бактерий имеют форму палочек, их называют бациллами. Они могут быть либо одиночными, либо в виде цепочек.
Есть также спиралевидные бактерии — спириллы — и короткие палочки, всегда изогнутые в виде запятой, – вибрионы.

Основные формы тела бактерий: 1 — палочковидная; 2 — округлая; 3 — спиралевидная

Культуру сенной палочки вы можете вырастить, если немного сена прокипятите в воде (5-10 мин), чтобы очистить данную бактерию от других видов, которые могут оказаться в сене. Полученный настой профильтруйте и оставьте в темном месте на 5-6 дней. На поверхности воды появится пленка. Это и есть размножившаяся культура сенной палочки.

Разнообразие бактерий по способам питания. У бактерий наблюдаются разные способы питания. Среди них есть автотрофы и гетеротрофы.
Автотрофы (от греч.

Обратите внимание

аутос — «сам» и трофе — «пища») — организмы, способные самостоятельно образовывать органические вещества для своего питания. Гетеротрофы (от греч.

гетерос — «другой» и трофе — «пища») — организмы, использующие для своего питания готовые органические вещества. Гетеротрофные бактерии подразделяются на сапрофитов, симбионтов и паразитов.

Бактерии-сапрофиты (от греч. сапрос — «гнилой», трофе — «пища») извлекают питательные вещества из мертвого и разлагающегося органического материала. Обычно они выделяют в этот гниющий материал свои пищеварительные ферменты, а затем всасывают и усваивают растворенные продукты.

Бактерии-симбионты (от греч. симбионтос – «сожительствующий») живут совместно с другими организмами и часто приносят им ощутимую пользу.

Например, особые бактерии, живущие в утолщениях корней (в клубеньках) бобовых растений, из атмосферного воздуха усваивают азот, служащий растению удобрением.

Некоторые бактерии, живущие внутри кишечника животных, в том числе и человека, потребляя и перерабатывая их пищу, поставляют им витамины группы B и K.

Бактерии-паразиты (от греч. паразитос — «нахлебник») живут внутри другого организма (его называют хозяином) или на нем, укрываются и питаются его тканями. Как правило, паразиты наносят вред своему хозяину. Они вызывают различные заболевания — бактериозы.

Такие паразиты называются патогенными (от греч. патос — «страдание»). Обычно бактерии не могут разрушить покровы растения, поэтому они проникают в растение через ранки или естественные отверстия (устьица, чечевички и др.).

Многие бактерии, заражая семена, луковицы, клубни, корневища, передаются от растения к растению при вегетативном размножении или при прорастании семян. Даже капли дождя или брызги воды при поливах могут распространять бактерий — возбудителей болезней растений.

Нередко в распространении болезнетворных бактерий участвуют другие организмы — переносчики (насекомые, клещи, моллюски, птицы и др.).

Многие бактерии-паразиты, попадая в организм человека, также вызывают заболевания, например дизентерию, туберкулез, ангину, холеру, чуму и др.

Разнообразие бактерий по типам обмена веществ

Бактерии отличаются друг от друга обменом веществ. У одних он идет при участии кислорода, у других — без его участия.

Царство бактерий — большая и многообразия группа живых существ. В этом царстве выделяется особая группа — отдел Цианобактерии. Клетки цианобактерий сходны по строению с клетками бактерий, но в отличие от них содержат хлорофилл. Из-за этих свойств цианобактерии очень долго относили к царству растений, называя их синезелеными водорослями.

Бактерии — многообразная группа мельчайших живых существ. Они имеют различную форму, но чаще всего — форму палочки. Среди бактерий есть автотрофы и гетеротрофы. Гетеротрофные бактерии разделяются на сапрофитов, симбионтов и паразитов.

Важно

По типу обмена веществ бактерии разделяются на организмы, нуждающиеся в кислороде, и организмы, существующие без него.

Среди бактерий есть особая крупная группа — цианобактерии, которые могут питаться гетеротрофно и автотрофно, так как содержат в своих клетках хлорофилл.

Источник:

Разнообразие бактерий — Науколандия

Бактерии являются очень мелкими клетками, они способны проникнуть в любое место. Кроме того бактерии очень выносливы к неблагоприятным, даже критическим, условиям среды, разнообразны и приспособлены к различным условиям существования.

Поэтому бактерии есть везде. Их можно обнаружить даже в самых чистых воздухе и воде, они есть на больших глубинах под землей, в природных горячих источниках, на растениях, на теле и в теле животных.

Бактерии живут на теле человека, в ротовой полости и кишечнике.

Споры ряда бактерий способны выдерживать температуру в 100 °C и замораживание.

Весьма разнообразна форма бактерий. Кокки — это круглые бактерии, бациллы — палочковидные бактерии, спириллы — спиралевидные, вибрионы — изогнутые. При этом бывают объединения клеток бактерий в виде грозди или цепочки. Так грозди кокков называют стафилококками, а их цепочки — стрептококками.

Бактерии различаются по способам питания. Есть бактерии которые питаются автотрофно, то есть синтезируя органические вещества из неорганических. Другие бактерии являются гетеротрофами, они потребляют готовые органические вещества. В свою очередь, гетеротрофное питание также может быть различным.

Бактерии-сапрофиты питаются гниющими остатками живых организмов. Они выделяют в органические вещества ферменты, которые их растворяют, после чего бактерии всасывают и переваривают растворенную органику.

Бактерии-симбионты также питаются органическими веществами, но живых организмов. При этом они не наносят им вреда, а даже приносят пользу. Например, у бобовых растений в клубеньках на корнях живут бактерии. Эти бактерии усваивают из воздуха азот, который нужен растениям. В кишечнике человека живут бактерии, которые помогают переваривать пищу и вырабатывают некоторые витамины.

Бактерии-паразиты, питаясь живыми организмами, наносят этим организмам вред, то есть вызывают различные заболевания. В растения бактерии могут проникать через повреждения их покровов, они способны заражать все органы растения и семена. Болезнетворные бактерии могут переносить разные насекомые, птицы и животные.

У человека заболеваниями, которые вызываются бактериями, являются дизентерия, ангина, туберкулез и многие другие.

Совет

Одни бактерии дышат кислородом, однако есть бактерии, которые получают энергию из органических веществ без участия кислорода.

Цианобактерии — это автотрофные бактерии, в клетках которых есть хлорофилл. Поэтому они способны к фотосинтезу (т. е. синтезу органических веществ из неорганических). Также цианобактерии называют синезелеными водорослями. Однако растениями их не считают, так как по своему строению они являются бактериями.

Источник:

Многообразие бактерий в природе и их значение жизни человека: строение прокариот, растений, грибов

Многоликость форм и проявлений жизни – результат сотен миллионов лет эволюции и способности организмов мутировать, приспосабливаясь к разным условиям внешней среды, в которых приходится выживать и оставлять жизнеспособное потомство. Разнообразие естественных экологических ниш, в которых живут прокариоты, обуславливает и то многообразие бактерий, которое сегодня даже далеко не в полной мере обнаружено и описано, а только начинает изучаться микробиологами.

Общее значение многообразия

Разнообразие микробной жизни превосходит любую другую, известную земной природе.

Несмотря на то что существующее многообразие представителей живой природы не является результатом какой-то целенаправленной биологической программы, а просто следствие развития органической материи в постоянно меняющихся условиях, значение такого многообразия является определяющим фактором для существования биосферы Земли в том виде, в котором ее привык наблюдать человек.

Не будь такого разнообразия, наша планета имела бы совершенно другой вид и строение атмосферы, гидросферы и верхних слоев литосферы.

Многообразие таких организмов, как бактерии, грибы, археи и любые другие простейшие, не сильно связано с их морфологическим строением. Строение одной клетки сложно сделать уж очень вариативным. Строение в виде разных вариаций капельки воды – это, пожалуй, и все многообразие в строении микроорганизмов.

Что же обуславливает такое многообразие прокариотов в природе, если не их морфологическое строение как основной признак разнообразия в мире многоклеточных животных и растений.

Почему феноменальные способности бактерий к приспособлению так важны для жизни вообще и для человека в частности?

Ответы на эти и многие другие важные вопросы биология еще только начинает получать.

Зарождение многообразия

Если вспомнить из биологии историю происхождения прокариотов, их первые представители появились в водах ядовитого для нынешней жизни земного океана:

  1. Первым бактериям для жизни были нужны богатые железом кислые воды и углекислый газ.
  2. Со временем условия на планете менялись, и в какой-то момент (около 3 млрд лет назад) появилась хорошая возможность для масштабного развития цианобактерий. В биологии с их появлением связывают насыщение атмосферы кислородом органического происхождения (кислородная катастрофа на Земле произошла около 2 млрд лет назад). Бактерии, способные получать энергию через фотосинтез, не только стали прообразом современных растений, но и продолжили развитие самой этой группы. Сегодня их представители населяют все земные водоемы и являются распространенными симбионтами растений.
  3. Появление многоклеточных организмов также не прошло незамеченным для прокариотов, ведь кишечник и внешние покровы животных являются хорошим источником доступной органической пищи для бактерий. Прокариоты вступили в симбиоз с животными, и развилась отдельная группа бактерий, которая со временем стала иметь большое значение в их (животных) жизни (защитная роль, помощь при переваривании и т.д.).
  4. Параллельно с развитием царства животных и растений формировались почвы, которые также населились бактериями, и в этом плане их значение сложно переоценить, поскольку весь плодородный слой является переработанными прокариотами остатками растений, животных и другой органики, вперемешку с размельченными горными породами разного происхождения.

Это относительно схематическое деление бактерий на основные группы, которые обеспечивают в рамках своей ниши выполнение невероятного количества разнообразных функций и задач. Именно поэтому роль бактерий и их значение для каждой экологической системы являются решающими.

Водная стихия

В рамках биологии давно доказано, что особенности метаболизма того или иного организма зависят от той среды, в которой он обитает. В природе Земли нет более обширных по территории и более разнообразных по своему химическому составу сред, чем водные объекты (моря, океаны, реки, озера и т.д.).

Водные микроорганизмы могут быть условно разделены на три основные группы:

  • прокариоты, которые обитают в богатых органическими остатками прибрежных водах (литораль и сублитораль);
  • микроорганизмы пелагиали (воды глубиной до 3 км);
  • одноклеточные экстремалы – жители абиссали (глубоководных участков, свыше 3 км).
Читайте также:  Грибы и их отличия от бактерий

Любая органическая жизнь в таких разных условиях имела бы разные формы. Значение имеет все: температура воды, давление, химический состав и т.д. Взять хотя бы рыб и растения, насколько глубоководные растения и животные отличаются от тех, которые растут в богатых кислородом прибрежных зонах.

Когда же речь идет об одноклеточных прокариотах, то им приходится полностью подчинять свое строение тем условиям природы, в которых приходится жить:

  • на большой глубине, где нет кислорода, могут выживать только микроорганизмы хемотрофы, которые питаются неорганическими соединениями и, перерабатывая их, получают необходимую для жизни энергию;
  • также глубоководные микроорганизмы обходятся без кислорода, а дышат за счет реакций окисления других химических веществ;
  • на мелководье бактерии более подвижны, поскольку живут в благоприятных для закрепления подвижности на генетическом уровне условиях.

Источник: http://yabiolog.ru/drugoe/mnogoobrazie-bakterij-biologiya.html

Самый живучий организм

Я знаю, что вам показать. Сейчас все обсуждают последствия аварии на «Фукусиме». У нас тоже кое-что есть по этой теме, — говорит мне биолог в белом халате. После чего обращается к кому-то из коллег: — Достаньте, пожалуйста, из холодильника…

Из холодильника выносят чашку Петри — плоскую стеклянную банку. В банке некая субстанция ярко-оранжевого цвета. Очень оранжевая. Издалека похоже на красную икру. Только это не икринки, а колония из миллиардов живых бактерий.

Биолога в белом халате зовут Владимир Чистяков, он — заведующий лабораторией экспериментального мутагенеза НИИ биологии Южного федерального университета. Живет и работает в Ростове-на-Дону. А оранжевую бактерию именуют Deinococcus radiodurans, или в русском варианте дейнококк. Живет она везде.

Обратите внимание

Дейнококков впервые обнаружили в 1956 году. Открытие произошло благодаря мясным консервам. Тогда была популярна идея для сохранения продуктов их не нагревать, а стерилизовать с помощью радиации. Предполагалось, что все микробы от излучения передохнут, а мясо сохранит свой первозданный вкус. Хорошая идея.

Но оказалось, что одна бактерия наотрез отказывается гибнуть даже при самых чудовищных дозах. Это и была Deinococcus radiodurans. Из-за нее мы вынуждены есть в тушенке вываренное, безвкусное и вялое мясо.

— Эта бактерия — самый устойчивый к радиации организм из всех известных на Земле. Убить ее с помощью излучения нельзя. — Владимир Чистяков показывает мне график из какой-то научной статьи.

Смотрю. При дозе в 5000 грей эти бактерии чувствуют себя прекрасно. При дозе в 15 000 грей они, правда, начинают дохнуть, но все равно какая-то часть ухитряется выжить. Прикидываю в уме: доза в тысячи, а то и в миллионы раз больше, чем было на «Фукусиме».

Для нас смертельно опасны уже 10 грей, а если счет идет на тысячи, то даже лучевая болезнь не успевает развиться — человек погибает мгновенно. Есть микроорганизмы чуть более устойчивые. Например, для кишечной палочки критическая доза — это 50–60 грей.

Но до оранжевой бактерии ей далеко.

Дейнококк умеет противостоять не только радиации, но и жаре, холоду, кислотам, высушиванию. Один из секретов живучести кроется в генетическом аппарате. Геном этой бактерии хранится аж в четырех копиях.

В 2006 году в журнале Nature была опубликована работа, где показывалось, как работает механизм ее самозащиты. После того как радиация рвет ДНК на куски, цепочка собирается заново.

А поскольку копий много, то гораздо легче найти хотя бы один неповрежденный фрагмент.

Я смотрю на банку с бактериями и завидую, ведь мой геном хранится лишь в двух копиях. А еще мне не дает покоя ярко-оранжевый цвет — как-то неестественно смотрится, слишком красиво, что ли.

Важно

Подозреваю, что колонию бактерий чем-то подкрасили — биологи очень любят все расцвечивать, им так проще исследовать. Недавно даже Нобелевскую премию дали за белки, которые могут придавать живым тканям разные цвета.

На всякий случай интересуюсь:

— Это ее родной цвет?

— Самый что ни на есть родной! — заверяет меня Владимир Чистяков. — Собственно, в этом цвете все и дело. Его дает определенное вещество из группы каротиноидов — деиноксантин. И уникальные свойства дейнококка во многом связаны именно с ним.

Каротиноиды мы едим ежедневно: это они дают помидорам, морковке, перцу яркий цвет и всякие полезные качества. Но то вещество, которое вырабатывается в оранжевых бактериях, — этот самый деиноксантин — совершенно особое.

Это один из лучших на сегодняшний день антиоксидантов (это то, что защищает клетки от активных форм кислорода).

И, может быть, благодаря ему бактерия сможет компенсировать челове­честву ту гадость, которую она сотворила с мясными консервами.

Вообще у человека с бактериями отношения сложные: где-то любовь, где-то ненависть. С одной стороны, проклятые микробы так и норовят поселиться в нашем организме, обеспечив нам простуду, понос и прочие неприятности. Они убивают нас, мы убиваем их.

Но с некоторыми из представителей этого царства все-таки удалось договориться. Бактерии, согласившиеся сотрудничать с нами, усердно производят всевозможные полезные вещества, из которых получаются лекарства, витамины, косметика. Они для нас что-то вроде домашних животных.

У человека с бактериями отношения сложные: где-то любовь, где-то ненависть. Микробы обеспечивают нам простуду, понос и прочие неприятности. Они убивают нас, мы убиваем их. Но с некоторыми из представителей этого царства все-таки удалось договориться

В ростовской лаборатории научились приручать дейнококков и получать из них деиноксантин, который можно использовать в медицинских целях.

Совет

Мне снова демонстрируют фотографии. Видно, что на крысах эта штука прекрасно работает. Вот кровавая ранка на фоне белой шерстки (лабораторных крыс, конечно, жалко, но раненых людей жальче).

Проходят дни, и ранка становится все меньше и меньше. Рядом фотографии контрольной группы. Там раны заживают гораздо медленнее.

То есть с помощью оранжевой бактерии можно создать новый препарат для заживления ран или на худой конец биологически активную добавку.

Создать препарат, спасающий от радиации, тоже можно. Но здесь пока остановились на экспериментах с мухами-дрозофилами. Вроде бы все работает — деиноксантин помогает плодовым мушкам выдерживать излучение. Но до экспериментов на более крупных животных пока не дошли.

— Чтобы правильно облучить крысу, нужна довольно дорогая технология, — объясняет Чистяков.

Чем больше времени проходило после Чернобыльской аварии, тем меньше был интерес к защите от радиации. Соответственно, не было и финансирования. Но после аварии на «Фукусиме» эта тема снова в центре внимания. Вполне возможно, ростовским ученым удастся получить нормальный бюджет на исследование.

— Это очень необычная бактерия, — продолжают убеждать меня биологи с интонацией, с которой обычно расхваливают домашнего спаниеля. — Она слишком не похожа на другие организмы. Мы не исключаем, что она вообще попала на Землю из космоса.

Источник: http://expert.ru/russian_reporter/2011/17/samyij-zhivuchij-organizm/

Бактерии выживают в «чистой комнате» при сборке космических аппаратов, питаясь чистящими средствами

Инженеры работают с аппаратом Opportunity в чистой комнате Космического центра Кеннеди В ближайшие годы человечество собирается запустить несколько очередных космических миссий по поиску внеземной жизни. Но если жизнь найдут в образцах с Марса, Луны или Европы, то не следует радоваться слишком бурно.

Особенно если найденные биологические формы будут слишком похожи на земные. Первое и самое вероятное объяснение такой находке — микробное загрязнение научных инструментов и космического корабля микробами с Земли. Как выяснилось в последнее время, многие из них успешно выживают даже в космосе.

В этой связи на первый план выходят тщательные процедуры сборки, испытания, запуска и эксплуатации космических аппаратов, которые сводят к минимуму биологическое загрязнение исследуемых сред.

Для снижения вероятности загрязнения требования НАСА к планетарной защите для Марса включают сборку космических аппаратов в чистых помещениях, изменение траектории отлетающих космических аппаратов, частичную стерилизацию посадочных модулей и роверов (на уровнях отдельных систем или полностью).


На сборку всех марсианских космических аппаратов дополнительно распространяются требования, включая создание чистых помещений (ISO класс 8 или лучше), правильные процедуры допуска персонала в чистые комнаты (специальные комбинезоны как на фото вверху) и обычные процедуры чистки для космических аппаратов, поверхностей и полов на сборочных производствах. Обычно для этих целей используются этиловый спирт (этиловый спирт) и пропанол-2 (изопропиловый спирт, изопропанол) для столешниц и материалов космических аппаратов, а также Kleenol 30 для полов чистой комнаты.

Несмотря на эту практику, в лабораториях по сборке космических аппаратов всё равно присутствует стойкий микробиом (101-102 колониеобразующих единиц (cfu) на см², 0,2-300 спор на м²) с «молекулярной генетикой, раскрывающей таксономически разнообразное и динамическое микробное сообщество», в том числе бактерии, археи и грибки. Авторы новой научной работы предлагают первые биохимические доказательства, объясняющие причину, почему биологическое загрязнение сохраняется в чистых комнатах

Обратите внимание

Чтобы выяснить, как микробиом космического аппарата выживает в чистых помещениях, исследовательская группа проанализировала несколько штаммов ацинобактеров (Acinetobacter), первоначально найденных на космических аппаратах Mars Odyssey и Phoenix.

Авторы исследования обнаружили, что в очень ограниченных питательными веществами условиях большинство испытанных штаммов росли и питались чистящими средствами, используемыми при сборке космических аппаратов специально для очистки помещения.

Работа показала, что культуры способны расти на этиловом спирте как единственном источнике углерода, проявляя при этом разумную толерантность к окислительному стрессу. Это важно, поскольку окислительный стресс связан с сухой средой, аналогичной Марсу.

Исследование показало, что данные штаммы ацинобактеров также в состоянии биодеградировать изопропиловый спирт и Kleenol 30. Эти два чистящих средства, обычно используемые в «чистых комнатах», тоже способны служить источниками энергии для микробиома.

«Мы даём сообществу планетарной защиты базовое понимание, почему эти микроорганизмы выживают в чистых комнатах, — сказал Ракеш Могул (Rakesh Mogul), профессор биохимии в Калифорнийском государственном политехническом университете.

— Всегда что-то поступает в чистые комнаты, но одним из вопросов было, почему микробы там остаются и почему определённый набор микроорганизмов постоянно встречается в чистых комнатах». Теперь мы знаем ответ на этот вопрос.

С точки зрения планетарной защиты это значит, что необходимо предпринять более жёсткие меры по очистке космических аппаратов, ориентированных на поиск внеземной жизни.

Тщательная очистка космических кораблей очень важна в свете предстоящей миссии на Марс, чтобы предотвратить межпланетное загрязнение Красной планеты земными биологическими формами. Последствия такого загрязнения могут оказаться неконтролируемыми и не совпадать с планами учёных по терраформированию и озеленению Марса.

Научная статья опубликована 19 апреля 2018 года в журнале Astrobiology (doi:10.1089/ast.2017.1814).

Источник: https://habr.com/post/413221/

Строение и многообразие бактерий. Значение бактерий в природе



ВСПОМНИТЕ

Вопрос 1. На какие царства принято разделять живые организмы?

Живые организмы принято делить на четыре царства – Растения, Животные, Грибы и Бактерии.

Вопрос 2.

Чем строение бактериальной клетки принципиально отличается от строения клеток грибов, растений и животных?

Клетка бактерии отличается от клеток растений, животных и грибов тем, что в первом случае клетка не имеет ядра, а в клетках растений, животных и грибов есть ядро.

Читайте также:  Бактерии, вызывающие развитие столбняка, и их особенности

Вопрос 1.

Какое строение имеет бактериальная клетка?

Бактериальные клетки окружены плотной оболочкой, благодаря которой сохраняют постоянную форму. По составу и строению клеточная оболочка бактерий существенно отличается от клеточной оболочки растений и грибов. Ядра, отделённого от цитоплазмы мембраной, в бактериальной клетке нет. Ядерное вещество у бактерий расположено в цитоплазме.

Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы. Некоторые бактерии имеют один или несколько жгутиков. Подвижные бактерии передвигаются при помощи жгутиков или за счёт волнообразных сокращений.

Вопрос 2.

В чём значение бактерий в природе?

Бактерии — важнейшее звено общего круговорота веществ в природе, так как они разрушают сложные органические вещества отмерших растений и трупов животных, выделения живых организмов и т. п. Некоторые бактерии способны к фотосинтезу, хотя большинство использует готовые органические вещества.

Питаясь этими веществами, бактерии гниения превращают их в перегной. Они своеобразные санитары планеты.

Важно

Почвенные бактерии превращают перегной в минеральные вещества, которые поглощаются из почвы корнями растений.

Вопрос 3.

Какие болезни, вызываемые бактериями, вам известны?

Болезнетворные бактерии, попадая в организм человека, отравляют его продуктами своей жизнедеятельности. Это становится причиной развития таких заболеваний, как тиф, холера, чума, дифтерия, столбняк, сифилис, туберкулёз, ангина, менингит, кариес зубов и др.

Вопрос 4.

С чем связано широкое распространение бактерий на нашей планете?

Бактерии встречаются почти повсеместно. Они живут во льдах Антарктиды при температуре -83 °С и в горячих источниках, температура которых достигает +85… +90 °С.

Бактерии многочисленны и разнообразны в почве, водоёмах, на поверхности скал и глубоко под землёй, на предметах обихода, в кормах и продуктах питания, в организмах растений, животных и человека.

Условия жизни бактерий также разнообразны. Одним из них необходим кислород, другие в нём не нуждаются и способны жить в бескислородной среде.

При недостатке пищи, влаги, резких изменениях температуры цитоплазма бактериальной клетки, сжимаясь, отходит от материнской оболочки. Затем эта цитоплазма округляется и образует на своей поверхности новую, более плотную оболочку. Такую бактериальную клетку называют спорой.

1. Выскажите критические суждения о бактериях как вредных организмах.

Микобактерии – это патогены, имеющие длительное время удвоения. Наиболее опасные их разновидности, являются возбудителями туберкулеза и проказы.

Столбнячная палочка – это возбудитель столбняка. Она попадает в организм через рану, размножается в ней и высвобождает токсины. Это приводит к мышечным спазмам и дыхательной недостаточности.

Палочка чумы вызывает бубонную чуму и чумную пневмонию. Кожная инфекция, вызываемая этой бактерией, принимает бубонную форму, характеризующуюся недомоганием, жаром, ознобом и даже судорогами. Инфекция легких, вызываемая возбудителем бубонной чумы, приводит к чумной Всемирной организации здравоохранения пневмонии, вызывающей кашель, затрудненное дыхание и жар.

Совет

Согласно , в мире ежегодно возникает от 1000 до 3000 случаев чумы. Возбудитель чумы признается и изучается как потенциальное биологическое оружие.

Однако есть очень много и полезных бактерий. Молочнокислые бактерии известные своей способностью использовать лактозу и вырабатывать молочную кислоту как побочный продукт жизнедеятельности.

Эта способность ферментировать лактозу делает молочнокислые бактерии важным ингредиентом в приготовлении ферментированных продуктов. Они также являются неотъемлемой частью процесса засаливания, так как молочная кислота может служить в качестве консерванта. Посредством того, что называется ферментацией, осуществляется получение из молока йогурта. Определенные штаммы даже используются для производства йогуртов в промышленных масштабах. У млекопитающих молочнокислые бактерии способствуют расщеплению лактозы во время процесса пищеварения. Возникающая в результате кислая среда предотвращает рост других бактерий в тканях организма.

Цианобактерии, также известные как сине-зеленые водоросли, представляют собой группу бактерий, очень важных для окружающей среды. Они осуществляют фиксацию азота в водной среде.

2. Предложите меры предосторожности при общении с инфекционными больными.

Меры предосторожности при общении с инфекционными больными:

– надеть защитную маску.

– соблюдать расстояние между вами и больным человеком.

ПОДУМАЙТЕ

Почему без деятельности бактерий жизнь на Земле была бы невозможна?

Бактерии играют важную роль на Земле. Они – важное звено круговорота веществ. Они участвуют в том же круговороте веществ в природе, формируя структуру и плодородие почвы (вызывают гниение погибших растений и животных). Участвуют в различных процессах: разложение сложных веществ до более простых (например, азотфиксирующие бактерии), гниение, в разрушении полезных ископаемых. Также используются в пищевой, микробиологической промышленности.

Источник: https://resheba.me/gdz/biologija/5-klass/sumatohin/11

Они выживают в открытом космосе и арктических льда.Бактерии и как с ними выжить

Одни из опаснейших существ в природе — бактерии и микробы, размером менее 1 миллиметра. Они выживают в открытом космосе, в горячих источниках и полярных льдах. Все мы помним чарты самых грязных вещей вокруг нас и это совсем не ободок унитаза.

Исследования разных ученых показали, что наибольшее скопление бактерий можно найти на поручнях в общественном транспорте, на губке для мытья посуды, на компьютерной клавиатуре, офисной кружке, телефоне, складных столиках в самолете.

А еще производители пробиотиков — глотать пачками капсулы с полезными микробами.

Как отличить врага от друга, зная, что мы в себе носим 1,5 — 2 килограмма микробов и среди них нет безопасных! Попробуем разобраться вместе с кандидат биологических наук Иваном Сморкаловым по мотивам его публичной лекции о микробах.

Чашка Петри. Рисунок: Эмма Мирзоян

Как остроумно заметил лектор, микробы узнали человека гораздо раньше, чем он их. По разным оценкам, бактериям более 3 миллиардов лет.

Обратите внимание

Они были свидетелями «сотворения мира», «видели» как жизнь вышла из воды на сушу, как вымерли динозавры, как появились первые приматы, как возникали и рушились империи, совершались научно-технические революции. А мы узнали о микробах лишь к концу 17 века.

Голландский натуралист Антони ван Левенгук соединил двояковыпуклые линзы в один прибор — микроскоп и с изумлением обнаружил, что всюду жизнь, правда микроскопическая.

За тысячелетия мы с микробами успешно приспособились друг к другу. В это трудно поверить, но человек выжил без туалетного утенка и антибактериального мыла, бегая с палкой по лесу, питаясь немытыми фруктами и сырым мясом. Да, жил человек плохо и недолго, зато в результате естественного отбора мы получили один из самых устойчивых и взаимовыгодных союзов — с микробами.

В здоровом человеке можно найти от 300 до 1000 разновидностей микробов. Число микробных клеток, согласно последним исследования, равно числу клеток человеческого организма. Правда они в несколько раз мельче и легче. Можно сказать, что мы наполовину микробы.

Основная масса бактерий сосредоточена в кишечнике, на слизистых и совершенно нет их в здоровом мозге. Дружественная микрофлора заселяется в млекопитающих вскоре после рождения. Именно поэтому в большинстве роддомов приветствуют присутствие близких родственников на родах и тесный контакт младенца с ними.

«Обсеменившись» родными бактериями, новорожденные становятся более устойчивыми к внутрибольничным инфекциям.

 

Ученые не перестают изучать нашу естественную микрофлору и делают множество занятных и удивительных открытий.

Помните милую детскую поговорку: изо рта в рот — получается микроб? Прямо в точку! Например, ученые выяснили, что при страстном поцелуе за 10 секунд партнеру передается до 80 миллионов бактерий (Журнал Microbiome, 17 Ноября 2014). Вот другой пример. На среднестатистической руке проживают 150 видов микроорганизмов.

Причем, на женских руках видовое разнообразие бактерий выше. К таким выводам пришли американские ученые из Колорадского университета. Интересно, что после мытья рук поголовье домашних питомцев быстро восстанавливается.

Важно

Мы так давно с микробами вместе, что друг без друга уже не выживем. Наши «домашние» бактерии помогают нам переваривать пищу, создают среду, неблагоприятную для размножения патогенных организмов, синтезируют витамины «К» и группы «В», оказывают стимулирующее действие на иммунную систему организма.

Исследования продолжаются и открывают все новые функции микробов, которые они выполняют у нас в теле. Например, активно ведутся исследования влияния кишечной микрофлоры на деятельность головного мозга. Показано, что «правильная» микрофлора снижает уровень стресса, беспокойства, улучшает функции нейронов и когнитивные процессы и даже повышает общительность.

Также, кишечный микробиом может влиять на синдром хронической усталости, процессы набора и снижения веса.

Вот свежайшие новости с фронтов нейронауки — фекальная трансплантация оказалась эффективна в борьбе с печеночной энцефалопатией (нарушения деятельности мозга в результате тяжелых поражений печени).

На международном Конгрессе по заболеваниям печени (19-23 апреля 2017 года) в Амстердаме представлены данные, согласно которым, пересадка фекальных бактерий (очень странная, но полезная процедура) от здорового донора больным с циррозом печени улучшила их когнитивные функции и восстановила полезную микрофлору.

Друг, который может озвереть

И на этой высшей точке умиления нашим симбиозом есть и плохая новость. По словам Ивана Сморкалова, безопасных бактерий нет.

Есть изначально патогенные организмы: например палочка Коха (Mycobactérium tuberculósis вызывает туберкулез), бледная спирохета (Treponema pallidum — сифилис), холерный вибрион Vibrio cholerae. А есть условно патогенные микроорганизмы.

Эти микробы могут годами жить с нами в мире и согласии и даже приносить пользу. Или  обитать в природе и не представлять опасности здоровому человеку.

Совет

Но как только ослаб иммунитет, изменилась кислотность желудка, потребление сахара и т. д., как мирный микроб звереет и начинает вести подрывную деятельность. Бактерии, безобидные в малом количестве начинают бурно плодиться и травить организм.

За примерами далеко ходить не надо. Заболевание, приводящее многих в смущение — молочница. На слизистых возникают «курортные» условия для единичных клеток дрожжей рода candida и вот уже колония разрослась до неприличия, вызывает зуд и жжение, сводит нас с ума.

Или добрая родная E.Coli (кишечная палочка), проживая внутри организма, приносит пользу.

Но стоит выводку одичавших особей попасть к нам в рот с каким-нибудь бургером или пирожным и день будет безнадежно испорчен, потому что проведем его в компании фаянсового друга и рулонов туалетной бумаги.

Широко известный, благодаря рекламе, Хеликобактер пилори тоже не является однозначным злом. Шведский ученый Стаффан Нормарк еще в 2005 году выяснил, что хеликобактер часто встречается в желудках здоровых людей, где приносит пользу. Например, он  вырабатывает антибиотик, защищающий от сальмонелл. Но если симбионт по какой-то причине «свихнется», то вызовет изъязвления в желудке.

Как объявить микробам войну

Мы с нашими микробами способны на многое, но пока не на все. Поэтому мыть «под ободком унитаза» все-таки нужно. Возможно, это вас расстроит, но вода, вскипячённая на чай, совсем не стерильна. Конечно, внутрь ее употреблять безопасно и лапшичку заварить можно. Но, например, для медицинских целей она уже не подойдет.

У преподавателей на зачете по микробиологии есть любимый дополнительный вопрос: Вашей собачке стало плохо, нужен укол. У вас только стеклянный шприц и кастрюля с водой. Сколько вы будете его кипятить, чтобы стерилизовать. — Минут 15-20? — Умрет собачка! — сокрушенно качал головой  профессор. Два  часа минимум! А лучше три.

Два часа нужно стерилизовать посуду и инструмент кипячением.

Для бытовых нужд достаточно простой дезинфекции — то есть уничтожения живых форм микроорганизмов, которые могут попасть в организм и немедленно размножиться, подорвав наше с вами здоровье. Для дезинфекции достаточно вымыть руки с мылом — механически удалить микроорганизмы с кожи и провести влажную уборку.

Обратите внимание

Для поверхностей подойдут разнообразные дезинфицирующие средства. 30 минут кварцевания помогут обеззаразить помещение и предметы в нем. Это особенно полезно, если дома кто-то болеет или есть люди с ослабленным иммунитетом.

Пастеризация (нагревание до 60-70 градусов в течение 10-15 минут) наиболее распространенная процедура при домашних заготовках.

Без паники! Дрожжи в желудке не прорастут

Человеку со здоровым иммунитетом и нормально функционирующими системами организма нет причин панических бояться микробов. Достаточно соблюдать элементарные правила гигиены и ставить профилактические прививки.

Тем не менее, периодически возникают разные модные «страшилки»: страх буквы Е, ужасы глутомата или боязнь дрожжей.

Якобы дрожжевой хлеб вызывает в организме ужасные изменения, дрожжи не умирают при выпечке и отравляют микрофлору кишечника, нагружают организм грибными токсинами.

Но! Пока неизвестно настолько термофилных дрожжей, которые бы невредимыми пережили духовой шкаф, искупались в желудочном соке, приняли душ из ферментов и начали как-то функционировать в кишечнике.

Впрочем, наш лектор рассказал, что в истории медицины описан один уникальный случай мужчины, в организме которого дрожжи смогли выжить. Ему достаточно было съесть чего-нибудь сладенького, чтобы почувствовать себя «навеселе».

Читайте также:  Кефир и живые бактерии – полезно ли это для организма человека?

Внутренняя дрожжевая биофабрика исправно гнала из сахара брагу.

Бездрожжевой хлеб — прекрасный продукт. Но он не всегда является тем, чем называется. Среди разных видов бездрожжевого хлеба встречается хлеб на заквасках. Страшная правда заключается в том, что разрыхляют такой хлеб дрожжи. Заквашивая муку, хозяйки всего лишь культивирую дикие штаммы дрожжей. И как ни крути — хлеб на выходе все равно дрожжевой.

Дрожжи уже давно используют для создания питательной биомассы и биологически активных добавок, богатых витаминами группы В. Возможно, кто-то с детства помнит некогда популярный БАД — таблетки прессованных пивных дрожжей.

Важно

Кроме кулинарного использования, дрожжи являются очень удобным объектом для исследований генетиков, биоинженеров и биотехнологов. Именно дрожжи синтезируют генно-инженерный инсулин. Дрожжи стали одними из первых организмов с искусственно синтезированными хромосомами. Ученые создали, отредактировали одну из хромосом дрожжевой клетки, поместили ее обратно и получили «рабочий» микроорганизм

Источник: https://momenty.org/advice/i172800

В чем уникальность “ручных” бактерий?

Бактерии на наших руках уникальны, и даже правая и левая рука одного человека бактериально различны. И на смену отпечаткам пальцев криминалистам предлагают отпечатки бактерий на руках.

Общее число микробов в нашем организме превышает в несколько раз число его клеток. Между тем биологи ещё далеки от полного понимания и составления исчерпывающего каталога бактериального сообщества человеческого тела. Учёным известны лишь самые распространённые микробы, встречающиеся на коже или, к примеру, в желудочно-кишечном тракте.

Но часть тела, за чистоту которой мы боремся каждый день и час – это наши руки.

У женщин бактерий больше

Не секрет, что человеческие руки чистыми не назовешь. Руки – основной орган чувства осязания, мы с детства трогаем, щупаем, касаемся руками ко всему, к чему можем дотянуться.

Но насколько именно «грязные» наши руки, выяснила группа ученых из университета Колорадо, обследовав руки студентов колледжа на наличие бактерий.  Микробиологи взяли пробы с ладоней 51 учащегося (итого со 102 рук) и обследовали образцы с использованием новейшей техники, детектирующей ДНК бактерий. Исследователи были поражены количеством и разнообразием обнаруженных микроорганизмов.

В результате было обнаружено 4742 вида бактерий (в среднем по 150 на каждой руке), и только 5 из них встречались на всех 102 ладонях.

Не только каждый человек обладал своим собственным набором “ручных” микроорганизмов, но и каждая отдельно взятая ладонь. В статье, опубликованной в PNAS, исследователи рассказывают о том, что даже левая и правая руки индивидуума часто разделяли лишь 17% бактерий одного типа.

Учёные считают, что разница отчасти определяется тем, какая рука доминирует, каковы физиологические параметры индивидуума и к каким поверхностям прикасался человек.

“Также мы выяснили, что у женщин разнообразие бактерий куда больше, чем у мужчин”, — рассказывает в пресс-релизе университета руководитель исследовательской группы доцент Ной Фирер.

Вероятно, причина такого различия полов в том, что мужская кожа имеет чуть большую кислотность, нежели женская.

Кроме того, причина может крыться в различном потоотделении, выработке гормонов, частоте использования косметических средств, а также толщины кожи.

Совет

Доцент Роб Найт приводит и ещё один фактор: у слабого пола большее количество бактерий живёт под поверхностью кожи, где их нельзя изничтожить обычными средствами гигиены.

Но не спешите открещиваться от женского рукопожатия и прикосновения к женским ручкам: большая часть обнаруженных микроорганизмов не являются патогенными или же вредны лишь в малой степени.

Теперь микробиологи хотят повторить эксперимент в других странах, чтобы выяснить, как на “ассортимент” бактерий влияет то, чем занимается человек.

Учёные ещё раз обращают внимание на то, что руки необходимо мыть как можно чаще. Даже несмотря на то, что при обычном мытье рук смываются далеко не все бактерии (даже если мыло специальное антибактериальное), а те, что остались, очень быстро заново оккупируют любимые территории.

Шпионы на вашей коже

Уникальность бактерий, живущих на человеческих руках, может иметь практическую пользу для криминалистов.

Действенность подобного метода показала та же группа учёных из Колорадо.

Они доказали экспериментально, что надёжным источником информации о личности человека могут быть не только отпечатки пальцев, но и специфические бактерии, населяющие поверхность его кожи.

Выяснив, что 13% бактерий на руках являются общими, а остальные же 87% — уникальными для данного хозяина, в серии опытов авторы исследования доказали, что населяющие руки людей специфические бактерии могут быть использованы, чтобы вычислить конкретного человека по оставленным рукой следам на предметах.

В первом эксперименте учёные сравнили бактерии, собранные с отдельных клавиш компьютерной клавиатуры, с бактериями на пальцах хозяев этих машин и посторонних субъектов, никогда к этим клавиатурам не притрагивавшимся. Во втором случае аналогичным образом использовались компьютерные мыши, а количество «случайных субъектов» было увеличено до 270 человек.

Тем не менее, это никак не повлияло на точность опыта — бактерии безошибочно указали на девятерых владельцев этих компьютеров. Наконец, третий эксперимент показал, что бактерии, оставляемые человеком на поверхности при прикосновении, выживают в течение двух недель как минимум, что позволяет использовать их как полноценный источник информации в криминалистике.

«Каждый из нас ежедневно оставляет за собой следы из бактерий по мере совершения самых обычных действий. Несмотря на то, что наш проект находится на ранней стадии разработки, он в будущем может использоваться как независимый способ подтверждения данных, полученных с помощью ДНК-анализа или дактилоскопии», — говорит Ной Фирер, руководитель проекта.

То, что вас могут разоблачить по оставленным руками следам – весьма веский довод в пользу мытья рук. Но некоторые ученые считают, что мыть руки антибактериальным мылом вредно, а лучше опускать их в живой йогурт.

Мойте руки йогуртом

Британский профессор Марк Спигельман из центра инфекционных болезней университетского колледжа Лондона полагает, что врачам перед проведением процедур следует опускать руки в “пробиотическое вещество типа йогурта”.

Учёный предлагает переоценить пользу от использования антибиотиков, а также мытья рук и промывки ран антисептическим мылом.


Обратите внимание

Он говорит, что необходимо исследовать, не является ли насыщение кожи “хорошими” бактериями лучшей защитой от смертельных микробов.

“Когда мы моем руки, то фактически убиваем безопасных симбионтов и оставляем место для других, патогенных бактерий, — объясняет профессор.

– Возможно, мы должны подумать об использовании пробиотиков и даже опускать наши руки после мытья в раствор, содержащий безопасные бактерии, которые могли бы тогда колонизировать нашу кожу и препятствовать вредным микроорганизмам”.

Кстати, американские мужчины оказались лгунами.

По крайней мере, когда это касается мытья рук: в ходе масштабного опроса 91% респондентов утверждал, что всегда моет руки после посещения туалета, тогда как наблюдения в уборных показали, что так поступают только 83%.

Во лжи мужчин уличила компания Harris Interactive, проводившая исследование в четырёх американских городах по заказу Ассоциации производителей мыла и моющих средств и Американского общества микробиологии. В исследовании участвовали 3206 мужчин и 3310 женщин. Выяснилось, что когда это необходимо моют руки только 75% мужчин по сравнению с 90% женщин.

Очень мало людей моет руки после ласкового общения с кошками и собаками (43%), после соприкосновения с деньгами (21%) и после чихания или кашля (32%). А ведь это — распространение микробов и, как следствие, заболевания.

Так что, почаще мойте руки и тогда никакая зараза к вам не прицепится.

Подготовила Кристина Серебрякова,
по материалам Membrana.ru, biorf.ru

Источник: https://yagazeta.com/stil-zhizni/sotsium/ruchnye_bakterii/

Про бессмертные бактерии

Рискованный эксперимент. Учёный ввёл в свой организм древнюю
бациллу

Учёный-геолог
рискует жизнью ради науки. Анатолий Брушков © 
/ Из личного архива

Анатолий
Брушков
 —доктор геолого-минералогических наук,возглавляет
кафедру геокриологии МГУ и всю жизнь изучает проблемы вечной мерзлоты,
которая занимает 65% суши России. Бактерии — не его прямая
специализация. Но лет 20 назад тема микроорганизмов так захватила
учёного, что он просто «заболел» ею.

Изучил историю вопроса (первыми
бактерии в вечной мерзлоте обнаружили русские учёные ещё в начале
XX в.), организовал не одну экспедицию, увлёк идеей геронтологов
и микробиологов.

В 90-х годах почти 5 лет провёл
в микробиологической лаборатории Университета Хоккайдо: изучал свойства
бактерии, пытался расшифровать её ДНК (тогда эти иследования только
начинались).

Могут ли «ожить» вирусы из вечной мерзлоты?

Вечная бацилла

— Бактерию Bacillus F мы нашли в древней
вечной мерзлоте на Мамонтовой горе в Якутии. Возраст
микроорганизма — больше 3 млн лет. Но бактерия была жива!
— рассказывает учёный. — Это парадокс, сенсация! Потому что время
всех живых организмов на земле ограниченно.

Состав и биохимия клетки
сейчас очень хорошо изучены, и мы прекрасно знаем, как постепенно
в ней накапливаются повреждения, нарушается синтез, разрушается ДНК.
Считается, что это основная причина старения и смерти живых организмов.

С древними одноклеточными из вечной мерзлоты ничего подобного
не происходит. Они не разрушаются, не стареют
и не умирают. Живут больше 3 млн лет и при этом прекрасно
себя чувствуют. Микроорганизмы были окружены льдом, но внутриклеточная
вода была не заморожена.

Её просто оказалось на 17% меньше, чем
в обычных вегетативных клетках.

Чем опасны и полезны микробы? Инфографика

Бациллы оказались не просто живучи. Когда
их извлекли из мерзлоты, они показали себя супервыносливыми.
Представьте себе — бактерии выжили после 4-часового кипячения! (В этот момент учёный достал
из шкафа две бутылки коньяка.)

Вот смотрите: это обычный коньяк, он прозрачный.
А этот мутный. Видите? Взвесь — это и есть бациллы. Конечно,
в природе существуют бактерии, которые не убивает крепкий алкоголь,
но их совсем немного. Наши не просто не боятся спиртного,
они в нём размножаются! С каждым днём в этой бутылке бактерий
становится всё больше.

— Вы так
их употребляете?

— Нет, конечно. (Смеётся.) В такой концентрации
пробовать опасно. Коньяк существует исключительно ради эксперимента.
Я употреблял культуру в безопасной концентрации вместе с водой.

 «Родные боялись»

Впрочем, прежде чем попробовать действие бацилл на себе,
учёный совместно с коллегами провёл немало экспериментов
на мухах-дрозофилах и мышах.

— Результаты оказались по­трясающими, — продолжает
учёный. — У мышей после введения бактерий повышалась двигательная
активность и увеличивалась продолжительность жизни. Это парадокс, ведь
обычно эти вещи несовместимы. Чем больше организм сжигает энергии, тем меньше
он живёт.

— Неужели не боялись
вводить бациллу в свой организм? Это же большой риск!

— А чего бояться? Якуты на протяжении столетий
употребляют эти бактерии. Из мерзлоты микроорганизмы попадают
в местные реки, и население пьёт эту воду. Кстати, в Якутии
очень много долгожителей, несмотря на плохую экологию и тяжёлые
климатические условия. Как знать, может, секрет кроется в древних
бактериях, в их уникальных свойствах?

— Как ваша супруга
и дети отнеслись к рискованному эксперименту?

— Плохо. Они были против. Боятся, мало ли
к чему это может привести…

— А к чему уже
привело? Говорят, вы совсем перестали болеть, помолодели…

— В науке принято говорить о результатах
только в том случае, если есть серьёзная статистика, доказательства,
выводы. По влиянию бактерий на мух и мышей исследования есть,
они описаны в научных статьях. А о своём личном опыте
я просто не имею морального права говорить.

Важно

В конце концов, мои
субъективные выводы могут быть неверными, являться эффектом плацебо.
Скажи я, что бациллы положительно влияют на организм человека,
и люди тут же решат, что это эликсир бессмертия. Но до эликсира
ещё далеко. Мы знаем, что бактерия живёт вечно и она очень вынослива.

Но почему это происходит? Какие механизмы защищают её геном
от повреждений? Это нам ещё предстоит изучить, и надеюсь, это
произойдёт в России, где и были открыты уникальные микроорганизмы.
Если мы разгадаем их загадку, значит, узнаем секрет долголетия
человека. Бактерия может жить вечно.

Почему мы не можем?

aif.ru

Источник: http://www.vedamost.info/2016/02/blog-post_77.html

Ссылка на основную публикацию