Роль в биосфере живых организмов царства бактерий

Роль бактерий в природе. «Природа знает лучше»



Вопрос 1. Охарактеризуйте роль прокариот в биосфере.

Прокариоты осуществляют фотосинтез, тем самым продуцируя в атмосферу кислород. Среди прокариот значительно распространен хемосинтез. Кроме того, среди бактериальных организмов имеются азотофиксирующие формы: это единственная на нашей планете группа живых организмов, которые способны усваивать азот непосредственно из атмосферного воздуха и таким образом вовлекать молекулярный азот в биологический цикл.

Также прокариоты имеют и другую важнейшую функцию: возвращение неорганических веществ в окружающую среду путем разрушения (минерализации) органических соединений.

На уровне биосферы в целом прокариоты, в первую очередь бактерии, обладают еще одной очень важной функцией – концентрационной. Они способны активно извлекать из окружающей среды определенные элементы даже при крайне низких их концентрациях.

Обратите внимание

Свойства и функции прокариот настолько разнообразны, что в принципе они способны создавать устойчиво функционирующие свойственные (т. е. только при своем участии) экосистемы.

Вопрос 2. Поясните, в чём выражается опасность внесения прокариотных препаратов в природную среду для борьбы с её загрязнителями.

Одним из проблемных вопросов, возникающих при интродукции прокариот в окружающую среду, является установление характера взаимоотношений между собственной микрофлорой и внесенной. Не исключена вероятность и негативного воздействия интродуцированных микроорганизмов на состояние природных биогеоценозов в результате изменения сложившегося равновесия в микробиоценозах. Это обстоятельство требует с большой осторожностью и лишь после тщательных исследований использовать прокариот для нужд человека и в борьбе с загрязнителями биосферы.

Вопрос 3. Известно, что у всех самых разнообразных азотфиксирующих бактерий наличествует один и тот же фермент нитрогеназа, катализирующий связывание молекулярного азота. Какое значение в эволюции живой природы имеет этот факт?

Нитрогеназа – многомерный фермент, состоящий из комплекса двух белков. Нитрогеназы из разных азотфиксаторов несколько различаются своими молекулярными массами и содержанием металлов. Этот факт свидетельствует о единстве происхождения азотфиксирующих бактерий. Нитрогеназа появилась у предковой формы бактерий, потом произошла дивергенция, которая привела к разнообразию азотфиксирующих бактерий, у каждой из которых присутствовал ген, кодирующий нитрогеназу.

Процесс азотфиксации идёт при нормальном атмосферном давлении и обычной температуре, но требует большой затраты энергии.

Для активной работы нитрогеназы необходимы микроаэрофильные условия. Молекулярный кислород оказывает повреждающее действие на оба белка нитрогеназы. Микроаэрофильные условия в клубеньке обеспечиваются диффузным барьером для кислорода. Нитрогеназный комплекс, образующий аммиак из воздуха, действует очень экономно. Если в среде обитания достаточно ионов аммония или нитратов, он прекращает работу.

Азот является абсолютно необходимым элементом для всех живых организмов. Основным резервуаром азота служит земная атмосфера. Эукариотические организмы не способны усваивать азот непосредственно из атмосферы. Благодаря наличию фермента нитрогеназы, катализирующего связывание молекулярного азота, у азотфиксирующих бактерий, растения, живущие в симбиозе с ними, могут получать легкодоступный для них азот. Многие растения, животные и грибы имеют способность вступать в симбиоз с азотфиксирующими прокариотами.

Вопрос 4. Американский биолог и эколог Барри Коммонер в начале 70-х гг. XX в. выдвинул тезис как закон экологии: «Природа знает лучше». Поясните, что имелось в виду. Выскажите ваше мнение по этому поводу. Поясните ваш ответ примерами.

Барри Коммонер говорит о том, что, пока нет абсолютно достоверной информации о механизмах и функциях природы, мы, подобно человеку, незнакомому с устройством часов, но желающему их починить, легко вредим природным системам, пытаясь их улучшить. Он призывает к предельной осторожности. Преобразование природы пагубно экономически и опасно экологически. В конечном итоге могут быть созданы условия, не пригодные для жизнедеятельности. Существующее мнение об улучшении природы без указания экологического критерия улучшения лишено всякого смысла.

Я согласна(-ен) с таким мнением. Мы зачастую не думаем, что одно проявление природы есть следствие более разрушительного и пагубного явления для биоценозов, биогеоценозов или для биосферы в целом. «Главное, чтобы нам было хорошо», а природа подождет. Так нельзя!!!

Важно

Можно привести примеры об отстреле в свое время волков, которые оказались «санитарами леса». В Китае уничтожали воробьев, которые якобы губят посевы, но никто не подумал, что посевы без птиц будут погублены вредными насекомыми.

Источник: https://resheba.me/gdz/biologija/11-klass/ponomareva/49

Царство живых организмов

Все живые организмы планеты делятся на 6 больших групп, в зависимости от той функции, которую они выполняют в биосфере:

1 – бактерии

2 – вирусы

3 – простейшие органические соединения (гумус)

4 – растения

5 – грибы

6 – животные

Первые три царства образуют низший эшелон жизни. Они не имеют оформленного клеточного ядра и потому образуют надцарство, называемое прокариотами. Три последних царства имеют оформленное клеточное ядро и образуют надцарство эукариотов.

Царство бактерий. Их биосферная функция состоит в том, что они вовлекают первозданное неорганическое вещество планеты в биологический процесс. Они живут выше всех и ниже всех, при самых высоких и самых низких температурах. Они грызут каменные и гранитные породы.

Первыми заселяют безжизненное вещество планеты. Бактерии – единственные в биосфере, способные поглощать атмосферный азот и вводить его в связанное состояние. Все другие организмы получают доступ к азоту только благодаря бактериям.

Именно бактерии синтезируют внутри себя простейшие органические соединения: углеводы, аминокислоты, липиды и нуклеиновые кислоты.

Царство вирусов. Они лишены способности самостоятельно синтезировать простейшие органические соединения, поэтому они не взаимодействуют с первозданным неорганическим веществом.

Они внедряются в клетки других организмов, в первую очередь бактерий. Внедрившись, отключают их ДНК и подключают свою. В результате клетка начинает производить вирионы (копии вирусов). После этого она погибает.

Вирионы переходят в окружающую среду, где пребывают в инертном состоянии до момента внедрения в новую клетку.

Царство первичных органических соединений – гумус. Царства бактерий и вирусов представляют собой единство противоположности.

Бактерии производят первичное живое вещество, вирусы разрушают его и тем самым замыкают биогенный процесс. Результатом деятельности бактерий и вирусов являются первичные органические соединения: углеводы аминокислоты, жирные кислоты.

Совет

Они образуют биогенный субстрат (почву), на базе которого развиваются три других царства живых организмов.

Царство растений. Их биосферная функция состоит в том, что они производят основную массу органики. Вес растительных организмов составляет более 99% всей биомассы планеты. Но на голых скалах растения не растут, им требуется первичный биогенный субстрат (азотистое соединение), который производят прокариоты.

Царство грибов. Грибы подобны вирусам. Они также составляют противоположность царству растений. Их насчитывается более 100 тыс видов, имеющих в большинстве своем вид слизей, плесени, мучнистых налетов и т.д. Биосферная функция грибов противоположна функциям растений.

Они не способны самостоятельно синтезировать органические соединения, поэтому они произрастают только на тканях живых и отмирающих организмов, растений и животных.

Грибы разлагают отмирающую органику на первичные органические соединения и тем самым подготавливают их для реутилизации (повторного использования) растительными организмами. Лишайники – это нерасторжимый симбиоз растения и гриба.

Микоз – белесый налет на клубнях картофеля – это тоже взаимовыгодный симбиоз растения и гриба. Тех грибов, которые мы собираем, всего около 100 видов. Их плодовое тело представляет собой плотно сомкнутые нити грибниц.

Царство животных. Их масса незначительна, но их насчитывается почти 1,5 млрд. видов. Их биосферная функция состоит в том, что они поддерживают биологический круговорот вещества в состоянии динамического равновесия.

Выедая продукцию растений, они стабилизируют ее массу; широко рассеивая продукт пищеварения, они тем самым предотвращают концентрацию вымирающей органики в местах ее произрастания.

Транспортируя чужое репродуктивное вещество (пыльцу, семена, споры), животные способствуют распространению различных видов его по всей территории обитания. 80% растений опыляются только с помощью насекомых.

Если бы не было животных, то жизнь была бы возможна только в водоемах и вблизи них. Все другие царства биосферы либо создают (бактерии, растения), либо разрушают (вирусы, грибы) живое вещество. Животные же регулируют весь этот процесс.

Особь

(Пропускаем)

Предыдущая12345678910111213141516Следующая

Дата добавления: 2016-02-11; просмотров: 377; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/7-1969.html

Роль живых организмов в жизни человека схема. Роль живых организмов в биосфере

Роль бактерий в жизни человека и в природе

Всем известно, что бактерии – самые древние жители планеты Земля. Они появились, согласно научным данным, от трех до четырех миллиардов лет назад.

И долгое время были единственными и полноправными хозяевами Земли. Можно сказать, что с бактерий все началось. Грубо говоря, родословная всех живых организмов ведется от них.

Так что роль бактерий в жизни человека и природе (ее формировании) весьма значительна.

Ода бактериям

Их строение весьма примитивно – в большинстве своем это одноклеточные организмы, которые, очевидно, мало изменились за такое весьма продолжительное время.

Они неприхотливы и могут выживать в экстремальных для других организмов условиях (нагревание до 90 градусов, замораживание, разреженная атмосфера, глубочайший океан). Живут они повсюду – в воде, почве, под землей, в воздухе, внутри других живых организмов.

А в одном грамме почвы, например, могут быть обнаружены сотни миллионов бактерий. Поистине почти идеальные создания, существующие рядом с нами. Велика роль бактерий в жизни человека и природе.

Создатели кислорода

Знаете ли вы, что, скорее всего, без существования этих мелких организмов мы бы просто задохнулись. Потому что они (в основном цианобактерии, способные в результате фотосинтеза выделять кислород) в силу своей многочисленности производят огромное количество кислорода, поступающего в атмосферу.

Особенно это становится актуальным в связи с вырубкой стратегически важных для всей Земли лесов. А некоторые другие бактерии выделяют углекислый газ, который необходим для дыхания растений. Но роль бактерий в жизни человека и природе не сводится только к этому.

Есть еще несколько «видов деятельности», за которые бактериям можно смело давать почетную грамоту!

Санитары

В природе одна из функций бактерий – санитарная. Они поедают отмершие клетки и организмы, утилизируя ненужное. Получается, что бактерии для всего живого на планете работают своеобразными дворниками. В науке это явление называется сапротрофией.

Круговорот веществ

А еще одна важная роль – участие в круговороте веществ в планетарном масштабе. В природе все вещества переходят от организма к организму.

Иногда они находятся в атмосфере, иногда – в почве, поддерживая масштабный круговорот. Без бактерий эти составляющие могли бы концентрироваться где-нибудь в одном месте, а великие циклы прервались бы.

Подобное происходит, например, с таким веществом, как азот.

Молочнокислая продукция

Молоко – издавна известный людям продукт. Но длительное его хранение стало возможным только в последнее время с изобретением методов консервации и холодильных установок.

А со времен зарождения скотоводства человек неосознанно использовал бактерии для сквашивания молока и производства кисломолочных продуктов более длительного хранения, чем само молоко.

Так, например, кефир в сухом виде мог храниться месяцами и использоваться в качестве сытной пищи при длительных переходах через пустынные местности. В этом плане неоценима роль бактерий в жизни человека.

Обратите внимание

Ведь если этим организмам «предложить» молоко, они смогут произвести из него массу вкусных и незаменимых продуктов питания. Среди них: йогурт, простокваша, ряженка, сметана, творог, сыр. Кефир, конечно, делается в основном грибками, но и без участия бактерий здесь дело не обходится.

Читайте также:  Бактерии, которые являются возбудителями опасных инфекционных заболеваний

Великие повара

Но «пищеобразующая» роль бактерий в жизни человека не сводится только лишь к кисломолочным продуктам. Есть еще много привычных уже нам продуктов, которые производятся при помощи данных организмов. Это квашеная капуста, соленые (бочковые) огурцы, любимые многими соления и другие продукты.

Лучшие в мире “соседи”

Бактерии – самое многочисленное царство животных организмов в природе. Они живут везде – вокруг нас, на нас, даже – внутри нас! И они являются весьма полезными “соседями” для человека.

Так, например, бифидобактерии укрепляют наш иммунитет, повышая сопротивляемость организма многим болезням, помогают пищеварению и делают еще массу нужных вещей.

Таким образом, роль бактерий в жизни человека как хороших “соседей” столь же неоценима.

Производство нужных веществ

Ученые смогли так поработать с бактериями, что они в результате стали выделять нужные для человека вещества. Часто этими веществами являются лекарства. Так что лечебная роль бактерий в жизни человека также велика. Некоторые современные лекарства произведены ими или основаны на их действии.

Роль бактерий в промышленности

Бактерии – великие биохимики! В современной промышленности широко используется это их свойство. Так, например, в последние десятилетия производство биогаза в некоторых странах достигает серьезных масштабов.

Отрицательная и положительная роль бактерий

Но эти микроскопические одноклеточные могут быть не только помощниками человека и сосуществовать с ним в полном согласии и мире. Самая большая опасность, которую они таят в себе, – это инфекционные болезни, вызываемые бактериями.

Поселяясь внутри нас, отравляя ткани нашего организма, они, безусловно, являются вредными, иногда смертельными для человека. Среди самых известных опасных болезней, вызываемых бактериями, – чума, холера. Менее опасны ангина и воспаление легких, например.

Таким образом, некоторые бактерии могут представлять существенную опасность для человека, если они болезнетворные. Поэтому ученые и врачи всех времен и народов стараются «держать под контролем» эти вредоносные микроорганизмы.

Порча продуктов бактериями

Если мясо протухшее, а суп прокисший, наверняка, это «дело рук» бактерий! Они там заводятся и фактически «съедают» эти продукты до нас. После чего для человека эти блюда уже не представляют пищевой ценности. Остается только выбросить!

Итоги

При ответе на вопрос, какую роль играют бактерии в жизни человека, можно выделить и положительные, и отрицательные моменты. Однако, очевидно, что положительных свойств бактерий гораздо больше, чем негативных. Все дело в разумном контроле человека над этим многочисленным царством.

Больше информации

Значение живых организмов в природе и жизни человекаВсе живые организмы участвуют в обмене веществ и потоке энергии. Поэтому все они испытывают воздействие других организмов и внешней среды, а также сами влияют на другие организмы и окружающую среду. В результате различных взаимосвязей формируются природные сообщества живых организмов, состоящие из разных видов.

Такие сообщества складываются постепенно, виды их составляющие определяются различными закономерностями.В каждом сообществе живет большое число видов. Самые разнообразные по количеству видов природные сообщества находятся в тропических лесах.В биогеоценозе различные виды вступают между собой в пищевые и территориальные связи, конкурируют между собой.

Большинство разных видов, составляющих биогеоценоз, имеют разные требования к условиям среды. Это снижает конкуренцию между ними. Например, у растений есть разные жизненные формы, ярусность, разное развитие в течение года, то есть у них разные требования к теплу, влаге, свету и др.).

Определенный вид имеет свои, характерные только для него, связи с другими видами, своеобразно использует природные ресурсы. Так, например, у растений в лесу наблюдаются разные сроки цветения. Пока не распустились листья цветут ветроопыляемые деревья и ранние травы с разноцветными цветками. Когда листья распускаются, они затрудняют опыление ветром и создают затенение.

Среди трав цветут те, у которых цветки белые, т. к. они лучше заметны в таких условиях.Значение растений в природе огромно. Они извлекают из почвы воду и минеральные вещества, синтезируют органические вещества, выделяют кислород и пары воды. Животные, грибы, бактерии потребляют органические вещества, перерабатывают их. В конечном итоге разлагают и возвращают вещества в окружающую среду.

Таким образом растения, животные, грибы и бактерии все вместе участвуют в круговороте веществ. Этот круговорот называют биологическим. Все биогеоценозы Земли вместе создают общий биологический круговорот веществ биосферы.Однако именно растения дают начало этому круговороту, преобразуя солнечную энергию в энергию химических связей органических веществ.

Важно

С другой стороны, если бы организмы-гетеротрофы не существовали и в конечном итоге не разрушали органику, то растения бы вскоре истощили запас необходимых им минеральных веществ и не смогли бы существовать далее. Таким образом, гетеротрофы обеспечивают условия жизни для растений.Растения оказывают влияние на неживую природы.

Они пополняют атмосферу кислородом, влияют на климат, водный режим, участвуют в образовании почвы, создают органику.Растения играют важнейшую роль в жизни человека. Они используются как пища, корм для домашних животных, в различных производствах, очищают воздух городов.

Пойдёт?

Вопрос 1. В чем заключается влияние живых организмов на биосферу?

Живые существа способствуют переносу и круговороту веществ в природе. Благодаря де-ятельности фотосинтетиков в атмосфере снизи-лось количество углекислого газа, появился кислород и сформировался защитный озоновый слой. Деятельность живых организмов опреде-ляет состав и структуру почвы (переработка ре-дуцентами органических остатков), предохра-няет ее от эрозии.

В значительной мере живот-ные и растения определяют также содержание различных веществ в гидросфере (особенно в небольших по размеру водоемах). Некоторые организмы способны избирательно поглощать и накапливать определенные химические эле-менты — кремний, кальций, иод, серу и т. д.

Результатом активности живых существ явля-ются отложения известняков, железных и мар-ганцевых руд, запасов нефти, угля, газа.

Вопрос 2. Расскажите о круговороте воды в природе.

Круговорот воды имеет огромное значение для существования биосферы. Вода испаряет-ся в первую очередь с поверхности океанов. Далее она в качестве водяного пара частично переносится ветрами и выпадает в виде осад-ков над сушей. Обратно в океан вода возвра-щается через реки и грунтовые воды.

В круговороте воды участвуют и живые су-щества. Растения поглощают большое количе-ство воды из почвы и испаряют ее с поверхно-сти листьев. В экваториальных лесах подобное испарение влаги значительно смягчает климат. В северных лесах относительно слабо испаряю-щие воду хвойные деревья (особенно ели), и растущие под ними мхи могут способствовать переувлажнению и заболачиванию почвы.

Вопрос 3. Какие организмы поглощают диок-сид углерода из атмосферы?

Диоксид углерода из атмосферы поглоща-ют фотосинтезирующие организмы, которые усваивают его и запасают в виде органических соединений (в первую очередь глюкозы).

Совет

Кро-ме того, часть атмосферного углекислого газа растворяется в воде морей и океанов, а затем в форме ионов угольной кислоты может захва-тываться животными — моллюсками, корал-лами, губками, использующими карбонаты для построения раковин и скелетов.

Результа-том их активности может быть образование осадочных пород (известняков, мела и др.).

Вопрос 4. Опишите путь возвращения связан-ного углерода в атмосферу.

В процессе дыхания животные, растения и микроорганизмы окисляют органические ве-щества до диоксида углерода и выделяют его в атмосферу. Кроме этого, возвращению углеро-да в атмосферу способствует деятельность че-ловека.

Ежегодно в воздух выбрасывается око-ло 5 млрд т углерода в результате сжигания ископаемого топлива и до 2 млрд. т. — при пе-реработке древесины.

Возвращение углерода в атмосферу из горных осадочных пород зависит от вулканической деятельности и геохимиче-ских процессов.

Вопрос 5. Какие факторы, кроме деятельности живых организмов, влияют на состояние нашей планеты?
Материал с сайта

Кроме деятельности живых организмов на состояние нашей планеты влияют абиотиче-ские факторы: движение литосферных плит, вулканическая активность, реки и морской прибой, климатические явления, засухи, на-воднения и другие природные процессы.

Неко-торые из них действуют очень медленно; дру-гие же способны практически мгновенно изме-нить состояние большого количества экосистем (масштабное извержение вулкана; сильное землетрясение, сопровождаемое цунами; лес-ные пожары; падение крупного метеорита).

Вопрос 6. Кто впервые ввел в науку термин «ноосфера»?

Ноосфера (от греч. noos — разум) — это понятие, обозначающее сферу взаимодейст-вия природы и человека; это эволюционно но-вое состояние биосферы, при котором разум-ная деятельность человека становится решаю-щим фактором ее развития. Впервые термин «ноосфера» в 1927 г. ввели в науку француз-ские ученые Эдуард Лepya (1870-1954) и Пьер Тейяр де Шарден (1881-1955).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском

На этой странице материал по темам:

  • какие организмы поглощают диоксид углерода из атмосферы
  • в чём заключается влияние живых организмов на ьиосферу
  • какие факторы кроме деятельности живых организмов влияют на состояние нашей планеты
  • роль живых организмов в биосфере тест
  • каким путем связанный углерод возращается в атмосферу

Источник: https://ap37.ru/plants/the-role-of-living-organisms-in-human-life-is-a-scheme-the-role-of-living-organisms-in-the-biosphere.html

Общее понятие о биосфере. Роль микроорганизмов в ее формировании

Термин «биосфера» был введен в научную литературу в конце XIX в. геологом Э. Зюссом для обозначения особой земной оболочки, населенной живыми организмами. Целостное учение о биосфере было создано в первой половине XX в. крупнейшим естествоиспытателем-геохимиком В. И. Вернадским.

На основании анализа истории атомов в земной коре и в ее верхней, охваченной жизнью, оболочке Вернадский пришел к выводам исключительного теоретического и, как впоследствии стало ясно, практического значения.

Он показал, что биосфера не только населена живыми организмами, но и в существенной степени геохимически ими переработана; это не только среда жизни, но и продукт жизнедеятельности обитавших на земле во все геологические времена живых организмов — живого вещества планеты. Это положение, имеющее исключительно большое значение для геохимии, А. И.

Обратите внимание

Перельман предложил именовать «законом Вернадского» и сформулировал его так: «Миграция химических элементов в биосфере осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой (О2, СО2, H2S и т. д.

) обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет данную систему, так и тем, которое действовало в биосфере в течение геологической истории» (Перельман, 1979, с. 215).

На раннем этапе развития биологии существовало представление, что все живое, обитающее на Земле, подразделяется на два «царства» организмов: флору и фауну, или царство растений — Plantae и царство животных — Animalia. В XVIII—XIX вв.

с момента открытия и последующего интенсивного изучения мира микроорганизмов стало необходимым выделение нового третьего царства живых существ, названного Геккелем (1866) царством протистов.

Появление новых разделов биологии, в частности молекулярной биологии, усовершенствование техники микроскопирования, применение электронной микроскопии, разработка новых современных методов исследования микроорганизмов способствовали дальнейшему выделению новых царств живой природы; в современных классификациях обособляются пять царств, объединенных по типу строения клетки в две группы (R. Murray, 1968; R. Whittaker, 1969):

царство животных — Animalia

Эукариоты царство растений — Plantae

царство протистов — Protista

Читайте также:  В чем заключаются главные особенности дыхания бактерий

царство грибов — Mycota

Прокариоты царство бактерий — Procaryota

Прокариотический тип микробной клетки характерен для бактерий, актиномицетов и синезеленых водорослей. Ее основная особенность — отсутствие четкой границы между ядерным веществом, цитоплазмой и отсутствие ядерной мембраны. Область ядра (так называемый нуклеоид) заполнена ДНК, не связанной с белком и не образующей структур, похожих на хромосомы эукариотов.

Нет также митохондрий и хлоропла- стов, а клеточная стенка состоит из гетерополимерного вещества, которое не обнаружено ни у одного из эукариотических организмов. В цитоплазме фотосинтезирующих бактерий имеются тилакоиды, содержащие пигменты (хлорофиллы и каротиноиды), с помощью которых осуществляется фотосинтез.

У некоторых видов бактерий в клетках накапливаются гранулы жира и волютина.

Эукариотический тип клетки свойствен грибам, водорослям, простейшим (имеет сходство с клетками растений, животных и человека).

Она более сложна: ядро с двухслойной ядерной пористой мембраной отделено от цитоплазмы, в нем находится одно-два ядрышка, внутри которых синтезируется РНК (рибонуклеиновая кислота) и содержатся хромосомы — носители наследственной информации, состоящие из ДНК и белка.

Важно

В цитоплазме есть также митохондрии (участвующие в процессах дыхания) и у водорослей хлоропласты (преобразующие лучистую энергию в химическую).

По данным абсолютной геохронологии и палеонтологии, использующей новейшие методы биохимии, 4—3,5 млрд. лет назад в архее уже существовала жизнь.

При глубоком опорном бурении, поставленном в СССР на Русской платформе, в метаморфизованных осадочных породах архея обнаружено много углеродистых продуктов преобразования первых фотосинтезирующих организмов — синезеленых водорослей и мельчайших органических телец бактериального происхождения.

Эти прокариотические организмы — бактерии и цианофиты, появившиеся еще в бескислородной атмосфере (но обладающие фотосинтетическим аппаратом) — единственные обитатели Земли в течение более 1 млрд. лет, были первыми продуцентами свободного кислорода в ее атмосфере.

В конце архея и начале протерозоя — 2,6—2,2 млрд. лет назад — атмосфера Земли уже содержала достаточно кислорода для осуществления окислительных процессов. В породах этого возраста обнаружены сульфаты (продукты окисления сульфидов), латеритные бокситоносные формации, содержащие окислы Fe (Сидоренко, Теняков и др.).

В породах протерозоя, возраст которых 2 млрд. лет, обнаружены железобактерии (Заварзин, 1972). Таким образом, уже в архее и нижнем протерозое в результате газовых и окислительных функций микроорганизмов была преобразована населенная ими сфера Земли настолько, что она приобрела геохимические черты современной биосферы.

Наличие свободного кислорода в атмосфере стало условием для развития многообразных форм жизни — эукариотных простейших и многоклеточных растений и животных. На схеме эволюции органического мира, по представлениям палеонтолога академика Б. С.

Соколова, показаны основные этапы развития жизни не только в палеозое и мезозое (изучением которых значительное время занималась палеонтология), но и в архее, афебии (среднем и нижнем протерозое) — длительном периоде истории Земли, когда господствовали простейшие организмы, а более сложные появились в рифее (верхнем протерозое).

Совет

Древнейшие бактерии, синезеленые водоросли (цианофиты), грибы, простейшие, с деятельностью которых связано формирование биосферы, были во все геологические времена и продолжают существовать сегодня.

С развитием и дифференциацией жизненных форм осваивались все экологические ниши биосферы, все многообразнее становилась их геохимическая деятельность. Наряду с газовыми и окислительно-восстановительными функциями приобрели колоссальное планетарное значение концентрационные функции живых организмов, особенно ярко проявившиеся в отношении С, Са, Si.

Фотосинтетическая деятельность организмов и концентрация углерода и солнечной энергии в форме органических веществ определили глобальное распространение формации углеродисто-кремнистых и горючих сланцев в протерозое и палеозое.

Развитие в кембрии морской фауны с известковым, фосфатным и кремнистым скелетом положило начало накоплению мощных свит органогенных пород, которое продолжалось во все последующие геологические эпохи.

Формирование этих пород в значительной мере связано с деятельностью микроорганизмов: литифицированные клетки коколитофоридов обнаружены во всех известковых осадках; скопления кремневых скелетов диатомовых водорослей и радиолярий образуют диатомиты и трепелы.

Разнообразные геохимические функции микроорганизмов, их высокая ферментативная активность существенно влияют на геохимические процессы и современной биосферы.

Биосфера включает несколько геосфер: тропосферу, гидросферу (Мировой океан), педосферу и верхнюю часть литосферы — кору и зону выветривания, толщи осадочных пород до границ распространения жизни.

Живое вещество распределено в биосфере неравномерно; места наибольшей концентрации живых организмов и разнообразия форм — почвы, донные отложения озер, приливно-отливные зоны морских побережий и мелководного шельфа, верхний эвфотический слой вод морей и океанов.

Обратите внимание

По мере удаления от поверхности Земли плотность жизни и разнообразие видов уменьшаются.

Наиболее глубоко от поверхности Земли проникает жизнь в Мировом океане: обитаемы вся толща воды и доступная для наблюдений часть донных осадков; на дне глубочайших океанических впадин, таких как Марианский (11 022 м) и Филиппинский желоба (свыше 10 000 м) и других, существует своеобразная абиссальная фауна, разнообразная микрофлора.

На суше живые клетки микроорганизмов обнаружены в толще литосферы на меньшей глубине: при бурении скважин в подземных водах на 1500—2000 м, в нефтеносных водах — на 4500 м. Проникновению организмов в глубь литосферы препятствуют температуры, превышающие 100° С.

Верхние пределы биосферы, по-видимому, совпадают с границей тропосферы (11 000 м над ур. моря); не исключено попадание микроорганизмов в стратосферу.

Однако активная жизнедеятельность на больших абсолютных высотах ограничивается не столько низкими температурами, сколько недостатком жидкой воды и углекислоты: парциальное давление СO2 на высоте 5600—5700 м в 2 раза меньше, чем на уровне моря.

Живые, активно развивающиеся водоросли, грибы, бактерии обнаружены в горах на высотах 6200—6500 м, где они распространены не только на скалах, но и на поверхности и в толще фирна и льда.

Следовательно, микроорганизмы расселены в пределах всей биосферы и являются индикаторами ее нижней и верхней границы: они развиваются в широком диапазоне экологических условий, образуют колоссальные сгущения в местах общей концентрации жизни и заполняют экологические ниши в экстремальных условиях, где жизнь высших организмов невозможна.

Столь широкому их распространению способствуют, во-первых, малая масса и размеры бактерий — 1—2 мкм, клеток дрожжей, спор грибов — около 10 мкм.

Важно

С водой они проникают в тончайшие волосные трещины пород, достигая глубоких водоносных горизонтов, поднимаются к верхним границам тропосферы, увлекаемые воздушными потоками, залетают в стратосферу, совершают глобальные перемещения и заселяют ледники Гренландии и Антарктиды.

Микроорганизмы очень выносливы, переносят сильное иссушение и не теряют при этом жизнеспособности, в живых клетках содержится 80—85% воды. Высохшие споры плесневых грибов, некоторых бацилл, содержащие лишь 40% воды, сохраняют способность к прорастанию 10—20 лет. Неспороносные, микроорганизмы выдерживают высушивание в течение нескольких месяцев.

В высохшем состоянии микроорганизмы устойчивы к воздействию прямых солнечных лучей и высоких температур, поэтому обильная микрофлора обитает на поверхности почв, скал и обломков пород в пустынях.

Подавляющее большинство микроорганизмов хорошо переносит низкие температуры. Эксперименты, проведенные в лабораториях (Беккерель, 1925), показали, что споры бактерий и грибов, находившиеся в течение полугода и более при температуре жидкого воздуха (—190°), не погибали и сохраняли способность к прорастанию.

При откачке воздуха, в разреженной атмосфере они выдерживали и более низкие температуры. Свидетельство выносливости микроорганизмов к низким температурам — их широкая распространенность в нивальном поясе гор, полярных областях, вечномерзлых горизонтах почв и грунтов.

Многие микроорганизмы способны переходить при неблагоприятных условиях в состояние анабиоза. При малейшем улучшении внешней среды они возвращаются к жизни: начинается усвоение воды, углекислоты, быстрое размножение, например, деление микрококков происходит каждые полчаса.

В местах концентрации жизни миллионы и миллиарды клеток различных микроорганизмов населяют каждый кубический сантиметр природных вод, почв и донных осадков.

Повсеместное распространение микроорганизмов, большая скорость жизненных циклов наряду с разнообразием выполняемых функций обусловливают их исключительную роль в геохимических процессах биосферы.

Совет

Изучение геохимических функций живого вещества в биосфере — это основная задача биогеохимии, основал которую В. И. Вернадский; ее интенсивное развитие началось с середины XX в.

, когда в связи с всевозрастающей техногенной деятельностью человечества встали проблемы охраны окружающей среды.

Все геохимические функции микроорганизмов в биосфере можно с определенной долей условности разделить на следующие виды:

1) ассимиляционные — по отношению к газам атмосферы и создание органического вещества;

2) деструкционные — по отношению к органическому веществу;

3) газовые — регулирование газового режима почв, водоемов, приземной атмосферы;

4) окислительно-восстановительные — по отношению к макро — и микроэлементам с переменной валентностью;

5) деструкционные — по отношению к горным породам и минералам;

6) аккумулятивные функции и создание биогенных минералов и горных пород.

Источник: http://www.activestudy.info/obshhee-ponyatie-o-biosfere-rol-mikroorganizmov-v-ee-formirovanii/

Бактерии — общая характеристика. Классификация, строение, питание и роль бактерий в природе

Бактерии это самый древний организм на земле, а также самый простой в своем строении. Он состоит всего из одной клетки, которую можно увидеть и изучить только под микроскопом. Характерным признаком бактерий является отсутствие ядра, вот почему бактерии относят к прокариотам.

Некоторые виды образовывают небольшие группы клеток, такие скопления могут быть окружены капсулой (чехлом). Размер, форма и цвет бактерии сильно зависит от окружающей среды.

По форме бактерии различаются на: палочковидные (бациллы), сферические (кокки) и извитые (спириллы). Встречаются и видоизмененные – кубические, С-образные, звездчатые. Их размеры колеблются от 1 до 10мкм. Отдельные виды бактерий могут активно передвигаться при помощи жгутиков. Последние иногда превышают размер самой бактерии в два раза.

Виды форм бактерий

Для движения бактерии используют жгутики, количество которых бывает различное – один, пара, пучок жгутиков. Расположение жгутиков также бывает разным – с одной стороны клетки, по бокам или равномерно распределены по всей плоскости.

Также одним из способов передвижения считается скольжение благодаря слизи, которой покрыт прокариот. У большинства внутри цитоплазмы есть вакуоли.

Регулировка ёмкости газа в вакуолях помогает им двигаться в жидкости вверх или вниз, а также перемещаться по воздушных каналах почвы.

Ученые открыли более 10 тысяч разновидностей бактерий, но по предположениям научных исследователей в мире существует их более миллиона видов. Общая характеристика бактерий дает возможность определиться с их ролью в биосфере, а также изучить строение, виды и классификацию царства бактерий.

Места обитания

Простота строения и быстрота адаптации к окружающим условиям помогла бактериям распространиться в широком диапазоне нашей планеты. Они существуют везде: вода, почва, воздух, живые организмы – всё это максимально приемлемое место обитания для прокариотов.

Бактерии находили как на южном полюсе, так и в гейзерах. Они есть на океанском дне, а также в верхних слоях воздушной оболочки Земли. Бактерии живут везде, но их количество зависит от благоприятных условий. К примеру, большая численность видов бактерий проживает в открытых водоемах, а также почве.

Особенности строения

Клетка бактерии отличается не только тем, что в ней нет ядра, но и отсутствием митохондрий и пластид. ДНК данного прокариота находится в специальной ядерной зоне и имеет вид замкнутого в кольцо нуклеоида.

У бактерии строение клетки состоит из клеточной стенки, капсулы, капсулоподобной оболочки, жгутиков, пили и цитоплазматичной мембраны.

Читайте также:  Какого размера бактерии – мельчайшие организмы с огромным значением

Внутреннее строение оформляют цитоплазма, гранулы, мезосомы, рибосомы, плазмиды, включения и нуклеоид.

Обратите внимание

Клеточная стенка бактерии выполняет функцию обороны и опоры. Вещества могут свободно протекать сквозь неё, благодаря проницаемости. Данная оболочка имеет в своем составе пектин и гемицеллюлозу.

Некоторые бактерии выделяют особую слизь, которая может помочь защититься от пересыхания. Слизь формирует капсулу – полисахарид по химическому составу. В такой форме бактерия способна переносить даже очень большие температуры.

Также она выполняет и другие функции, к примеру слипание с любыми поверхностями.

На поверхности клетки бактерии находятся тонкие белковые ворсинки – пили. Их может быть большая численность. Пили помогают клетке передавать генетический материал, а также обеспечивают слипание с другими клетками.

Под плоскостью стенки находится трехслойная цитоплазматичная мембрана. Она гарантирует транспорт веществ, а также имеет немалую роль в образовании спор.

Цитоплазма бактерий на 75 процентов произведена из воды. Состав цитоплазмы:

  • Рыбосомы;
  • мезосомы;
  • аминокислоты;
  • ферменты;
  • пигменты;
  • сахар;
  • гранулы и включения;
  • нуклеоид.

Обмен веществ у прокариотов возможен, как с участием кислорода, так и без его него. Большая их часть питаются уже готовыми питательными веществами органического происхождения. Очень мало видов способны сами синтезировать органические вещества из неорганических. Это сине-зеленые бактерии и цианобактерии, которые отыграли немалую роль в формировании атмосферы и насыщении её кислородом.

Размножение

В условиях, благоприятных для размножения, оно осуществляется почкованием или вегетативно. Бесполое размножение происходит в такой последовательности:

  1. Клетка бактерии достигает максимального объема и содержит необходимый запас питательных веществ.
  2. Клетка удлиняется, посередине появляется перегородка.
  3. Внутри клетки происходит дележ нуклеотида.
  4. ДНК основная и отделенная расходятся.
  5. Клетка делится пополам.
  6. Остаточное формирование дочерних клеток.

При таком способе размножения нету обмена генетической информацией, поэтому все дочерние клетки будут точной копией материнской.

Процесс размножения бактерий в неблагоприятных условиях более интересен. О способности полового размножения бактерий ученые узнали сравнительно недавно – в 1946 году. У бактерий нет разделения на женские и половые клетки.

Но ДНК у них встречается разнополое. Две такие клетки при приближении друг к другу образовывают канал для передачи ДНК, происходит обмен участками – рекомбинация.

Процесс довольно длительный, результатом которого являются две совершенно новые особи.

Большинство бактерий очень сложно увидеть под микроскопом, так как они не имеют своей окраски.

Немногие разновидности имеют пурпурный или зеленый окрас, благодаря содержанию в них бактериохлорофилла и бактериопурпурина.

Хотя если рассматривать некоторые колонии бактерий, становится ясно, что они выделяют окрашиваемые вещества в среду обитания и приобретают яркую окраску. Для того, чтобы подробней изучать прокариотов, их окрашивают.

Фотографии бактерий под микроскопом

Классификация

Классификация бактерий может быть основана на таких показателях, как:

  • Форма
  • способ передвижения;
  • способ получения энергии;
  • продукты жизнедеятельности;
  • степень опасности.

По способу питания бывают бактерии автотрофы или гетеротрофы. Автотрофные бактерии пребывают в основном в почве. Гетеротрофы различают такие, как: симбионты, паразиты и сапрофиты.

Бактерии симбионты живут в содружестве с иными организмами.

Бактерии паразиты ничего не производят, поэтому питаются тем, что произвел организм хозяина, либо питается тканями другого организма.

Бактерии сапрофиты проживают на уже отмерших организмах, продуктах и органических отходах. Они способствуют процессам гниения и брожения.

Гниение очищает природу от трупов и других отходов органического происхождения. Без процесса гниения не было бы круговорота веществ в природе. Так в чем же состоит роль бактерий в круговороте веществ?

Бактерии гниения — это помощник в процессе расщепления белковых соединений, а также жиров и других соединений, содержащих в себе азот.

Важно

Проведя сложную химическую реакцию, они разрывают связи между молекулами органических организмов и захватывают молекулы белка, аминокислот.

Расщепляясь, молекулы высвобождают аммиак, сероводород и другие вредные вещества. Они ядовиты и могут вызывать отравление у людей и животных.

Бактерии гниения быстро размножаются в благоприятных для них условиях. Так как это не только полезные бактерии, но и вредные, то чтобы не допустить преждевременного гниения у продуктов, люди научились их обрабатывать: сушить, мариновать, солить, коптить. Все эти способы обработки убивают бактерии и не дают им размножаться.

Бактерии брожения при помощи ферментов способны расщеплять углеводы. Эту способность люди заметили еще в древние времена и используют такие бактерии для изготовления молочнокислых продуктов, уксусов, а также других продуктов питания до сих пор.

Кроме полезных, существуют также и патогенные бактерии. Их жизнедеятельность базируется на паразитизме в организме животных, растений и даже человека. Они вызывают серьезные инфекционные болезни, примером может служить туберкулез, сифилис, язву (сибирскую и язву желудка), дифтерию, чуму и многие другие не менее тяжелые заболевания.

Бактерии, трудясь в совокупности с другими организмами, делают очень важную химическую работу. Очень важно знать какие есть виды бактерий и какую пользу или вред приносят для природы.

Значение в природе и для человека

Выше уже отмечалось большое значение многих видов бактерий (при процессах гниения и различных типах брожения), т.е. выполнение санитарной роли на Земле.

Бактерии также играют огромную роль в круговороте углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, серы, кальция и других элементов.

Многие виды бактерий способствуют активной фиксации атмосферного азота и переводят его в органическую форму, способствуя повышению плодородия почв.

Особо важное значение имеют те бактерии, которые разлагают целлюлозу, являющиеся основным источником углерода для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов.

Совет

Сульфатредуцирующие бактерии участвуют в образовании нефти и сероводорода в лечебных грязях, почвах и морях. Так, насыщенный сероводородом слой воды в Черном море является результатом жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий.

Деятельность этих бактерий в почвах приводит к образованию соды и содового засоления почвы. Сульфатредуцирующие бактерии переводят питательные вещества в почвах рисовых плантаций в такую форму, которая становится доступной для корней этой культуры.

Эти бактерии могут вызывать коррозию металлических подземных и подводных сооружений.

Благодаря жизнедеятельности бактерий почва освобождается от многих продуктов и вредных организмов и насыщается ценными питательными веществами. Бактерицидные препараты успешно используются для борьбы с многими видами насекомых-вредителей (кукурузным мотыльком и др.).

Многие виды бактерий используются в различных отраслях промышленности для получения ацетона, этилового и бутилового спиртов, уксусной кислоты, ферментов, гормонов, витаминов, антибиотиков, белково-витаминных препаратов и т.д.

Без бактерий невозможны процессы при дублении кожи, сушке листьев табака, выработке шелка, каучука, обработке какао, кофе, мочении конопли, льна и других лубоволокнистых растений, квашении капусты, очистке сточных вод, выщелачивании металлов и т.д.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (6

Источник: https://animals-world.ru/bakterii-obshhaya-xarakteristika/

Царств бактерий

Царство вирусов

Вирус (от лат. virus — яд) — простейшая форма жизни на нашей планете, микроскопическая частица, представляющая собой молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), заключённые в защитную белковую оболочку и способные инфицировать живые организмы.

Наличие капсида отличает вирусы от других инфекционных агентов. Вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты: либо ДНК, либо РНК.

Ранее к вирусам также ошибочно относили прионы, однако впоследствии оказалось, что эти возбудители представляют собой особые белки и не содержат нуклеиновых кислот. Вирусы являются облигатными паразитами — они не способны размножаться вне клетки.

Обратите внимание

В настоящее время известны вирусы, размножающиеся в клетках растений, животных, грибов и бактерий (последних обычно называют бактериофагами). Обнаружен также вирус, поражающий другие вирусы. Вирусы тоже болеют вирусными заболеваниями.

Вирусы являются одной из самых распространённых форм существования органической материи на планете по численности: воды мирового океана содержат колоссальное количество бактериофагов (около 250 миллионов[2] частиц на миллилитр воды), их общая численность в океане — около 4×1030[3], а численность вирусов (бактериофагов) в донных отложениях океана практически не зависит от глубины и всюду очень высока [3]. В океане обитают сотни тысяч видов (штаммов) вирусов, подавляющее большинство которых не описаны и тем более не изучены [4][5] . Вирусы играют важную роль в регуляции численности популяций живых организмов

Настоящие бактерии. “Это мельчайшие прокариотические организмы, имеющие клеточное строение. По причине микроскопических размеров клеток от 0,1 до 10—3 0 мкм бактерии получили название микробов или микроорганизмов.

Бактерии живут в почве, воде, воздухе, снегах полярных областей и горячих источниках, на теле животных и растений и внутри организма. Особенно много их в почве — от 200—500 млн. до 2 млрд. и более особей в 1г в зависимости от типа почвы.

Значение бактерий в биосфере и народном хозяйстве. Роль бактерий в биосфере велика. Благодаря их жизнедеятельности происходит разложение и минерализация органических веществ отмерших растений и животных.

Образовавшиеся при этом простые неорганические соединения (аммиак, сероводород, углекислый газ и др.) вовлекаются в общий круговорот веществ, без которого была бы невозможна жизнь на Земле.

Бактерии вместе с грибами и лишайниками разрушают горные породы, участвуя тем самым в начальных стадиях почвообразовательных процессов.

Особую роль в природе играют бактерии, способные связывать свободный молекулярный азот, недоступный для высших растений. К этой группе относятся свободноживущий азотобактер и клубеньковые бактерии, поселяющиеся на корнях бобовых растений. Проникая через корневой волосок в корень, они вызывают сильное разрастание клеток корня, имеющее форму клубеньков.

На первых порах бактерии живут за счет растения, а затем начинают фиксировать азот с последующим образованием аммиака, а из него — нитритов и нитратов. Образовавшихся азотистых веществ достаточно и для бактерий, и для растений. Кроме того, часть нитритов и нитратов выделяется в почву, повышая ее плодородие.

Важно

Количество фиксируемого азота клубеньковыми бактериями может достигать 450—550 кг/га в год.

Бактерии играют положительную роль в хозяйственной деятельности человека. Молочнокислые бактерии используются в приготовлении разнообразных молочных продуктов (сметаны, простокваши, масла, сыра и др.). Они же способствуют консервированию продуктов.

Бактерии широко используются в современной биотехнологии для промышленного получения молочной, масляной, уксусной и пропионовой кислот, ацетона, бутилового спирта и т. д. В процессе их жизнедеятельности образуются биологически активные вещества — антибиотики, витамины, аминокислоты.

Наконец, бактерии являются объектом для исследований в области генетики, биохимии, биофизики, космической биологии и др.

Отрицательная роль принадлежит болезнетворным, или патогенным, бактериям. Они способны проникать в ткани растений, животных и человека и выделять при этом вещества, угнетающие защитные силы организма.

Такие болезнетворные бактерии, как возбудитель чумы, туляремии, сибирской язвы, пневмококки в организме животных и человека устойчивы против фагоцитоза и антител.

Известен целый ряд других болезней человека бактери-ального происхождения, которые передаются воздушно-капельным путем (бактериальная пневмония, туберкулез, коклюш), через пищу и воду (брюшной тиф, дизентерия, бруцеллез, холера), при половом контакте (гонорея, сифилис и др.).

Бактерии могут поражать и растения, вызывая у них так называемые бактериозы (пятнистость, увядание, ожоги, мокрые гнили, опухоли и др.). Бактериозы довольно часто встречаются у картофеля, томатов, капусты, огурцов, свеклы, бобовых культур, плодовых деревьев.

Источник: https://studopedia.su/12_143400_tsarstv-bakteriy.html

Ссылка на основную публикацию