Болезнетворные бактерии значение в природе

Бактерии в природе

Данные живые организмы одними из первых появились на нашей планете. Распространены они повсеместно. Бактерии обитают на дне водоёмов, в почве, могут выдерживать как низкие, так и высокие температуры.

Значение этих организмов в природе неоспоримо. Именно бактерии обеспечивают круговорот веществ в природе, который является основополагающим жизни на Земле. Органические соединения под их воздействием изменяются и распадаются на неорганические вещества.

Почвообразовательные процессы обеспечивают почвенные микроорганизмы. Остатки растений и животных распадаются и преобразуются на гумус и перегной только благодаря бактериям.

В водной среде представителей данного царства используют для очищения водоёмов, а также сточных вод. Благодаря своей жизнедеятельности бактерии из опасных органических веществ делают безопасные неорганические.

Рис. 1. Роль бактерий в природе.

Болезнетворные микроорганизмы

Однако есть бактерии, которые приносят вред другим живым организмам. Болезнетворные микроорганизмы могут вызывать заболевания у растений, животных и человека. Например:

• Сальмонелла вызывает брюшной тиф;
• Шигелла – дизентерию;
• Клостридиум – столбняк и гангрену;
• Туберкулёзная палочка – туберкулёз
• Стафилококки и стрептококки – гноение и т.д.

Пути передачи могут быть разнообразны:

• при чихании, разговоре, кашле от больного человека;
• при физическом контакте;
• при помощи переносчиков (насекомых, грызунов);
• через проникновение в раны.

Многие болезни заканчиваются летальным исходом, из-за своей способности приспосабливаться к лекарствам, бактерии не так просто уничтожить. Современная наука активно борется с болезнетворными микроорганизмами, выпуская новые лекарственные препараты.

Рис. 2. Болезнетворные микрорганизмы.

Изучение физиологии бактерий основал Луи Пастер ещё в 1850-х годах. Его исследования продолжили М. В. Бейеринк и С. Н. Виноградский, которые исследовали значение микроорганизмов в природе.

Использование бактерий

Человечество научилось использовать бактерии себе во благо, например:

• при производстве лекарственных средств;

Существуют специальные виды бактерий, которые способны вырабатывать сильнейшие антибиотики, такие как тетрациклин и стрептомицин. Своим воздействием они убивают многие болезнетворные микроорганизмы.

• приготовление новых продуктов питания;
• выпуск органических веществ;
• получение кисломолочной продукции (йогурты, закваски, кефиры, ряженки);
• изготовление различных сортов сыров;
• виноделие;
• маринование и закваска овощей.

Рис. 3. Использование бактерий человеком.

Что мы узнали?

В природе и жизни человека бактерии имеют большое значение. Без этих микроорганизмов не мог бы происходить круговорот веществ в окружающей среде. И хотя многие из них могут приносить вред жизни и здоровью, использование бактерий человеком позволило бороться со многими болезнями и изготавливать массу новых продуктов питания.

Многообразие бактерий в природе

Бактерии – простейшие организмы, которые живут на Земле уже очень давно. При этом клетки обладают свойством делиться в благоприятных условиях с достаточно большой скоростью. Одна особь превращается в две менее чем за полчаса. И при таких способностях за сутки из одной бактерии может образоваться более 30 триллионов, учитывая их не всегда дружелюбные отношения с человеком, цифра внушительная. Но, к радости и спокойствию населения планеты, жизненный цикл данных организмов достигает максимума в несколько часов, а может составлять и несколько минут.

На жизнедеятельность бактерий большое влияние оказывают внешние факторы:

• питательность среды;
• освещение;
• присутствие кислорода;
• кислотность и щелочность среды;
• температура.

Последний фактор вызывает особый интерес. Известно, что существуют максимальные и минимальные температурные величины, при которых эти простейшие либо погибают, либо, соответственно, впадают в спячку. При оптимальном показателе районе 38 градусов идет активный рост и размножение.

На Земле эти представители одноклеточных появились несколько миллиардов лет назад. Для них были характерны все современные биохимические процессы. С появлением кислорода в атмосфере количество анаэробных заметно сократилось.

Бактерии были обнаружены при помощи оптического микроскопа в 70-х годах 17 века, название им тогда дали другое. А в конце 20-х годов 19-го столетия им дали привычное для современного человека название. Через 30 лет после этого были открыты болезнетворные качества этих организмов. В 1905 году Роберт Кох получил Нобелевскую премию за изучение туберкулеза. Узнать строение этих крошечных одноклеточных стало возможным только с изобретением в 30-годах электронного микроскопа.

Для развития бактерий необходимы:

• влажная среда;
• питательные вещества;
• определенная температура.

В ряде случаев, например, при изменении питательной среды, некоторые представители одноклеточных образуют особые тельца – споры. Они очень устойчивы к неблагоприятным условиям, не погибают даже при длительном кипячении. Если после воздействия высоких температур споры поместить на питательную среду, они превратятся в бактерии, скоро начнут размножаться. Образование этих особых телец – защитное приспособление простейших микроорганизмов к перенесению неблагоприятных условий. Губительное действие на бактерии оказывает прямой солнечный свет.

Строение бактерий

Большинство представителей данного имеют всего одну клетку. Ее формы определяют тип, к которому можно отнести это простейшее:

• сфера, шар – кокки;
• прямая, как палочка, — бациллы;
• спираль;
• запятая – вибрионы;
• извитые – спиротехи;
• С- и О-образные.

Особым свойством данных микроорганизмов является отсутствие ядра, окруженного оболочкой. Но при этом вся информация, ДНК, расположена в конкретном месте, называемом нуклеоидом. Им дано название прокариоты, что значит «доядерные». Размер бактерии составляет от нескольких долей мкм до нескольких десятков мкм. Оболочка, которая окружает клетку, состоит из мембраны, клеточной стенки и слизистой капсулы, которая присутствует не у всех, но у большинства представителей прокариотов. Плазматическая мембрана контролирует поступление питательных веществ, в ней имеются углубления, покрытые, в свою очередь, пленками. Данные элементы выполняют роль органов дыхания, а так же управляют процессами попадания полезных веществ в клетку и вывода продуктов их переработки.

Клеточная стенка отвечает за защиту организма от негативного воздействия и придает форму. Слизистая капсула бережет от обезвоживания и представляет собой защитный покров.

Нуклеоид находится в центре клетки, он не имеет своей оболочки, но хранит ДНК – информацию в виде кольцевой молекулы, которая закреплена в одном месте. Он отвечает за протекание различных жизненных процессов в клетке. Окружает нуклеоид цитоплазма, в которой содержатся питательные вещества, рибосомы, участвующие в образовании белка, запасы полезных веществ для развития клетки, иногда присутствуют особые кольцевые молекулы, участвующие в обмене генетическими данными между разными особями. В клетках некоторых представителей имеются компоненты, ответственные за наличие или отсутствие цвета у бактерии.

Некоторые одноклеточные способны передвигаться за счет наличия у них жгутиков, которых может быть до 50 штук. Микроорганизмы, проживающие в почве или воде, могут иметь дополнительные элементы в цитоплазме, позволяющие двигаться в этих средах обитания.

Многообразие бактерий в природе

Разнообразие по среде обитания

Являясь самыми малыми по размеру существами, бактерии встречаются почти повсюду. Разным типам их представителей необходимы различные условия для существования и размножения. При этом их можно встретить в самым неожиданных местах:

• в водах горячих источников;
• на высоте в несколько десятков километров;
• в песке;
• в почве;
• в водоеме;
• на поверхности и внутри тел животных и человека;
• на плодах растений.

Водные просторы

В водоемах обитает большое количество мельчайших организмов, которые нельзя обнаружить невооруженным глазом. По сравнению с ними, человеческий волос выглядит толстым бревном.

Среда обитания любого живого существа, даже самого простейшего, формирует его метаболизм. Водные объекты занимают наибольшие площади поверхности Земли, обладая очень неоднородным составом. Микроорганизмы, обитающие в этой среде, делят на три группы:

• живущие в прибрежных водах, богатых питательными веществами;
• обитающие в толще воды, на глубине до 3 км;
• способные к существованию на глубине более 3 км.

Особые условия данных мест обитания определяют качества проживающих в них простейших. Поэтому живущие на больших глубинах способны обходиться без кислорода, являясь хемотрофами. Они потребляют неорганические вещества, получая энергию из них. Они способны к протеканию особых химических превращений в клетке, благодаря которым происходит их дыхание. Живущие же вблизи берега микроорганизмы обладают повышенной подвижностью, получая много питания из своей среды обитания.

Бактерии есть и в воздухе. При изучении данного факта в лаборатории отмечено, что на питательной среде они вырастают за сутки до таких размеров, что их скопления, — колонии, видны невооруженным глазом. Эти образования будут отличаться друг от друга по форме в зависимости от того, какими микроорганизмами они образованы.

Слои почвы

Почвенный покров очень богат различными видами простейших. Наиболее любим ими плодородный ее участок. Они превращают отмершую органику в полезные вещества, создавая благоприятные условия для существования растений, людей и животных. Микрожители почвы выполняют множество функций:

• превращают органические вещества в неорганические или более простые по составу органические, используемые растениями в пищу;
• из простых элементов, присутствующих в слоях почвы, создают необходимые для развития растений;
• участвуют в борьбе растений с вредными микробами.

Влажная почва – основное место обитания и размножения этих одноклеточных. Здесь они находят питательные и минеральные вещества, а также защиту от губительных для них солнечных лучей. При высыхании земли простейшие и их споры вместе с пылью поднимаются в воздух. Ветер разносит их на большие расстояния. Во время дождей бактерии вымываются из почвы. Вода уносит их в реки и водоемы. Так при участии ветра и воды эти микроорганизмы распространяются в природе и их можно обнаружить всюду.

Бактерии участвуют в формировании элементного состава почв. При этом внешние условия оказывают влияние на видовое разнообразие организмов, проживающих в толще земли той или местности.

Что ты хочешь узнать?

Ответ

Бактерии – это примитивные одноклеточные живые организмы. Они распространены повсеместно: на поверхности или внутри других организмов (животных, растений, человека), в большом количестве встречаются в почве, водоемах. Прямо или косвенно бактерии играют важную роль в жизни человека.

Одной из сред жизни бактерий являются другие живые организмы, в том числе человек. Отношения, которые возникают при этом могут быть разными. Есть бактерии, которые приносят пользу. Так, в кишечнике человека живут бактерии (к примеру, кишечная палочка), которые способствуют процессам пищеварения, синтезируют некоторые витамины и препятствуют деятельности болезнетворных бактерий. В случае чрезмерного приема антибактериальных препаратов эти полезные бактерии погибают, что негативно отражается на здоровье. Сама же кишечная палочка, благодаря поселению в кишечнике человека, постоянно обеспечена питательными веществами.

В кишечнике домашних жвачных животных, которые составляют основу животноводства, (коров, коз, овец) также живут бактерии. Жвачные животные употребляют растительную пищу, богатую на клетчатку, но самостоятельно переваривать клетчатку не способны. Эту функцию выполняют бактерии.

Среди бактерий есть также немало паразитических видов, которые поселяясь в организме человека, растений и животных, провоцируют развитие разнообразных заболеваний. От больного в другой организм бактерии могут проникать вместе с едой, водой, воздухом, через покровы тела. Самый распространенный путь проникновения бактерий в организм человека – воздушно-капельный.

Болезнетворные бактерии могут переносить и кровососущие насекомые. Так, возбудителя чумы переносят блохи, а сыпного тифа – вши.

У человека бактерии вызывают такие заболевания, как ангину, дифтерию, туберкулез, тиф, дизентерию, холеру, и много других, у животных – бруцеллез, сибирскую язву, т.д. Бактериальные заболевания лечат с помощью антибиотиков и других лекарственных средств.

Бактерии широко используются в хозяйстве человека. Так, с древних времен человек применяет способность некоторых бактерий вызывать брожение для получения определенных продуктов: молочнокислой продукции (йогуртов, сыров, кефира), масляной и уксусной кислот, т.д. Без бактерий невозможно дубление кожи и изготовление льняного волокна.

Применяют определенные группы бактерий и в микробиологической промышленности для получения антибиотиков, витаминов и некоторых других веществ. В сельском хозяйстве их используют для силосования зеленых кормов.

Одна из важных проблем современности – это очищение сточных вод. В очистных сооружениях используют бактерии, которые разлагают органические остатки. Кроме того, изучая численность и видовой состав бактерий в воде можно определить степень загрязненности водоемов. С помощью некоторых бактерий человек борется с кровососущими животными, вредителями сельского и лесного хозяйства. Изобретены специальные бактериальные препараты, которые поражают только определенные виды вредных бактерий.

Бактерии могут наносить вред хозяйственной деятельности человека, к примеру, портить продукты питания. При этом бактерии вырабатывают ядовитые вещества, которые могут отравить организм человека или животного, если они будут употреблять в пищу испорченные продукты. Например, палочка ботулизма может развиваться в консервированных мясных и растительных продуктах, рыбе, колбасе, если при консервировании не придерживаться строгих правил технологического процесса. Чтобы полностью избавиться от бактерий в пищевых продуктах, предназначенных для длительного хранения, их стерилизуют либо пастеризуют