Γνωστά ονόματα βακτηρίων. Τα βακτήρια, η ποικιλομορφία τους

Ρύζι. 1. Το ανθρώπινο σώμα αποτελείται κατά 90% από μικροβιακά κύτταρα. Περιέχει από 500 έως 1000 διαφορετικούς τύπους βακτηρίων ή τρισεκατομμύρια από αυτούς τους καταπληκτικούς κατοίκους, που ανέρχεται σε έως και 4 κιλά συνολικού βάρους.

Ρύζι. 2. Βακτήρια που κατοικούν στη στοματική κοιλότητα: Streptococcus mutants (πράσινο). Bakteroides gingivalis, προκαλεί περιοδοντίτιδα (λιλά χρώμα). Candida albicus (κίτρινο χρώμα). Προκαλεί καντιντίαση του δέρματος και των εσωτερικών οργάνων.

Ρύζι. 7. Mycobacterium tuberculosis. Τα βακτήρια προκαλούν ασθένειες σε ανθρώπους και ζώα για πολλές χιλιετίες. Ο βάκιλος της φυματίωσης είναι εξαιρετικά σταθερός στο εξωτερικό περιβάλλον. Στο 95% των περιπτώσεων μεταδίδεται με αερομεταφερόμενα σταγονίδια. Πιο συχνά επηρεάζει τους πνεύμονες.

Ρύζι. 8. Ο αιτιολογικός παράγοντας της διφθερίτιδας είναι τα κορυνοβακτήρια ή ο βάκιλος του Leffler. Συχνότερα αναπτύσσεται στο επιθήλιο του βλεννογόνου στρώματος των αμυγδαλών, λιγότερο συχνά στον λάρυγγα. Το πρήξιμο του λάρυγγα και οι διευρυμένοι λεμφαδένες μπορεί να οδηγήσουν σε ασφυξία. Η τοξίνη του παθογόνου στερεώνεται στις μεμβράνες των κυττάρων του καρδιακού μυός, των νεφρών, των επινεφριδίων και των νευρικών γαγγλίων και τα καταστρέφει.

Ρύζι. 9. Αιτιακοί παράγοντες σταφυλοκοκκικής λοίμωξης. Οι παθογόνοι σταφυλόκοκκοι προκαλούν εκτεταμένες βλάβες στο δέρμα και τα εξαρτήματά του, βλάβες σε πολλά εσωτερικά όργανα, τροφιμογενείς τοξικές λοιμώξεις, εντερίτιδα και κολίτιδα, σήψη και τοξικό σοκ.

Ρύζι. 10. Οι μηνιγγιτιδόκοκκοι είναι οι αιτιολογικοί παράγοντες της μηνιγγιτιδοκοκκικής λοίμωξης. Έως και το 80% των περιπτώσεων είναι παιδιά. Η μόλυνση μεταδίδεται με αερομεταφερόμενα σταγονίδια από άρρωστους και υγιείς φορείς βακτηρίων.

Ρύζι. 11. Bordetella pertussis.

Ρύζι. 12. Ο αιτιολογικός παράγοντας της οστρακιάς είναι ο streptococcus pyogenes.

Επιβλαβή βακτήρια της μικροχλωρίδας του νερού

Το νερό είναι ο βιότοπος για πολλά μικρόβια. Σε 1 cm3 νερού μπορείτε να μετρήσετε έως και 1 εκατομμύριο μικροβιακά σώματα. Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί εισέρχονται στο νερό από βιομηχανικές επιχειρήσεις, κατοικημένες περιοχές και κτηνοτροφικές εκμεταλλεύσεις. Το νερό που περιέχει παθογόνα μικρόβια μπορεί να γίνει πηγή δυσεντερία, χολέρα, τυφοειδής πυρετός, τουλαραιμία, λεπτοσπείρωση κ.λπ. Vibrio cholerae και μπορεί να παραμείνει στο νερό για αρκετό καιρό.

Ρύζι. 13. Shigella. Τα παθογόνα προκαλούν βακτηριακή δυσεντερία. Το Shigella καταστρέφει το επιθήλιο του βλεννογόνου του παχέος εντέρου, προκαλώντας σοβαρή ελκώδη κολίτιδα. Οι τοξίνες τους επηρεάζουν το μυοκάρδιο, το νευρικό και το αγγειακό σύστημα.

Ρύζι. 14. . Τα δονήματα δεν καταστρέφουν τα κύτταρα της βλεννογόνου στιβάδας του λεπτού εντέρου, αλλά βρίσκονται στην επιφάνειά τους. Εκκρίνουν μια τοξίνη που ονομάζεται choleragen, η δράση της οποίας οδηγεί σε διαταραχή του μεταβολισμού νερού-αλατιού, με αποτέλεσμα το σώμα να χάνει έως και 30 λίτρα υγρών την ημέρα.

Ρύζι. 15. Η σαλμονέλα είναι ο αιτιολογικός παράγοντας του τυφοειδούς πυρετού και του παρατύφου. Το επιθήλιο και τα λεμφοειδή στοιχεία του λεπτού εντέρου επηρεάζονται. Με την κυκλοφορία του αίματος εισέρχονται στον μυελό των οστών, τη σπλήνα και τη χοληδόχο κύστη, από την οποία τα παθογόνα εισέρχονται και πάλι στο λεπτό έντερο. Ως αποτέλεσμα της φλεγμονής του ανοσοποιητικού, το τοίχωμα του λεπτού εντέρου σπάει και εμφανίζεται περιτονίτιδα.

Ρύζι. 16. Αιτιακοί παράγοντες τουλαραιμίας (μπλε κοκκοβακτήρια). Επηρεάζουν την αναπνευστική οδό και τα έντερα. Έχουν την ικανότητα να διεισδύουν στο ανθρώπινο σώμα μέσω του ανέπαφου δέρματος και των βλεννογόνων των ματιών, του ρινοφάρυγγα, του λάρυγγα και των εντέρων. Η ιδιαιτερότητα της νόσου είναι η βλάβη στους λεμφαδένες (πρωτογενής βουβωνική μοίρα).

Ρύζι. 17. Λεπτοσπείρα. Επηρεάζουν το ανθρώπινο τριχοειδές δίκτυο, συχνά το ήπαρ, τα νεφρά και τους μύες. Η ασθένεια ονομάζεται μολυσματικός ίκτερος.

Επιβλαβή βακτήρια της μικροχλωρίδας του εδάφους

Δισεκατομμύρια «κακά» βακτήρια ζουν στο έδαφος. Σε ένα στρέμμα γης πάχους 30 εκατοστών υπάρχουν έως και 30 τόνοι βακτηρίων. Διαθέτοντας ένα ισχυρό σύνολο ενζύμων, εμπλέκονται στη διάσπαση των πρωτεϊνών σε αμινοξέα, παίρνοντας έτσι ενεργό μέρος στις διαδικασίες της αποσύνθεσης. Ωστόσο, αυτά τα βακτήρια φέρνουν πολλά προβλήματα στον άνθρωπο. Χάρη στη δραστηριότητα αυτών των μικροβίων, τα τρόφιμα αλλοιώνονται πολύ γρήγορα. Ο άνθρωπος έχει μάθει να προστατεύει τα τρόφιμα που μένουν στα ράφια αποστειρώνοντας, αλατίζοντας, καπνίζοντας και καταψύχοντας. Ορισμένοι τύποι αυτών των βακτηρίων μπορούν να χαλάσουν ακόμη και τα αλατισμένα και κατεψυγμένα τρόφιμα. εισέρχονται στο έδαφος από άρρωστα ζώα και ανθρώπους. Μερικοί τύποι βακτηρίων και μυκήτων παραμένουν στο έδαφος για δεκαετίες. Αυτό διευκολύνεται από την ικανότητα αυτών των μικροοργανισμών να σχηματίζουν σπόρια, τα οποία τους προστατεύουν από δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες για πολλά χρόνια. Προκαλούν τις πιο επικίνδυνες ασθένειες - άνθρακα, αλλαντίαση και τέτανο.

Ρύζι. 18. Ο αιτιολογικός παράγοντας του άνθρακα. Παραμένει στο έδαφος σε κατάσταση που μοιάζει με σποριά για δεκαετίες. Μια ιδιαίτερα επικίνδυνη ασθένεια. Το δεύτερο όνομά του είναι κακοήθης καρβούνιελ. Η πρόγνωση της νόσου είναι δυσμενής.

Ρύζι. 19. Ο αιτιολογικός παράγοντας της αλλαντίασης παράγει μια ισχυρή τοξίνη. 1 μικρογραμμάριο αυτού του δηλητηρίου σκοτώνει έναν άνθρωπο. Η βοτουλινική τοξίνη επηρεάζει το νευρικό σύστημα, τα οφθαλμοκινητικά νεύρα, μέχρι την παράλυση και τα κρανιακά νεύρα. Το ποσοστό θνησιμότητας από αλλαντίαση φτάνει το 60%.

Ρύζι. 20. Οι αιτιολογικοί παράγοντες της αέριας γάγγραινας πολλαπλασιάζονται πολύ γρήγορα στους μαλακούς ιστούς του σώματος χωρίς πρόσβαση στον αέρα, προκαλώντας σοβαρές βλάβες. Σε κατάσταση που μοιάζει με σπόρο, παραμένει στο εξωτερικό περιβάλλον για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Ρύζι. 21. Σπηλά βακτήρια.

Ρύζι. 22. Βλάβη σε προϊόντα διατροφής από σήψη βακτήρια.

Επιβλαβή βακτήρια που καταστρέφουν το ξύλο

Μια σειρά από βακτήρια και μύκητες αποσυνθέτουν εντατικά τις ίνες, παίζοντας σημαντικό υγειονομικό ρόλο. Ωστόσο, ανάμεσά τους υπάρχουν βακτήρια που προκαλούν σοβαρές ασθένειες στα ζώα. Τα καλούπια καταστρέφουν το ξύλο. Μανιτάρια χρώσης ξύλουβάψτε το ξύλο σε διάφορα χρώματα. Μανιτάρι σπιτιούοδηγεί το ξύλο σε μια σάπια κατάσταση. Ως αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας αυτού του μύκητα, καταστρέφονται ξύλινα κτίρια. Η δραστηριότητα αυτών των μυκήτων προκαλεί μεγάλες ζημιές στην καταστροφή των κτηνοτροφικών κτιρίων.

Ρύζι. 23. Η φωτογραφία δείχνει πώς ο μύκητας του σπιτιού κατέστρεψε τα ξύλινα δοκάρια του δαπέδου.

Ρύζι. 24. Κατεστραμμένη εμφάνιση κορμών (μπλε) που έχουν προσβληθεί από μύκητες που λερώνουν το ξύλο.

Ρύζι. 25. Σπίτι μανιτάρι Merulius Lacrimans. α – μυκήλιο από βαμβάκι. β – νεαρό καρποφόρο σώμα. γ – παλιό καρποφόρο σώμα. δ – παλιό μυκήλιο, κορδόνια και σήψη ξύλου.

Επιβλαβή βακτήρια στα τρόφιμα

Προϊόντα που έχουν μολυνθεί με επικίνδυνα βακτήρια γίνονται πηγή εντερικών ασθενειών: τυφοειδής πυρετός, σαλμονέλωση, χολέρα, δυσεντερίακλπ. Τοξίνες που απελευθερώνονται σταφυλόκοκκους και βακίλους αλλαντίασης, προκαλούν τοξικές λοιμώξεις. Μπορεί να επηρεαστούν τα τυριά και όλα τα γαλακτοκομικά προϊόντα βακτήρια βουτυρικού οξέος, που προκαλούν ζύμωση βουτυρικού οξέος, με αποτέλεσμα τα προϊόντα να έχουν δυσάρεστη οσμή και χρώμα. Ξύδι ραβδιάπροκαλούν οξική ζύμωση, η οποία οδηγεί σε ξινό κρασί και μπύρα. Βακτήρια και μικροκόκκοι που προκαλούν σήψηπεριέχουν πρωτεολυτικά ένζυμα που διασπούν τις πρωτεΐνες, γεγονός που δίνει στα προϊόντα μια δύσοσμη οσμή και πικρή γεύση. Τα προϊόντα καλύπτονται από μούχλα ως αποτέλεσμα της ζημιάς τους μύκητες μούχλας.

Ρύζι. 26. Ψωμί επηρεασμένο από μούχλα.

Ρύζι. 27. Τυρί επηρεασμένο από μούχλα και σήψη βακτήρια.

Ρύζι. 28. «Άγρια μαγιά» Pichia pastoris. Η φωτογραφία τραβήχτηκε με μεγέθυνση 600x. Το χειρότερο παράσιτο της μπύρας. Βρίσκεται παντού στη φύση.

Επιβλαβή βακτήρια που αποσυνθέτουν τα διατροφικά λίπη

Μικρόβια βουτυρικού οξέοςείναι παντού. 25 από τα είδη τους προκαλούν ζύμωση βουτυρικού οξέος. Δραστηριότητα ζωής βακτήρια που αφομοιώνουν το λίποςοδηγεί σε τάγγιση του λαδιού. Υπό την επιρροή τους, οι σπόροι σόγιας και ηλίανθου γίνονται τάγγοι. Η ζύμωση βουτυρικού οξέος, που προκαλείται από αυτά τα μικρόβια, καταστρέφει το ενσίρωμα και τρώγεται άσχημα από τα ζώα. Και υγροί κόκκοι και σανός, μολυσμένοι με μικρόβια βουτυρικού οξέος, αυτοθερμαίνονται. Η υγρασία που περιέχεται στο βούτυρο είναι ένα καλό περιβάλλον για αναπαραγωγή. σήψη βακτήρια και μύκητες ζύμης. Εξαιτίας αυτού, το λάδι αλλοιώνεται όχι μόνο έξω, αλλά και μέσα. Εάν το λάδι αποθηκευτεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, τότε μπορεί να καθίσει στην επιφάνειά του. μύκητες μούχλας.

Ρύζι. 29. Χαβιαρέλαιο επηρεασμένο από βακτήρια που διασπούν το λίπος.

Επιβλαβή βακτήρια που επηρεάζουν τα αυγά και τα προϊόντα αυγών

Τα βακτήρια και οι μύκητες διεισδύουν στα αυγά μέσω των πόρων του εξωτερικού κελύφους και της βλάβης του. Τις περισσότερες φορές, τα αυγά μολύνονται με βακτήρια σαλμονέλας και μούχλα, σκόνη αυγών - σαλμονέλα και.

Ρύζι. 30. Χαλασμένα αυγά.

Επιβλαβή βακτήρια σε κονσέρβες

για τον άνθρωπο είναι τοξίνες ο βάκιλος αλλαντίασης και ο βάκιλος perfringens. Τα σπόρια τους παρουσιάζουν υψηλή αντοχή στη θερμότητα, η οποία επιτρέπει στα μικρόβια να παραμένουν βιώσιμα μετά την παστερίωση των κονσερβοποιημένων τροφίμων. Όντας μέσα στο βάζο, χωρίς πρόσβαση σε οξυγόνο, αρχίζουν να πολλαπλασιάζονται. Αυτό απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα και υδρογόνο, το οποίο προκαλεί το πρήξιμο του βάζου. Η κατανάλωση ενός τέτοιου προϊόντος προκαλεί σοβαρή τροφική τοξίκωση, η οποία χαρακτηρίζεται από εξαιρετικά σοβαρή πορεία και συχνά καταλήγει στο θάνατο του ασθενούς. Τα κονσερβοποιημένα κρέατα και λαχανικά είναι καταπληκτικά βακτήρια οξικού οξέος,

Ρύζι. 32. Οι πρησμένες κονσέρβες μπορεί να περιέχουν βακίλους αλλαντίασης και βάκιλλους perfringens. Το βάζο φουσκώνει από διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο απελευθερώνεται από τα βακτήρια κατά την αναπαραγωγή.

Επιβλαβή βακτήρια σε προϊόντα δημητριακών και ψωμί

Ερυσίβηκαι άλλες μούχλες που προσβάλλουν τα δημητριακά είναι οι πιο επικίνδυνες για τον άνθρωπο. Οι τοξίνες αυτών των μανιταριών είναι θερμοσταθερές και δεν καταστρέφονται με το ψήσιμο. Οι τοξίνες που προκαλούνται από τη χρήση τέτοιων προϊόντων είναι σοβαρές. Βασανισμένος, πληγωμένος Βακτήρια γαλακτικού οξέος, έχει δυσάρεστη γεύση και συγκεκριμένη μυρωδιά, σβώλους στην όψη. Επηρεάζεται το ήδη ψημένο ψωμί Bacillus subtilis(Bac. subtilis) ή «βαρυτική ασθένεια». Οι βάκιλλοι εκκρίνουν ένζυμα που διασπούν το άμυλο του ψωμιού, το οποίο εκδηλώνεται, πρώτα, από μια μη χαρακτηριστική οσμή του ψωμιού και στη συνέχεια από την κολλώδη και παχύρρευστη ψίχα του ψωμιού. Πράσινη, άσπρη και μούχλαεπηρεάζει το ήδη ψημένο ψωμί. Διαδίδεται μέσω του αέρα.

Ρύζι. 33. Στη φωτογραφία υπάρχει μωβ ερυσίνη. Χαμηλές δόσεις ερυσιβίου προκαλούν έντονο πόνο, ψυχικές διαταραχές και επιθετική συμπεριφορά. Υψηλές δόσεις ερυσιβώδους ερυσίνης προκαλούν επώδυνο θάνατο. Η δράση του σχετίζεται με συστολή των μυών υπό την επίδραση μυκητιακών αλκαλοειδών.

Ρύζι. 34. Μυκήλιο μούχλας.

Ρύζι. 35. Σπόρια πράσινων, λευκών και μούχλας κεφαλής μπορεί να πέσουν από τον αέρα σε ήδη ψημένο ψωμί και να το μολύνουν.

Επιβλαβή βακτήρια που επηρεάζουν τα φρούτα, τα λαχανικά και τα μούρα

Τα φρούτα, τα λαχανικά και τα μούρα σπέρνονται βακτήρια του εδάφους, μύκητες μούχλαςκαι μαγιά, που προκαλούν εντερικές λοιμώξεις. Η μυκοτοξίνη πατουλίνη, η οποία εκκρίνεται μανιτάρια του γένους Penicillium, μπορεί να προκαλέσει καρκίνο στον άνθρωπο. Yersinia enterocoliticaπροκαλεί τη νόσο γερσινίωση ή ψευδοφυματίωση, η οποία επηρεάζει το δέρμα, τη γαστρεντερική οδό και άλλα όργανα και συστήματα.

Ρύζι. 36. Βλάβη στα μούρα από μύκητες μούχλας.

Ρύζι. 37. Δερματικές βλάβες που οφείλονται σε γερσινίωση.

Τα επιβλαβή βακτήρια εισέρχονται στο ανθρώπινο σώμα μέσω της τροφής, του αέρα, των πληγών και των βλεννογόνων. Η σοβαρότητα των ασθενειών που προκαλούνται από παθογόνα μικρόβια εξαρτάται από τα δηλητήρια που παράγουν και τις τοξίνες που προκύπτουν όταν πεθαίνουν μαζικά. Κατά τη διάρκεια χιλιάδων ετών, έχουν αποκτήσει πολλές προσαρμογές που τους επιτρέπουν να διεισδύουν και να παραμένουν στους ιστούς ενός ζωντανού οργανισμού και να αντιστέκονται στην ανοσία.

Η μελέτη των βλαβερών επιπτώσεων των μικροοργανισμών στον οργανισμό και η ανάπτυξη προληπτικών μέτρων είναι καθήκον του ανθρώπου!

Αυτή ακριβώς τη στιγμή, φίλε, όταν διαβάζεις αυτές τις γραμμές, επωφελείσαι από το έργο των βακτηρίων. Από το οξυγόνο που εισπνέουμε μέχρι τα θρεπτικά συστατικά που εξάγει το στομάχι μας από την τροφή μας, έχουμε βακτήρια που πρέπει να ευχαριστήσουμε που ευδοκιμούν σε αυτόν τον πλανήτη. Στο σώμα μας υπάρχουν περίπου δέκα φορές περισσότεροι μικροοργανισμοί, συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων, από τα δικά μας κύτταρα. Ουσιαστικά, είμαστε περισσότερα μικρόβια παρά άνθρωποι.

Μόλις πρόσφατα αρχίσαμε να καταλαβαίνουμε λίγο για τους μικροσκοπικούς οργανισμούς και την επίδρασή τους στον πλανήτη και την υγεία μας, αλλά η ιστορία δείχνει ότι πριν από αιώνες οι πρόγονοί μας εκμεταλλεύονταν ήδη τη δύναμη των βακτηρίων για τη ζύμωση τροφών και ποτών (όποιος άκουσε για ψωμί και μπύρα?).

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

Θα πρέπει να γνωρίζετε ότι τα βακτήρια έχουν παίξει κρίσιμο ρόλο στη Γη, αποτελώντας το κλειδί για τη δημιουργία αναπνεύσιμου αέρα και τον βιολογικό πλούτο του πλανήτη που ονομάζουμε σπίτι.

Σε αυτό το άρθρο, θα σας παρέχουμε μια επισκόπηση αυτών των μικροσκοπικών αλλά πολύ σημαντικών μικροοργανισμών. Θα εξετάσουμε τους καλούς, τους κακούς και τους εντελώς παράξενους τρόπους με τους οποίους τα βακτήρια διαμορφώνουν την ανθρώπινη και περιβαλλοντική ιστορία. Αρχικά, ας δούμε πώς διαφέρουν τα βακτήρια από άλλους τύπους ζωής.

Βασικά Βακτήρια

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

Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει ισχυρά μικροσκόπια για να εξετάσουν τα βακτήρια - τα οποία κυμαίνονται σε μέγεθος από ένα έως μερικά μικρά (εκατομμυριοστά του μέτρου) - και να καταλάβουν πώς σχετίζονται με άλλες μορφές ζωής, φυτά, ζώα, ιούς και μύκητες.

Όπως ίσως γνωρίζετε, τα κύτταρα είναι τα δομικά στοιχεία της ζωής, από τους ιστούς του σώματός μας μέχρι το δέντρο που αναπτύσσεται έξω από το παράθυρό μας. Οι άνθρωποι, τα ζώα και τα φυτά έχουν κύτταρα με γενετικές πληροφορίες που περιέχονται σε μια μεμβράνη που ονομάζεται πυρήνας. Αυτοί οι τύποι κυττάρων, που ονομάζονται ευκαρυωτικά κύτταρα, έχουν εξειδικευμένα οργανίδια, καθένα από τα οποία έχει μια μοναδική δουλειά για να βοηθήσει τη λειτουργία του κυττάρου.

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

Επιβιώνουν τα βακτήρια σε περιβάλλον με ή χωρίς οξυγόνο;

Το σχήμα τους: ράβδοι (βάκιλλοι), κύκλοι (κόκκοι) ή σπείρες (spirillum)

Τα βακτήρια είναι gram-αρνητικά ή θετικά κατά Gram, δηλαδή έχουν εξωτερική προστατευτική μεμβράνη που εμποδίζει τη χρώση του εσωτερικού του κυττάρου;

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

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

Τα προκαρυωτικά που μοιάζουν με βακτήρια, που τώρα ταξινομούνται ως αρχαία, ήταν κάποτε μαζί με βακτήρια, αλλά καθώς οι επιστήμονες έμαθαν περισσότερα γι' αυτά, έδωσαν στα βακτήρια και στα αρχαία τις δικές τους κατηγορίες.

Μικροβιακή διατροφή (και μίασμα)

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

Μερικά βακτήρια—αυτότροφα—χρησιμοποιούν βασικούς πόρους όπως το φως του ήλιου, το νερό και τις περιβαλλοντικές χημικές ουσίες για να δημιουργήσουν τροφή (σκεφτείτε τα κυανοβακτήρια, τα οποία μετατρέπουν το ηλιακό φως σε οξυγόνο για 2,5 εκατομμύρια χρόνια). Άλλα βακτήρια ονομάζονται ετερότροφα από τους επιστήμονες επειδή παίρνουν την ενέργειά τους από την υπάρχουσα οργανική ύλη ως τροφή (για παράδειγμα, νεκρά φύλλα σε δάπεδα δασών).

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

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

Από την καθημερινή εμπειρία, γνωρίζετε καλά την οσμή που προκαλούν τα βακτήρια καθώς καταναλώνουν το περιεχόμενο του κάδου απορριμμάτων σας, χωνεύοντας τα υπολείμματα φαγητού και εκπέμποντας τα δικά τους αέρια υποπροϊόντα. Ωστόσο, αυτό δεν είναι μόνο. Μπορείτε επίσης να κατηγορήσετε τα βακτήρια για την πρόκληση αυτών των άβολων στιγμών όταν περνάτε μόνοι σας αέριο.

Μια μεγάλη οικογένεια

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

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

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

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

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

Τώρα που γνωρίζουμε ποιες ευκαιρίες παρέχουν οι αποικίες στα βακτήρια, ας καταλάβουμε πώς φτάνουν εκεί - μέσω της διαίρεσης και της αναπαραγωγής.

Αναπαραγωγή βακτηρίων

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

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

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

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

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

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

Η κατανόηση του τρόπου προσαρμογής των βακτηρίων είναι εξαιρετικά σημαντική για την καταπολέμησή τους και τη δημιουργία αντιβιοτικών για την ιατρική. Τα βακτήρια μπορούν να ανταλλάσσουν γενετικό υλικό τόσο συχνά που μερικές φορές οι θεραπείες που είχαν αποτέλεσμα πριν δεν λειτουργούν πλέον.

Χωρίς ψηλά βουνά, χωρίς μεγάλα βάθη

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

Τα βακτήρια βρίσκονται σχεδόν παντού στη Γη. Είναι αδύνατο να φανταστεί κανείς τον αριθμό των βακτηρίων στον πλανήτη ανά πάσα στιγμή, αλλά ορισμένες εκτιμήσεις ανεβάζουν τον αριθμό τους (βακτήρια και αρχαία μαζί) σε 5 οκτίλια - αριθμός με 27 μηδενικά.

Η ταξινόμηση των βακτηριακών ειδών είναι εξαιρετικά δύσκολη για προφανείς λόγους. Υπάρχουν τώρα περίπου 30.000 επίσημα αναγνωρισμένα είδη, αλλά η βάση γνώσεων αυξάνεται συνεχώς και υπάρχουν απόψεις ότι είμαστε μόνο η κορυφή του παγόβουνου όλων των τύπων βακτηρίων.

Η αλήθεια είναι ότι τα βακτήρια υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό. Παρήγαγαν μερικά από τα παλαιότερα απολιθώματα, που χρονολογούνται πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Η επιστημονική έρευνα δείχνει ότι τα κυανοβακτήρια άρχισαν να δημιουργούν οξυγόνο πριν από περίπου 2,3-2,5 δισεκατομμύρια χρόνια στους ωκεανούς του κόσμου, κορεσίζοντας την ατμόσφαιρα της Γης με το οξυγόνο που αναπνέουμε μέχρι σήμερα.

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

Ορισμένα βακτήρια είναι ακραιόφιλα, που σημαίνει ότι μπορούν να αντέξουν σε ακραίες συνθήκες που είναι είτε πολύ ζεστές είτε κρύες, είτε στερούνται τα θρεπτικά συστατικά και τις χημικές ουσίες που συνήθως συνδέουμε με τη ζωή. Οι ερευνητές βρήκαν τέτοια βακτήρια στην Τάφρο Μαριάνα, το βαθύτερο σημείο της Γης στον πυθμένα του Ειρηνικού Ωκεανού, κοντά σε υδροθερμικές οπές στο νερό και τον πάγο. Υπάρχουν επίσης βακτήρια που τους αρέσουν οι υψηλές θερμοκρασίες, όπως αυτά που χρωματίζουν την ιριδίζουσα πισίνα στο Εθνικό Πάρκο Yellowstone.

Κακό (για εμάς)

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

Σε όλη τη διάρκεια της ανθρώπινης ιστορίας, ορισμένα βακτήρια (λογικά) έχουν πάρει ένα κακό ραπ, προκαλώντας πανικό και υστερία. Πάρτε για παράδειγμα την πανούκλα. Το βακτήριο που προκαλεί την πανώλη, το Yersinia pestis, όχι μόνο σκότωσε περισσότερους από 100 εκατομμύρια ανθρώπους, αλλά μπορεί να συνέβαλε στην κατάρρευση της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας. Πριν από την εμφάνιση των αντιβιοτικών, φαρμάκων που βοηθούν στην καταπολέμηση των βακτηριακών λοιμώξεων, ήταν πολύ δύσκολο να σταματήσουν.

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

Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τον Staphylococcus aureus, το βακτήριο που ευθύνεται για τις λοιμώξεις από σταφυλόκοκκο. Αυτό το «υπερβακτηρίδιο» προκαλεί πολυάριθμα προβλήματα στις κλινικές, καθώς οι ασθενείς πολύ συχνά προσβάλλονται από αυτή τη μόλυνση όταν εμφυτεύουν ιατρικά εμφυτεύματα και καθετήρες.

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

Τα βιολογικά όπλα είναι μια άλλη τρομακτική πτυχή αυτής της συζήτησης. Τα βακτήρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως όπλο σε ορισμένες περιπτώσεις, ιδιαίτερα ο άνθρακας χρησιμοποιήθηκε κάποτε. Επιπλέον, όχι μόνο οι άνθρωποι υποφέρουν από βακτήρια. Ένα ξεχωριστό είδος, το Halomonas titanicae, έχει δείξει όρεξη για το βυθισμένο υπερωκεάνιο Τιτανικό, καταβροχθίζοντας το μέταλλο του ιστορικού πλοίου.

Φυσικά, τα βακτήρια μπορούν να προκαλέσουν κάτι περισσότερο από κακό.

Ηρωικά βακτήρια

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

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

Ας το δούμε με αυτόν τον τρόπο: με την επένδυση της επιφάνειας του στομάχου και των εντέρων σας, τα βακτήρια «δουλεύουν» για εσάς. Όταν τρώτε, τα βακτήρια και άλλα μικρόβια σας βοηθούν να διασπάσετε και να εξάγετε θρεπτικά συστατικά από το φαγητό σας, ειδικά υδατάνθρακες. Όσο πιο διαφορετικά είναι τα βακτήρια που καταναλώνουμε, τόσο μεγαλύτερη ποικιλομορφία αποκτά το σώμα μας.

Αν και οι γνώσεις μας για τα μικρόβια μας είναι πολύ περιορισμένες, υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι η απουσία ορισμένων μικροβίων και βακτηρίων στο σώμα μπορεί να σχετίζεται με την ανθρώπινη υγεία, το μεταβολισμό και την ευαισθησία στα αλλεργιογόνα. Προκαταρκτικές μελέτες σε ποντίκια έδειξαν ότι οι μεταβολικές ασθένειες όπως η παχυσαρκία συνδέονται με μια ποικιλόμορφη και υγιή μικροχλωρίδα, αντί της επικρατούσας νοοτροπίας μας «θερμίδες εισόδου, θερμίδες εξόδου».

Η δυνατότητα εισαγωγής ορισμένων μικροβίων και βακτηρίων στο ανθρώπινο σώμα που μπορεί να παρέχουν ορισμένα οφέλη διερευνάται επί του παρόντος ενεργά, αλλά κατά τη στιγμή της σύνταξης, δεν έχουν ακόμη καθιερωθεί γενικές συστάσεις για τη χρήση τους.

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

Ερευνητές που μελετούσαν βακτήρια ανακάλυψαν κατά λάθος πενικιλίνη, ένα αντιβιοτικό που έσωσε πολλές ζωές. Επίσης, πολύ πρόσφατα, σε σχέση με αυτό, ανακαλύφθηκε ένας εύκολος τρόπος επεξεργασίας του γονιδιώματος των οργανισμών, που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην ιατρική.

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

Η μικροβιολογία μελετά τη δομή, τη ζωτική δραστηριότητα, τις συνθήκες διαβίωσης και την ανάπτυξη των μικρότερων οργανισμών που ονομάζονται μικρόβια ή μικροοργανισμοί.

«Αόρατα, συνοδεύουν συνεχώς έναν άνθρωπο, εισβάλλοντας στη ζωή του είτε ως φίλοι είτε ως εχθροί», είπε ο ακαδημαϊκός V. L. Omelyansky. Πράγματι, τα μικρόβια υπάρχουν παντού: στον αέρα, στο νερό και στο έδαφος, στο σώμα των ανθρώπων και των ζώων. Μπορούν να είναι χρήσιμα και χρησιμοποιούνται σε πολλά προϊόντα διατροφής. Μπορεί να είναι επιβλαβή, να προκαλέσουν ασθένειες στους ανθρώπους, να αλλοιώσουν τα τρόφιμα κ.λπ.

Τα μικρόβια ανακαλύφθηκαν από τον Ολλανδό A. Leeuwenhoek (1632-1723) στα τέλη του 17ου αιώνα, όταν κατασκεύασε τους πρώτους φακούς που παρείχαν μεγέθυνση 200 φορές ή περισσότερο. Ο μικρόκοσμος που είδε τον εξέπληξε· ο Leeuwenhoek περιέγραψε και σκιαγράφησε τους μικροοργανισμούς που ανακάλυψε σε διάφορα αντικείμενα. Έθεσε τα θεμέλια για τον περιγραφικό χαρακτήρα της νέας επιστήμης. Οι ανακαλύψεις του Louis Pasteur (1822-1895) απέδειξαν ότι οι μικροοργανισμοί διαφέρουν όχι μόνο ως προς το σχήμα και τη δομή, αλλά και ως προς τις ζωτικές τους λειτουργίες. Ο Παστέρ διαπίστωσε ότι η μαγιά προκαλεί αλκοολική ζύμωση και ορισμένα μικρόβια μπορούν να προκαλέσουν μολυσματικές ασθένειες σε ανθρώπους και ζώα. Ο Παστέρ έμεινε στην ιστορία ως ο εφευρέτης της μεθόδου εμβολιασμού κατά της λύσσας και του άνθρακα. Η παγκοσμίως γνωστή συμβολή στη μικροβιολογία είναι ο R. Koch (1843-1910) - ανακάλυψε τους αιτιολογικούς παράγοντες της φυματίωσης και της χολέρας, I. I. Mechnikova (1845-1916) - ανέπτυξε τη φαγοκυτταρική θεωρία της ανοσίας, ο ιδρυτής της ιολογίας D. I. Ivanovsky (18). 1920), N F. Gamaleya (1859-1940) και πολλούς άλλους επιστήμονες.

Ταξινόμηση και μορφολογία μικροοργανισμών

Μικρόβια- Αυτοί είναι οι μικρότεροι, κυρίως μονοκύτταροι ζωντανοί οργανισμοί, ορατοί μόνο μέσω μικροσκοπίου. Το μέγεθος των μικροοργανισμών μετριέται σε μικρόμετρα - microns (1/1000 mm) και νανόμετρα - nm (1/1000 microns).

Τα μικρόβια χαρακτηρίζονται από μια τεράστια ποικιλία ειδών, που διαφέρουν ως προς τη δομή, τις ιδιότητες και την ικανότητα ύπαρξης σε διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Μπορεί να είναι μονοκύτταρος, πολυκύτταροςΚαι μη κυτταρική.

Τα μικρόβια χωρίζονται σε βακτήρια, ιούς και φάγους, μύκητες και ζυμομύκητες. Ξεχωριστά, υπάρχουν ποικιλίες βακτηρίων - ρικέτσια, μυκόπλασμα και μια ειδική ομάδα αποτελείται από πρωτόζωα (πρωτόζωα).

Βακτήρια

Βακτήρια- κυρίως μονοκύτταροι μικροοργανισμοί που κυμαίνονται σε μέγεθος από δέκατα του μικρομέτρου, για παράδειγμα μυκόπλασμα, έως αρκετά μικρόμετρα, και σε σπειροχαίτες - έως 500 μικρά.

Υπάρχουν τρεις κύριες μορφές βακτηρίων: σφαιρικά (κόκκοι), ραβδοσχήμα (βάκιλλος, κ.λπ.), περιελιγμένα (vibrios, σπειροχαίτες, σπιρίλλα) (Εικ. 1).

Σφαιρικά βακτήρια (κόκκοι)Έχουν συνήθως σφαιρικό σχήμα, αλλά μπορεί να είναι ελαφρώς οβάλ ή φασολιού. Οι κόκκοι μπορούν να εντοπιστούν μεμονωμένα (μικρόκοκκοι). σε ζεύγη (διπλόκοκκοι)? με τη μορφή αλυσίδων (στρεπτόκοκκοι) ή τσαμπιών σταφυλιού (σταφυλόκοκκοι), σε συσκευασία (σαρκίνες). Οι στρεπτόκοκκοι μπορεί να προκαλέσουν αμυγδαλίτιδα και ερυσίπελας, ενώ οι σταφυλόκοκκοι μπορεί να προκαλέσουν διάφορες φλεγμονώδεις και πυώδεις διεργασίες.

Ρύζι. 1. Μορφές βακτηρίων: 1 - μικροκόκκοι; 2 - στρεπτόκοκκοι; 3 - σαρδέλες? 4 — ραβδιά χωρίς σπόρια. 5 — ράβδοι με σπόρια (βάκιλλοι). 6 - δονήσεις? 7- σπειροχαίτες; 8 - σπιρίλια (με μαστίγια). σταφυλόκοκκους

Βακτήρια σε σχήμα ράβδουη πιο κοινή. Οι ράβδοι μπορεί να είναι μονές, συνδεδεμένες σε ζεύγη (διπλοβακτήρια) ή σε αλυσίδες (στρεπτοβακτήρια). Τα βακτήρια σε σχήμα ράβδου περιλαμβάνουν το Escherichia coli, τους αιτιολογικούς παράγοντες της σαλμονέλωσης, της δυσεντερίας, του τυφοειδούς πυρετού, της φυματίωσης κ.λπ. Ορισμένα βακτήρια σε σχήμα ράβδου έχουν την ικανότητα να σχηματίζονται διαφωνίες.Οι ράβδοι σχηματισμού σπορίων ονομάζονται βάκιλλοι.Οι ατρακτοειδείς βάκιλλοι ονομάζονται κλωστρίδια.

Η δημιουργία σπορίων είναι μια πολύπλοκη διαδικασία. Τα σπόρια διαφέρουν σημαντικά από ένα συνηθισμένο βακτηριακό κύτταρο. Έχουν πυκνό κέλυφος και πολύ μικρή ποσότητα νερού, δεν απαιτούν θρεπτικά συστατικά και η αναπαραγωγή σταματά εντελώς. Τα σπόρια είναι ικανά να αντέχουν την ξήρανση, τις υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες για μεγάλο χρονικό διάστημα και μπορούν να παραμείνουν σε βιώσιμη κατάσταση για δεκάδες και εκατοντάδες χρόνια (σπόρια άνθρακα, αλλαντίαση, τέτανος κ.λπ.). Μόλις βρεθούν σε ευνοϊκό περιβάλλον, τα σπόρια βλασταίνουν, δηλαδή μετατρέπονται στη συνήθη αγενή πολλαπλασιαστική μορφή.

Στριμμένα βακτήριαμπορεί να έχει τη μορφή κόμματος - vibrios, με αρκετές μπούκλες - σπιρίλια, σε μορφή λεπτού στριφτού ραβδιού - σπειροχαίτες. Τα Vibrios περιλαμβάνουν τον αιτιολογικό παράγοντα της χολέρας και ο αιτιολογικός παράγοντας της σύφιλης είναι μια σπειροχαίτη.

βακτηριακό κύτταροέχει κυτταρικό τοίχωμα (θηκάρι), συχνά καλυμμένο με βλέννα. Συχνά η βλέννα σχηματίζει μια κάψουλα. Τα περιεχόμενα του κυττάρου (κυτταρόπλασμα) διαχωρίζονται από τη μεμβράνη από την κυτταρική μεμβράνη. Το κυτταρόπλασμα είναι μια διαφανής πρωτεϊνική μάζα σε κολλοειδή κατάσταση. Το κυτταρόπλασμα περιέχει ριβοσώματα, μια πυρηνική συσκευή με μόρια DNA και διάφορα εγκλείσματα εφεδρικών θρεπτικών συστατικών (γλυκογόνο, λίπος κ.λπ.).

Μυκόπλασμα- βακτήρια που στερούνται κυτταρικού τοιχώματος και απαιτούν αυξητικούς παράγοντες που περιέχονται στη ζύμη για την ανάπτυξή τους.

Μερικά βακτήρια μπορούν να κινηθούν. Η κίνηση πραγματοποιείται με τη βοήθεια μαστιγίων - λεπτών νημάτων διαφορετικού μήκους που εκτελούν περιστροφικές κινήσεις. Το μαστίγιο μπορεί να έχει τη μορφή ενός μόνο μακριού νήματος ή με τη μορφή δέσμης και μπορεί να εντοπιστεί σε ολόκληρη την επιφάνεια του βακτηρίου. Πολλά βακτήρια σε σχήμα ράβδου και σχεδόν όλα τα κυρτά βακτήρια έχουν μαστίγια. Τα σφαιρικά βακτήρια, κατά κανόνα, δεν έχουν μαστίγια και είναι ακίνητα.

Τα βακτήρια αναπαράγονται με διαίρεση σε δύο μέρη. Ο ρυθμός διαίρεσης μπορεί να είναι πολύ υψηλός (κάθε 15-20 λεπτά) και ο αριθμός των βακτηρίων αυξάνεται γρήγορα. Αυτή η ταχεία διαίρεση συμβαίνει σε τρόφιμα και άλλα πλούσια σε θρεπτικά συστατικά υποστρώματα.

Ιούς

Ιούς- μια ειδική ομάδα μικροοργανισμών που δεν έχουν κυτταρική δομή. Τα μεγέθη των ιών μετρώνται σε νανόμετρα (8-150 nm), επομένως μπορούν να φανούν μόνο με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Μερικοί ιοί αποτελούνται μόνο από μια πρωτεΐνη και ένα νουκλεϊκό οξύ (DNA ή RNA).

Οι ιοί προκαλούν κοινές ανθρώπινες ασθένειες όπως η γρίπη, η ιογενής ηπατίτιδα, η ιλαρά, καθώς και ασθένειες των ζώων - αφθώδης πυρετός, πανώλη των ζώων και πολλές άλλες.

Οι βακτηριακοί ιοί ονομάζονται βακτηριοφάγους, μυκητιασικοί ιοί - μυκοφάγουςκλπ. Βακτηριοφάγοι βρίσκονται παντού όπου υπάρχουν μικροοργανισμοί. Οι φάγοι προκαλούν το θάνατο των μικροβιακών κυττάρων και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία και την πρόληψη ορισμένων μολυσματικών ασθενειών.

Μανιτάριαείναι ειδικοί φυτικοί οργανισμοί που δεν έχουν χλωροφύλλη και δεν συνθέτουν οργανικές ουσίες, αλλά απαιτούν έτοιμες οργανικές ουσίες. Ως εκ τούτου, οι μύκητες αναπτύσσονται σε διάφορα υποστρώματα που περιέχουν θρεπτικά συστατικά. Μερικοί μύκητες μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες των φυτών (καρκίνος και όψιμη μάστιγα της πατάτας κ.λπ.), των εντόμων, των ζώων και των ανθρώπων.

Τα μυκητιακά κύτταρα διαφέρουν από τα βακτηριακά κύτταρα παρουσία πυρήνων και κενοτοπίων και είναι παρόμοια με τα φυτικά κύτταρα. Τις περισσότερες φορές παίρνουν τη μορφή μακριών και διακλαδιζόμενων ή διαπλεκόμενων νημάτων - υφές.Σχηματίζεται από υφές μυκήλιο,ή μυκήλιο. Το μυκήλιο μπορεί να αποτελείται από κύτταρα με έναν ή περισσότερους πυρήνες ή να είναι μη κυτταρικό, αντιπροσωπεύοντας ένα γιγάντιο πολυπύρηνο κύτταρο. Στο μυκήλιο αναπτύσσονται καρποφόρα σώματα. Το σώμα ορισμένων μυκήτων μπορεί να αποτελείται από μεμονωμένα κύτταρα, χωρίς σχηματισμό μυκηλίου (ζυμομύκητα κ.λπ.).

Οι μύκητες μπορούν να αναπαραχθούν με διαφορετικούς τρόπους, συμπεριλαμβανομένου του φυτικού, ως αποτέλεσμα της διαίρεσης των υφών. Οι περισσότεροι μύκητες αναπαράγονται ασεξουαλικά και σεξουαλικά μέσω του σχηματισμού ειδικών κυττάρων αναπαραγωγής - διαμάχη.Τα σπόρια, κατά κανόνα, είναι σε θέση να επιμείνουν για μεγάλο χρονικό διάστημα στο εξωτερικό περιβάλλον. Τα ώριμα σπόρια μπορούν να μεταφερθούν σε σημαντικές αποστάσεις. Μόλις εισέλθουν στο θρεπτικό μέσο, ​​τα σπόρια εξελίσσονται γρήγορα σε υφές.

Μια μεγάλη ομάδα μυκήτων αντιπροσωπεύεται από καλούπια (Εικ. 2). Ευρέως διαδεδομένα στη φύση, μπορούν να αναπτυχθούν σε προϊόντα διατροφής, σχηματίζοντας σαφώς ορατές πλάκες διαφορετικών χρωμάτων. Η αλλοίωση των τροφίμων προκαλείται συχνά από μύκητες βλεννογόνου, οι οποίοι σχηματίζουν μια αφράτη λευκή ή γκρίζα μάζα. Ο βλεννογόνος μύκητας Rhizopus προκαλεί «μαλακή σήψη» λαχανικών και μούρων και ο μύκητας βοτρύτης καλύπτει και μαλακώνει τα μήλα, τα αχλάδια και τα μούρα. Οι αιτιολογικοί παράγοντες χύτευσης προϊόντων μπορεί να είναι μύκητες του γένους Peniillium.

Ορισμένοι τύποι μυκήτων μπορούν όχι μόνο να οδηγήσουν σε αλλοίωση των τροφίμων, αλλά και να παράγουν ουσίες τοξικές για τον άνθρωπο - μυκοτοξίνες. Αυτά περιλαμβάνουν ορισμένους τύπους μυκήτων του γένους Aspergillus, του γένους Fusarium κ.λπ.

Οι ευεργετικές ιδιότητες ορισμένων τύπων μανιταριών χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες τροφίμων και φαρμακευτικών προϊόντων και σε άλλες βιομηχανίες. Για παράδειγμα, τα μανιτάρια του γένους Peniiillium χρησιμοποιούνται για τη λήψη του αντιβιοτικού πενικιλλίνης και στην παραγωγή τυριών (Roquefort και Camembert), τα μανιτάρια του γένους Aspergillus χρησιμοποιούνται για την παραγωγή κιτρικού οξέος και πολλών ενζυμικών παρασκευασμάτων.

Ακτινομύκητες- μικροοργανισμοί που έχουν χαρακτηριστικά τόσο βακτηρίων όσο και μυκήτων. Στη δομή και τις βιοχημικές ιδιότητες, οι ακτινομύκητες είναι παρόμοιοι με τα βακτήρια και όσον αφορά τη φύση της αναπαραγωγής και την ικανότητα σχηματισμού υφών και μυκηλίων, είναι παρόμοια με τα μανιτάρια.

Ρύζι. 2. Τύποι μυκήτων μούχλας: 1 - peniillium; 2- Ασπεργίλλος; 3 - mukor.

Μαγιά

Μαγιά- μονοκύτταροι ακίνητοι μικροοργανισμοί με μέγεθος όχι μεγαλύτερο από 10-15 μικρά. Το σχήμα του κυττάρου ζυμομύκητα είναι συχνά στρογγυλό ή ωοειδές, λιγότερο συχνά σε σχήμα ράβδου, σε σχήμα δρεπανιού ή σε σχήμα λεμονιού. Τα κύτταρα της ζύμης είναι παρόμοια στη δομή με τα μανιτάρια· έχουν επίσης πυρήνα και κενοτόπια. Η μαγιά αναπαράγεται με εκβλάστηση, σχάση ή σπόρια.

Οι ζύμες είναι ευρέως διαδεδομένες στη φύση, μπορούν να βρεθούν στο έδαφος και στα φυτά, σε προϊόντα διατροφής και σε διάφορα βιομηχανικά απόβλητα που περιέχουν σάκχαρα. Η ανάπτυξη μαγιάς σε προϊόντα διατροφής μπορεί να οδηγήσει σε αλλοίωση, προκαλώντας ζύμωση ή ξίνισμα. Μερικοί τύποι μαγιάς έχουν την ικανότητα να μετατρέπουν τη ζάχαρη σε αιθυλική αλκοόλη και διοξείδιο του άνθρακα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται αλκοολική ζύμωση και χρησιμοποιείται ευρέως στις βιομηχανίες τροφίμων και κρασιού.

Μερικοί τύποι ζύμης candida προκαλούν μια ανθρώπινη ασθένεια που ονομάζεται καντιντίαση.

ΒΑΚΤΗΡΙΑ
μια μεγάλη ομάδα μονοκύτταρων μικροοργανισμών που χαρακτηρίζεται από την απουσία ενός κυτταρικού πυρήνα που περιβάλλεται από μια μεμβράνη. Ταυτόχρονα, το γενετικό υλικό του βακτηρίου (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ, ή DNA) καταλαμβάνει μια πολύ συγκεκριμένη θέση στο κύτταρο - μια ζώνη που ονομάζεται νουκλεοειδές. Οι οργανισμοί με μια τέτοια κυτταρική δομή ονομάζονται προκαρυώτες ("προπυρηνικοί"), σε αντίθεση με όλους τους άλλους - ευκαρυώτες ("αληθινοί πυρηνικοί"), των οποίων το DNA βρίσκεται στον πυρήνα που περιβάλλεται από ένα κέλυφος. Τα βακτήρια, που παλαιότερα θεωρούνταν μικροσκοπικά φυτά, ταξινομούνται τώρα στο ανεξάρτητο βασίλειο Monera - ένα από τα πέντε στο τρέχον σύστημα ταξινόμησης, μαζί με φυτά, ζώα, μύκητες και πρωτίστες.

Απολιθώματα. Τα βακτήρια είναι πιθανώς η παλαιότερη γνωστή ομάδα οργανισμών. Πολυεπίπεδες λιθοδομές - στρωματόλιθοι - χρονολογούνται σε ορισμένες περιπτώσεις στις αρχές του Αρχαιοζωικού (Αρχείου), δηλ. προέκυψε πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, - το αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας των βακτηρίων, συνήθως φωτοσύνθεσης, το λεγόμενο. γαλαζοπράσινα φύκια. Παρόμοιες δομές (βακτηριακές μεμβράνες εμποτισμένες με ανθρακικά) σχηματίζονται ακόμη και σήμερα, κυρίως στις ακτές της Αυστραλίας, στις Μπαχάμες, στην Καλιφόρνια και στον Περσικό Κόλπο, αλλά είναι σχετικά σπάνιες και δεν φτάνουν σε μεγάλα μεγέθη, επειδή φυτοφάγοι οργανισμοί, όπως τα γαστερόποδα , τρέφονται με αυτά. Σήμερα, οι στρωματόλιθοι αναπτύσσονται κυρίως όπου αυτά τα ζώα απουσιάζουν λόγω της υψηλής αλατότητας του νερού ή για άλλους λόγους, αλλά πριν από την εμφάνιση φυτοφάγων μορφών κατά την εξέλιξη, μπορούσαν να φτάσουν σε τεράστια μεγέθη, αποτελώντας ουσιαστικό στοιχείο των ρηχών ωκεανών, συγκρίσιμο με το σύγχρονο οι κοραλλιογενείς ύφαλοι. Σε ορισμένους αρχαίους βράχους, έχουν βρεθεί μικροσκοπικές απανθρακωμένες σφαίρες, οι οποίες πιστεύεται επίσης ότι είναι υπολείμματα βακτηρίων. Τα πρώτα πυρηνικά, δηλ. ευκαρυωτικά, κύτταρα εξελίχθηκαν από βακτήρια περίπου πριν από 1,4 δισεκατομμύρια χρόνια.
Οικολογία.Τα βακτήρια είναι άφθονα στο έδαφος, στον πυθμένα των λιμνών και των ωκεανών - οπουδήποτε συσσωρεύεται οργανική ύλη. Ζουν στο κρύο, όταν το θερμόμετρο είναι ακριβώς πάνω από το μηδέν, και σε θερμές όξινες πηγές με θερμοκρασίες πάνω από 90 ° C. Ορισμένα βακτήρια ανέχονται πολύ υψηλή αλατότητα. συγκεκριμένα, είναι οι μόνοι οργανισμοί που βρέθηκαν στη Νεκρά Θάλασσα. Στην ατμόσφαιρα, υπάρχουν σε σταγονίδια νερού και η αφθονία τους εκεί συνήθως συσχετίζεται με τη σκόνη του αέρα. Έτσι, στις πόλεις, το νερό της βροχής περιέχει πολύ περισσότερα βακτήρια από ό,τι στις αγροτικές περιοχές. Υπάρχουν λίγα από αυτά στον κρύο αέρα των ψηλών βουνών και των πολικών περιοχών, ωστόσο, βρίσκονται ακόμη και στο κατώτερο στρώμα της στρατόσφαιρας σε υψόμετρο 8 km. Το πεπτικό σύστημα των ζώων είναι πυκνοκατοικημένο με βακτήρια (συνήθως αβλαβή). Πειράματα έδειξαν ότι δεν είναι απαραίτητα για τη ζωή των περισσότερων ειδών, αν και μπορούν να συνθέσουν κάποιες βιταμίνες. Ωστόσο, στα μηρυκαστικά (αγελάδες, αντιλόπες, πρόβατα) και σε πολλούς τερμίτες, συμμετέχουν στην πέψη της φυτικής τροφής. Επιπλέον, το ανοσοποιητικό σύστημα ενός ζώου που εκτρέφεται υπό στείρες συνθήκες δεν αναπτύσσεται κανονικά λόγω έλλειψης βακτηριακής διέγερσης. Η φυσιολογική βακτηριακή χλωρίδα των εντέρων είναι επίσης σημαντική για την καταστολή των επιβλαβών μικροοργανισμών που εισέρχονται εκεί.

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΖΩΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ

Τα βακτήρια είναι πολύ μικρότερα από τα κύτταρα των πολυκύτταρων φυτών και ζώων. Το πάχος τους είναι συνήθως 0,5-2,0 μικρά και το μήκος τους είναι 1,0-8,0 μικρά. Ορισμένες μορφές είναι ελάχιστα ορατές στην ανάλυση τυπικών μικροσκοπίων φωτός (περίπου 0,3 μικρά), αλλά είναι επίσης γνωστά είδη με μήκος μεγαλύτερο από 10 μικρά και πλάτος που υπερβαίνει επίσης τα καθορισμένα όρια, ενώ ένας αριθμός πολύ λεπτών βακτηρίων μπορεί να υπερβαίνει τα 50 μικρά σε μήκος. Στην επιφάνεια που αντιστοιχεί στο σημείο που σημειώνεται με μολύβι, θα χωρέσουν ένα τέταρτο του εκατομμυρίου μεσαίου μεγέθους εκπρόσωποι αυτού του βασιλείου.
Δομή.Με βάση τα μορφολογικά τους χαρακτηριστικά, διακρίνονται οι ακόλουθες ομάδες βακτηρίων: κόκκοι (λιγότερο ή περισσότερο σφαιρικοί), βάκιλλοι (ράβδοι ή κύλινδροι με στρογγυλεμένες άκρες), σπιρίλιες (άκαμπτες σπείρες) και σπειροχαίτες (λεπτές και εύκαμπτες μορφές που μοιάζουν με τρίχες). Μερικοί συγγραφείς τείνουν να συνδυάζουν τις δύο τελευταίες ομάδες σε μία - σπιρίλα. Οι προκαρυώτες διαφέρουν από τους ευκαρυώτες κυρίως λόγω της απουσίας σχηματισμένου πυρήνα και της τυπικής παρουσίας ενός μόνο χρωμοσώματος - ενός πολύ μεγάλου κυκλικού μορίου DNA που συνδέεται σε ένα σημείο στην κυτταρική μεμβράνη. Οι προκαρυώτες επίσης δεν έχουν ενδοκυτταρικά οργανίδια που καλύπτονται από τη μεμβράνη που ονομάζονται μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες. Στους ευκαρυώτες, τα μιτοχόνδρια παράγουν ενέργεια κατά την αναπνοή και η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα στους χλωροπλάστες (βλ. επίσης ΚΥΤΤΑΡΟ). Στους προκαρυώτες, ολόκληρο το κύτταρο (και κυρίως η κυτταρική μεμβράνη) αναλαμβάνει τη λειτουργία μιτοχονδρίου και σε φωτοσυνθετικές μορφές αναλαμβάνει επίσης τη λειτουργία ενός χλωροπλάστη. Όπως και οι ευκαρυώτες, μέσα στα βακτήρια υπάρχουν μικρές δομές νουκλεοπρωτεϊνών - ριβοσώματα, απαραίτητες για τη σύνθεση πρωτεϊνών, αλλά δεν συνδέονται με καμία μεμβράνη. Με ελάχιστες εξαιρέσεις, τα βακτήρια δεν είναι σε θέση να συνθέσουν στερόλες, σημαντικά συστατικά των μεμβρανών των ευκαρυωτικών κυττάρων. Έξω από την κυτταρική μεμβράνη, τα περισσότερα βακτήρια καλύπτονται με ένα κυτταρικό τοίχωμα, που θυμίζει κάπως το τοίχωμα κυτταρίνης των φυτικών κυττάρων, αλλά αποτελείται από άλλα πολυμερή (περιλαμβάνουν όχι μόνο υδατάνθρακες, αλλά και αμινοξέα και ειδικές για βακτήρια ουσίες). Αυτή η μεμβράνη εμποδίζει το βακτηριακό κύτταρο να σκάσει όταν το νερό εισέρχεται σε αυτό μέσω όσμωσης. Στην κορυφή του κυτταρικού τοιχώματος βρίσκεται συχνά μια προστατευτική βλεννώδης κάψουλα. Πολλά βακτήρια είναι εξοπλισμένα με μαστίγια, με τα οποία κολυμπούν ενεργά. Τα βακτηριακά μαστίγια είναι δομημένα πιο απλά και κάπως διαφορετικά από παρόμοιες δομές ευκαρυωτών.

«ΤΥΠΙΚΟ» ΒΑΚΤΗΡΙΑΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟκαι τις βασικές του δομές.

Αισθητηριακές λειτουργίες και συμπεριφορά.Πολλά βακτήρια έχουν χημικούς υποδοχείς που ανιχνεύουν αλλαγές στην οξύτητα του περιβάλλοντος και τη συγκέντρωση διαφόρων ουσιών, όπως σάκχαρα, αμινοξέα, οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα. Κάθε ουσία έχει τον δικό της τύπο τέτοιων υποδοχέων «γεύσης» και η απώλεια ενός από αυτούς ως αποτέλεσμα μετάλλαξης οδηγεί σε μερική «γευστική τύφλωση». Πολλά κινητικά βακτήρια ανταποκρίνονται επίσης στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και τα φωτοσυνθετικά είδη ανταποκρίνονται σε αλλαγές στην ένταση του φωτός. Ορισμένα βακτήρια αντιλαμβάνονται την κατεύθυνση των γραμμών του μαγνητικού πεδίου, συμπεριλαμβανομένου του μαγνητικού πεδίου της Γης, με τη βοήθεια σωματιδίων μαγνητίτη (μαγνητικό σιδηρομετάλλευμα - Fe3O4) που υπάρχουν στα κύτταρά τους. Στο νερό, τα βακτήρια χρησιμοποιούν αυτή την ικανότητα για να κολυμπήσουν κατά μήκος των γραμμών δύναμης αναζητώντας ένα ευνοϊκό περιβάλλον. Τα εξαρτημένα αντανακλαστικά στα βακτήρια είναι άγνωστα, αλλά έχουν ένα ορισμένο είδος πρωτόγονης μνήμης. Ενώ κολυμπούν, συγκρίνουν την αντιληπτή ένταση του ερεθίσματος με την προηγούμενη τιμή του, δηλ. προσδιορίστε εάν έχει γίνει μεγαλύτερο ή μικρότερο και, με βάση αυτό, διατηρήστε την κατεύθυνση κίνησης ή αλλάξτε την.
Αναπαραγωγή και γενετική.Τα βακτήρια αναπαράγονται ασεξουαλικά: το DNA στο κύτταρο τους αντιγράφεται (διπλασιάζεται), το κύτταρο διαιρείται στα δύο και κάθε θυγατρικό κύτταρο λαμβάνει ένα αντίγραφο του γονικού DNA. Το βακτηριακό DNA μπορεί επίσης να μεταφερθεί μεταξύ μη διαιρούμενων κυττάρων. Ταυτόχρονα, η σύντηξή τους (όπως στους ευκαρυώτες) δεν συμβαίνει, ο αριθμός των ατόμων δεν αυξάνεται και συνήθως μόνο ένα μικρό μέρος του γονιδιώματος (το πλήρες σύνολο των γονιδίων) μεταφέρεται σε άλλο κύτταρο, σε αντίθεση με το «πραγματική» σεξουαλική διαδικασία, κατά την οποία ο απόγονος λαμβάνει ένα πλήρες σύνολο γονιδίων από κάθε γονέα. Αυτή η μεταφορά DNA μπορεί να συμβεί με τρεις τρόπους. Κατά τη διάρκεια του μετασχηματισμού, το βακτήριο απορροφά «γυμνό» DNA από το περιβάλλον, το οποίο έφτασε εκεί κατά την καταστροφή άλλων βακτηρίων ή σκόπιμα «γλίστρησε» από τον πειραματιστή. Η διαδικασία ονομάζεται μετασχηματισμός επειδή στα πρώτα στάδια της μελέτης της η κύρια προσοχή δόθηκε στη μετατροπή (μετατροπή) των αβλαβών οργανισμών σε λοιμογόνους με αυτόν τον τρόπο. Θραύσματα DNA μπορούν επίσης να μεταφερθούν από βακτήρια σε βακτήρια με ειδικούς ιούς - βακτηριοφάγους. Αυτό ονομάζεται μεταγωγή. Είναι επίσης γνωστή μια διαδικασία που θυμίζει γονιμοποίηση και ονομάζεται σύζευξη: τα βακτήρια συνδέονται μεταξύ τους με προσωρινές σωληναριακές προεξοχές (συσσωρευτικοί κροσσοί), μέσω των οποίων το DNA περνά από ένα «αρσενικό» κύτταρο σε ένα «θηλυκό». Μερικές φορές τα βακτήρια περιέχουν πολύ μικρά πρόσθετα χρωμοσώματα - πλασμίδια, τα οποία μπορούν επίσης να μεταφερθούν από άτομο σε άτομο. Εάν τα πλασμίδια περιέχουν γονίδια που προκαλούν αντίσταση στα αντιβιοτικά, μιλούν για λοιμώδη αντίσταση. Είναι σημαντικό από ιατρικής άποψης γιατί μπορεί να εξαπλωθεί μεταξύ διαφορετικών ειδών, ακόμη και γενών βακτηρίων, με αποτέλεσμα ολόκληρη η βακτηριακή χλωρίδα, ας πούμε, των εντέρων να γίνεται ανθεκτική στη δράση ορισμένων φαρμάκων.

ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

Εν μέρει λόγω του μικρού μεγέθους των βακτηρίων, ο μεταβολικός ρυθμός τους είναι πολύ υψηλότερος από αυτόν των ευκαρυωτών. Κάτω από τις πιο ευνοϊκές συνθήκες, ορισμένα βακτήρια μπορούν να διπλασιάσουν τη συνολική μάζα και τον αριθμό τους περίπου κάθε 20 λεπτά. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι ορισμένα από τα πιο σημαντικά ενζυμικά τους συστήματα λειτουργούν με πολύ υψηλή ταχύτητα. Έτσι, ένα κουνέλι χρειάζεται λίγα λεπτά για να συνθέσει ένα μόριο πρωτεΐνης, ενώ τα βακτήρια χρειάζονται δευτερόλεπτα. Ωστόσο, σε ένα φυσικό περιβάλλον, για παράδειγμα στο έδαφος, τα περισσότερα βακτήρια είναι «σε δίαιτα λιμοκτονίας», οπότε αν τα κύτταρά τους διαιρούνται, δεν είναι κάθε 20 λεπτά, αλλά μία φορά κάθε λίγες μέρες.
Θρέψη.Τα βακτήρια είναι αυτότροφα και ετερότροφα. Τα αυτότροφα («αυτοτρέφονται») δεν χρειάζονται ουσίες που παράγονται από άλλους οργανισμούς. Χρησιμοποιούν το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) ως κύρια ή μοναδική πηγή άνθρακα. Ενσωματώνοντας CO2 και άλλες ανόργανες ουσίες, ιδιαίτερα την αμμωνία (NH3), τα νιτρικά (NO-3) και διάφορες θειούχες ενώσεις, σε πολύπλοκες χημικές αντιδράσεις, συνθέτουν όλα τα βιοχημικά προϊόντα που χρειάζονται. Τα ετερότροφα («τρέφονται με άλλους») χρησιμοποιούν οργανικές (που περιέχουν άνθρακα) ουσίες που συντίθενται από άλλους οργανισμούς, ιδίως σάκχαρα, ως κύρια πηγή άνθρακα (ορισμένα είδη χρειάζονται επίσης CO2). Όταν οξειδώνονται, αυτές οι ενώσεις παρέχουν ενέργεια και μόρια απαραίτητα για την ανάπτυξη και τη λειτουργία των κυττάρων. Υπό αυτή την έννοια, τα ετερότροφα βακτήρια, που περιλαμβάνουν τη συντριπτική πλειοψηφία των προκαρυωτικών, είναι παρόμοια με τους ανθρώπους.
Κύριες πηγές ενέργειας.Εάν χρησιμοποιείται κυρίως φωτεινή ενέργεια (φωτόνια) για το σχηματισμό (σύνθεση) κυτταρικών συστατικών, τότε η διαδικασία ονομάζεται φωτοσύνθεση και τα είδη που είναι ικανά για αυτήν ονομάζονται φωτότροφα. Τα φωτοτροφικά βακτήρια χωρίζονται σε φωτοετερότροφα και φωτοαυτοτροφικά ανάλογα με το ποιες ενώσεις - οργανικές ή ανόργανες - χρησιμεύουν ως κύρια πηγή άνθρακα. Τα φωτοαυτοτροφικά κυανοβακτήρια (γαλαζοπράσινα φύκια), όπως τα πράσινα φυτά, διασπούν τα μόρια του νερού (H2O) χρησιμοποιώντας φωτεινή ενέργεια. Αυτό απελευθερώνει ελεύθερο οξυγόνο (1/2O2) και παράγει υδρογόνο (2H+), το οποίο μπορούμε να πούμε ότι μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) σε υδατάνθρακες. Τα πράσινα και μοβ βακτήρια θείου χρησιμοποιούν φωτεινή ενέργεια για να διασπάσουν άλλα ανόργανα μόρια, όπως το υδρόθειο (H2S), αντί του νερού. Το αποτέλεσμα παράγει επίσης υδρογόνο, το οποίο μειώνει το διοξείδιο του άνθρακα, αλλά δεν απελευθερώνεται οξυγόνο. Αυτός ο τύπος φωτοσύνθεσης ονομάζεται ανοξυγονικός. Τα φωτοετερότροφα βακτήρια, όπως τα μωβ μη θειούχα βακτήρια, χρησιμοποιούν φωτεινή ενέργεια για να παράγουν υδρογόνο από οργανικές ουσίες, ιδίως ισοπροπανόλη, αλλά η πηγή τους μπορεί επίσης να είναι αέριο Η2. Εάν η κύρια πηγή ενέργειας στο κύτταρο είναι η οξείδωση των χημικών ουσιών, τα βακτήρια ονομάζονται χημειοετερότροφα ή χημειοαυτοτροφικά, ανάλογα με το αν τα μόρια χρησιμεύουν ως η κύρια πηγή άνθρακα - οργανικός ή ανόργανος. Για τους πρώτους, η οργανική ύλη παρέχει τόσο ενέργεια όσο και άνθρακα. Τα χημειοαυτοτροφικά παίρνουν ενέργεια από την οξείδωση ανόργανων ουσιών, όπως το υδρογόνο (στο νερό: 2H4 + O2 έως 2H2O), ο σίδηρος (Fe2+ έως Fe3+) ή το θείο (2S + 3O2 + 2H2O έως 2SO42- + 4H+) και ο άνθρακας από το CO2. Αυτοί οι οργανισμοί ονομάζονται επίσης χημειολιθότροφοι, τονίζοντας έτσι ότι «τρέφονται» με βράχους.
Αναπνοή.Η κυτταρική αναπνοή είναι η διαδικασία απελευθέρωσης χημικής ενέργειας που αποθηκεύεται σε μόρια «τροφής» για περαιτέρω χρήση σε ζωτικές αντιδράσεις. Η αναπνοή μπορεί να είναι αερόβια και αναερόβια. Στην πρώτη περίπτωση, απαιτεί οξυγόνο. Χρειάζεται για το έργο του λεγόμενου. Σύστημα μεταφοράς ηλεκτρονίων: τα ηλεκτρόνια μετακινούνται από το ένα μόριο στο άλλο (απελευθερώνεται ενέργεια) και τελικά ενώνουν το οξυγόνο μαζί με τα ιόντα υδρογόνου - σχηματίζεται νερό. Οι αναερόβιοι οργανισμοί δεν χρειάζονται οξυγόνο και για ορισμένα είδη αυτής της ομάδας είναι ακόμη και δηλητηριώδες. Τα ηλεκτρόνια που απελευθερώνονται κατά την αναπνοή συνδέονται με άλλους ανόργανους δέκτες, όπως νιτρικά, θειικά ή ανθρακικά, ή (σε μια μορφή τέτοιας αναπνοής - ζύμωσης) σε ένα συγκεκριμένο οργανικό μόριο, ιδιαίτερα τη γλυκόζη. Δείτε επίσης ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ.

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ

Στους περισσότερους οργανισμούς, ένα είδος θεωρείται μια αναπαραγωγικά απομονωμένη ομάδα ατόμων. Με την ευρεία έννοια, αυτό σημαίνει ότι οι εκπρόσωποι ενός συγκεκριμένου είδους μπορούν να παράγουν γόνιμους απογόνους ζευγαρώνοντας μόνο με το δικό τους είδος, αλλά όχι με άτομα άλλων ειδών. Έτσι, τα γονίδια ενός συγκεκριμένου είδους, κατά κανόνα, δεν εκτείνονται πέρα ​​από τα όριά του. Ωστόσο, στα βακτήρια, η ανταλλαγή γονιδίων μπορεί να συμβεί μεταξύ ατόμων όχι μόνο διαφορετικών ειδών, αλλά και διαφορετικών γενών, επομένως δεν είναι απολύτως σαφές εάν είναι θεμιτό να εφαρμόζονται εδώ οι συνήθεις έννοιες της εξελικτικής προέλευσης και της συγγένειας. Λόγω αυτής και άλλων δυσκολιών, δεν υπάρχει ακόμη γενικά αποδεκτή ταξινόμηση των βακτηρίων. Παρακάτω είναι μια από τις ευρέως χρησιμοποιούμενες παραλλαγές.
ΒΑΣΙΛΕΙΟ ΤΗΣ ΜΟΝΕΡΑ

Phylum Gracilicutes (λεπτό τοίχωμα αρνητικά κατά Gram βακτήρια)

Κατηγορία Scotobacteria (μη φωτοσυνθετικές μορφές, όπως μυξοβακτήρια) Κατηγορία Anoxyphotobacteria (φωτοσυνθετικές μορφές που δεν παράγουν οξυγόνο, όπως βακτήρια μωβ θείου) Κατηγορία Oxyphotobacteria (φωτοσυνθετικές μορφές που παράγουν οξυγόνο, όπως cyano)

Phylum Firmicutes (παχύ τοιχώματα θετικά κατά Gram βακτήρια)

Κατηγορία Firmibacteria (σκληρόκυτταρικές μορφές, όπως κλωστρίδια)
Κατηγορία Thallobacteria (διακλαδισμένες μορφές, π.χ. ακτινομύκητες)

Phylum Tenericutes (Gram-αρνητικά βακτήρια χωρίς κυτταρικό τοίχωμα)

Κατηγορία Mollicutes (μορφές με μαλακά κύτταρα, όπως μυκόπλασμα)

Phylum Mendosicutes (βακτήρια με ελαττωματικά κυτταρικά τοιχώματα)

Κατηγορία Αρχαιβακτηρίων (αρχαίες μορφές, π.χ. σχηματισμός μεθανίου)

Τομείς.Πρόσφατες βιοχημικές μελέτες έδειξαν ότι όλοι οι προκαρυώτες χωρίζονται ξεκάθαρα σε δύο κατηγορίες: μια μικρή ομάδα αρχαιβακτηρίων (Archaebacteria - «αρχαία βακτήρια») και όλα τα υπόλοιπα, που ονομάζονται ευβακτήρια (Eubacteria - «αληθινά βακτήρια»). Πιστεύεται ότι τα αρχαιοβακτήρια, σε σύγκριση με τα ευβακτήρια, είναι πιο πρωτόγονα και πιο κοντά στον κοινό πρόγονο των προκαρυωτών και των ευκαρυωτών. Διαφέρουν από άλλα βακτήρια σε πολλά σημαντικά χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένης της σύνθεσης μορίων ριβοσωμικού RNA (rRNA) που εμπλέκονται στη σύνθεση πρωτεϊνών, τη χημική δομή των λιπιδίων (ουσιών που μοιάζουν με λίπος) και την παρουσία στο κυτταρικό τοίχωμα ορισμένων άλλων ουσιών αντί του πρωτεΐνη-υδατάνθρακα πολυμερές μουρεΐνη. Στο παραπάνω σύστημα ταξινόμησης, τα αρχαιβακτήρια θεωρούνται μόνο ένας από τους τύπους του ίδιου βασιλείου, που ενώνει όλα τα ευβακτήρια. Ωστόσο, σύμφωνα με ορισμένους βιολόγους, οι διαφορές μεταξύ των αρχαιβακτηρίων και των ευβακτηρίων είναι τόσο βαθιές που είναι πιο σωστό να θεωρήσουμε τα αρχαιοβακτήρια εντός του Monera ως ένα ειδικό υποβασίλειο. Πρόσφατα εμφανίστηκε μια ακόμη πιο ριζοσπαστική πρόταση. Η μοριακή ανάλυση έχει αποκαλύψει τόσο σημαντικές διαφορές στη δομή των γονιδίων μεταξύ αυτών των δύο ομάδων προκαρυωτικών που ορισμένοι θεωρούν την παρουσία τους στο ίδιο βασίλειο οργανισμών παράλογη. Από αυτή την άποψη, προτείνεται να δημιουργηθεί μια ταξινομική κατηγορία (ταξόνιο) ακόμη υψηλότερης βαθμίδας, αποκαλώντας την περιοχή, και να διαιρεθούν όλα τα έμβια όντα σε τρεις τομείς - Eucarya (ευκαρυώτες), Archaea (αρχαιβακτήρια) και βακτήρια (σημερινά ευβακτήρια). .

ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ

Οι δύο πιο σημαντικές οικολογικές λειτουργίες των βακτηρίων είναι η δέσμευση του αζώτου και η ανοργανοποίηση των οργανικών υπολειμμάτων.
Στερέωση αζώτου.Η δέσμευση του μοριακού αζώτου (N2) για το σχηματισμό αμμωνίας (NH3) ονομάζεται αζωτοδέσμευση και η οξείδωση του τελευταίου σε νιτρώδη (NO-2) και νιτρικά (NO-3) ονομάζεται νιτροποίηση. Αυτές είναι ζωτικές διαδικασίες για τη βιόσφαιρα, καθώς τα φυτά χρειάζονται άζωτο, αλλά μπορούν να απορροφήσουν μόνο τις δεσμευμένες μορφές του. Επί του παρόντος, περίπου το 90% (περίπου 90 εκατομμύρια τόνοι) της ετήσιας ποσότητας αυτού του «σταθερού» αζώτου παρέχεται από βακτήρια. Το υπόλοιπο παράγεται από χημικά εργοστάσια ή εμφανίζεται κατά τη διάρκεια κεραυνών. Άζωτο στον αέρα, το οποίο είναι περίπου. Το 80% της ατμόσφαιρας δεσμεύεται κυρίως από το αρνητικό κατά gram γένος Rhizobium και τα κυανοβακτήρια. Τα είδη Rhizobium εισέρχονται σε συμβίωση με περίπου 14.000 είδη ψυχανθών (οικογένεια Leguminosae), τα οποία περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, τριφύλλι, μηδική, σόγια και μπιζέλια. Αυτά τα βακτήρια ζουν στο λεγόμενο. οζίδια - οιδήματα που σχηματίζονται στις ρίζες παρουσία τους. Τα βακτήρια λαμβάνουν οργανικές ουσίες (θρέψη) από το φυτό και σε αντάλλαγμα παρέχουν στον ξενιστή σταθερό άζωτο. Κατά τη διάρκεια ενός έτους, καθορίζονται με αυτόν τον τρόπο έως και 225 kg αζώτου ανά εκτάριο. Τα μη οσπριανά φυτά, όπως η σκλήθρα, εισέρχονται επίσης σε συμβίωση με άλλα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο. Τα κυανοβακτήρια φωτοσυνθέτουν, όπως τα πράσινα φυτά, απελευθερώνοντας οξυγόνο. Πολλά από αυτά είναι επίσης ικανά να δεσμεύουν το ατμοσφαιρικό άζωτο, το οποίο στη συνέχεια καταναλώνεται από τα φυτά και τελικά τα ζώα. Αυτοί οι προκαρυώτες χρησιμεύουν ως σημαντική πηγή σταθερού αζώτου στο έδαφος γενικά και στους ορυζώνες στην Ανατολή ειδικότερα, καθώς και ως κύριος προμηθευτής του για τα ωκεάνια οικοσυστήματα.
Ορυκτοποίηση.Αυτό είναι το όνομα που δίνεται στην αποσύνθεση των οργανικών υπολειμμάτων σε διοξείδιο του άνθρακα (CO2), νερό (H2O) και μεταλλικά άλατα. Από χημική άποψη, αυτή η διαδικασία είναι ισοδύναμη με την καύση, επομένως απαιτεί μεγάλες ποσότητες οξυγόνου. Το ανώτερο στρώμα του εδάφους περιέχει από 100.000 έως 1 δισεκατομμύριο βακτήρια ανά 1 g, δηλ. περίπου 2 τόνοι ανά εκτάριο. Τυπικά, όλα τα οργανικά υπολείμματα, όταν βρίσκονται στο έδαφος, οξειδώνονται γρήγορα από βακτήρια και μύκητες. Πιο ανθεκτική στην αποσύνθεση είναι μια καφετιά οργανική ουσία που ονομάζεται χουμικό οξύ, η οποία σχηματίζεται κυρίως από τη λιγνίνη που περιέχεται στο ξύλο. Συσσωρεύεται στο έδαφος και βελτιώνει τις ιδιότητές του.

ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ

Δεδομένης της ποικιλίας των χημικών αντιδράσεων που καταλύουν τα βακτήρια, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στην κατασκευή, σε ορισμένες περιπτώσεις από την αρχαιότητα. Οι προκαρυώτες μοιράζονται τη δόξα τέτοιων μικροσκοπικών ανθρώπινων βοηθών με μύκητες, κυρίως μαγιά, που παρέχουν τις περισσότερες από τις διαδικασίες αλκοολικής ζύμωσης, για παράδειγμα, στην παραγωγή κρασιού και μπύρας. Τώρα που κατέστη δυνατή η εισαγωγή χρήσιμων γονιδίων στα βακτήρια, προκαλώντας τη σύνθεση πολύτιμων ουσιών όπως η ινσουλίνη, η βιομηχανική εφαρμογή αυτών των ζωντανών εργαστηρίων έχει λάβει ένα νέο ισχυρό κίνητρο. Δείτε επίσης ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ.
Βιομηχανία τροφίμων.Επί του παρόντος, τα βακτήρια χρησιμοποιούνται από αυτή τη βιομηχανία κυρίως για την παραγωγή τυριών, άλλων γαλακτοκομικών προϊόντων που έχουν υποστεί ζύμωση και ξιδιού. Οι κύριες χημικές αντιδράσεις εδώ είναι ο σχηματισμός οξέων. Έτσι, όταν παράγουν ξύδι, τα βακτήρια του γένους Acetobacter οξειδώνουν την αιθυλική αλκοόλη που περιέχεται στον μηλίτη ή άλλα υγρά σε οξικό οξύ. Παρόμοιες διαδικασίες συμβαίνουν όταν το λάχανο είναι ξινολάχανο: τα αναερόβια βακτήρια ζυμώνουν τα σάκχαρα που περιέχονται στα φύλλα αυτού του φυτού σε γαλακτικό οξύ, καθώς και οξικό οξύ και διάφορες αλκοόλες.
Έκπλυση μεταλλεύματος.Τα βακτήρια χρησιμοποιούνται για την έκπλυση μεταλλευμάτων χαμηλής ποιότητας, δηλ. μετατρέποντάς τα σε διάλυμα αλάτων πολύτιμων μετάλλων, κυρίως χαλκού (Cu) και ουρανίου (U). Ένα παράδειγμα είναι η επεξεργασία του χαλκοπυρίτη, ή του χαλκοπυρίτη (CuFeS2). Οι σωροί αυτού του μεταλλεύματος ποτίζονται περιοδικά με νερό, το οποίο περιέχει χημειολιθοτροφικά βακτήρια του γένους Thiobacillus. Κατά τη διάρκεια της ζωής τους, οξειδώνουν το θείο (S), σχηματίζοντας διαλυτά θειικά άλατα χαλκού και σιδήρου: CuFeS2 + 4O2 σε CuSO4 + FeSO4. Τέτοιες τεχνολογίες απλοποιούν σε μεγάλο βαθμό την εξόρυξη πολύτιμων μετάλλων από μεταλλεύματα. κατ 'αρχήν, είναι ισοδύναμες με τις διεργασίες που συμβαίνουν στη φύση κατά τη διάβρωση των πετρωμάτων.
Ανακύκλωση.Τα βακτήρια χρησιμεύουν επίσης για τη μετατροπή των απορριμμάτων, όπως τα λύματα, σε λιγότερο επικίνδυνα ή ακόμη και χρήσιμα προϊόντα. Τα λύματα είναι ένα από τα πιο πιεστικά προβλήματα της σύγχρονης ανθρωπότητας. Η πλήρης ανοργανοποίησή τους απαιτεί τεράστιες ποσότητες οξυγόνου και σε συνηθισμένες δεξαμενές όπου συνηθίζεται να απορρίπτονται αυτά τα απόβλητα, δεν υπάρχει πλέον αρκετό οξυγόνο για να τα «εξουδετερώσει». Η λύση βρίσκεται στον πρόσθετο αερισμό των λυμάτων σε ειδικές δεξαμενές (δεξαμενές αερισμού): ως αποτέλεσμα, τα βακτήρια ανοργανοποίησης έχουν αρκετό οξυγόνο για να αποσυνθέσουν πλήρως την οργανική ύλη και στις πιο ευνοϊκές περιπτώσεις, το πόσιμο νερό γίνεται ένα από τα τελικά προϊόντα της διαδικασίας. Το αδιάλυτο ίζημα που παραμένει στην πορεία μπορεί να υποβληθεί σε αναερόβια ζύμωση. Για να διασφαλιστεί ότι τέτοιες μονάδες επεξεργασίας νερού καταλαμβάνουν όσο το δυνατόν λιγότερο χώρο και χρήματα, είναι απαραίτητη η καλή γνώση της βακτηριολογίας.
Άλλες χρήσεις.Άλλοι σημαντικοί τομείς βιομηχανικής εφαρμογής βακτηρίων περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, τον λοβό λίνου, δηλ. ο διαχωρισμός των κλωστικών ινών του από άλλα μέρη του φυτού, καθώς και η παραγωγή αντιβιοτικών, ιδίως στρεπτομυκίνης (βακτήρια του γένους Streptomyces).

ΚΑΤΑΠΟΛΕΜΗΣΗ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ ΣΤΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ

Τα βακτήρια δεν είναι μόνο ωφέλιμα. Η καταπολέμηση της μαζικής αναπαραγωγής τους, για παράδειγμα σε προϊόντα διατροφής ή στα συστήματα νερού των εργοστασίων χαρτοπολτού και χαρτιού, έχει γίνει ένας ολόκληρος τομέας δραστηριότητας. Το φαγητό χαλάει υπό την επίδραση βακτηρίων, μυκήτων και των δικών του ενζύμων που προκαλούν αυτόλυση («αυτοπέψη»), εκτός εάν αδρανοποιηθούν με θερμότητα ή άλλα μέσα. Δεδομένου ότι τα βακτήρια είναι η κύρια αιτία αλλοίωσης, η ανάπτυξη αποτελεσματικών συστημάτων αποθήκευσης τροφίμων απαιτεί γνώση των ορίων ανοχής αυτών των μικροοργανισμών. Μία από τις πιο κοινές τεχνολογίες είναι η παστερίωση του γάλακτος, η οποία σκοτώνει τα βακτήρια που προκαλούν, για παράδειγμα, φυματίωση και βρουκέλλωση. Το γάλα διατηρείται στους 61-63°C για 30 λεπτά ή στους 72-73°C μόνο για 15 δευτερόλεπτα. Αυτό δεν αλλοιώνει τη γεύση του προϊόντος, αλλά απενεργοποιεί τα παθογόνα βακτήρια. Κρασί, μπύρα και χυμοί φρούτων μπορούν επίσης να παστεριωθούν. Τα οφέλη της αποθήκευσης τροφίμων στο κρύο είναι γνωστά εδώ και καιρό. Οι χαμηλές θερμοκρασίες δεν σκοτώνουν τα βακτήρια, αλλά τα εμποδίζουν να αναπτυχθούν και να αναπαραχθούν. Είναι αλήθεια ότι όταν καταψύχονται, για παράδειγμα, στους -25 ° C, ο αριθμός των βακτηρίων μειώνεται μετά από μερικούς μήνες, αλλά ένας μεγάλος αριθμός από αυτούς τους μικροοργανισμούς εξακολουθεί να επιβιώνει. Σε θερμοκρασίες λίγο κάτω από το μηδέν, τα βακτήρια συνεχίζουν να πολλαπλασιάζονται, αλλά πολύ αργά. Οι βιώσιμες καλλιέργειές τους μπορούν να αποθηκευτούν σχεδόν επ' αόριστον μετά από λυοφιλοποίηση (λυοφιλοποίηση) σε μέσο που περιέχει πρωτεΐνη, όπως ορός αίματος. Άλλες γνωστές μέθοδοι αποθήκευσης τροφίμων περιλαμβάνουν το στέγνωμα (ξήρανση και κάπνισμα), την προσθήκη μεγάλων ποσοτήτων αλατιού ή ζάχαρης, που είναι φυσιολογικά ισοδύναμο με αφυδάτωση, και το πάστωμα, δηλ. τοποθετώντας σε πυκνό διάλυμα οξέος. Όταν η οξύτητα του περιβάλλοντος αντιστοιχεί σε pH 4 και κάτω, η ζωτική δραστηριότητα των βακτηρίων συνήθως αναστέλλεται πολύ ή διακόπτεται.

ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΚΑΙ ΑΣΘΕΝΕΙΕΣ

ΜΕΛΕΤΗΣ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ

Πολλά βακτήρια είναι εύκολο να αναπτυχθούν στα λεγόμενα. μέσο καλλιέργειας, το οποίο μπορεί να περιλαμβάνει ζωμό κρέατος, μερικώς χωνεμένη πρωτεΐνη, άλατα, δεξτρόζη, πλήρες αίμα, τον ορό του και άλλα συστατικά. Η συγκέντρωση των βακτηρίων σε τέτοιες συνθήκες συνήθως φτάνει περίπου το ένα δισεκατομμύριο ανά κυβικό εκατοστό, με αποτέλεσμα το περιβάλλον να γίνεται θολό. Για τη μελέτη των βακτηρίων, είναι απαραίτητο να μπορέσουμε να αποκτήσουμε τις καθαρές καλλιέργειές τους, ή τους κλώνους τους, που είναι απόγονοι ενός μόνο κυττάρου. Αυτό είναι απαραίτητο, για παράδειγμα, για να προσδιοριστεί ποιος τύπος βακτηρίων μόλυνε τον ασθενή και σε ποιο αντιβιοτικό είναι ευαίσθητος αυτός ο τύπος. Μικροβιολογικά δείγματα, όπως επιχρίσματα λαιμού ή πληγών, δείγματα αίματος, δείγματα νερού ή άλλα υλικά, αραιώνονται σε μεγάλο βαθμό και εφαρμόζονται στην επιφάνεια ενός ημι-στερεού μέσου, όπου αναπτύσσονται στρογγυλές αποικίες από μεμονωμένα κύτταρα. Ο σκληρυντικός παράγοντας για το μέσο καλλιέργειας είναι συνήθως το άγαρ, ένας πολυσακχαρίτης που λαμβάνεται από ορισμένα φύκια και είναι δύσπεπτος από σχεδόν οποιοδήποτε είδος βακτηρίων. Τα μέσα άγαρ χρησιμοποιούνται με τη μορφή «κοπαδιών», δηλ. κεκλιμένες επιφάνειες που σχηματίζονται σε δοκιμαστικούς σωλήνες που στέκονται σε μεγάλη γωνία όταν στερεοποιείται το τηγμένο μέσο καλλιέργειας ή με τη μορφή λεπτών στρωμάτων σε γυάλινα τρυβλία Petri - επίπεδα στρογγυλά δοχεία, κλειστά με καπάκι του ίδιου σχήματος, αλλά ελαφρώς μεγαλύτερης διαμέτρου. Συνήθως, μέσα σε μια μέρα, το βακτηριακό κύτταρο καταφέρνει να πολλαπλασιαστεί τόσο πολύ ώστε να σχηματίσει μια αποικία που είναι εύκολα ορατή με γυμνό μάτι. Μπορεί να μεταφερθεί σε άλλο περιβάλλον για περαιτέρω μελέτη. Όλα τα μέσα καλλιέργειας πρέπει να είναι αποστειρωμένα πριν αρχίσουν να αναπτύσσονται βακτήρια και στο μέλλον θα πρέπει να λαμβάνονται μέτρα για την αποφυγή της εναπόθεσης ανεπιθύμητων μικροοργανισμών σε αυτά. Για να εξετάσετε τα βακτήρια που αναπτύσσονται με αυτόν τον τρόπο, θερμάνετε ένα λεπτό συρμάτινο βρόχο σε φλόγα, αγγίξτε το πρώτα σε μια αποικία ή κηλίδα και μετά σε μια σταγόνα νερού που εφαρμόστηκε σε μια γυάλινη πλάκα. Έχοντας κατανείμει ομοιόμορφα το ληφθέν υλικό σε αυτό το νερό, το ποτήρι στεγνώνει και περνά γρήγορα πάνω από τη φλόγα του καυστήρα δύο ή τρεις φορές (η πλευρά με τα βακτήρια πρέπει να είναι στραμμένη προς τα επάνω): ως αποτέλεσμα, οι μικροοργανισμοί, χωρίς να καταστραφούν, είναι σταθεροί. προσαρτάται στο υπόστρωμα. Η βαφή στάζει στην επιφάνεια του παρασκευάσματος, στη συνέχεια το ποτήρι πλένεται σε νερό και στεγνώνει ξανά. Τώρα μπορείτε να εξετάσετε το δείγμα κάτω από ένα μικροσκόπιο. Οι καθαρές καλλιέργειες βακτηρίων αναγνωρίζονται κυρίως από τα βιοχημικά τους χαρακτηριστικά, δηλ. προσδιορίστε εάν σχηματίζουν αέριο ή οξέα από ορισμένα σάκχαρα, εάν είναι σε θέση να αφομοιώσουν την πρωτεΐνη (ρευστοποιούν τη ζελατίνη), εάν χρειάζονται οξυγόνο για την ανάπτυξη κ.λπ. Ελέγχουν επίσης αν έχουν λερωθεί με συγκεκριμένες βαφές. Η ευαισθησία σε ορισμένα φάρμακα, όπως τα αντιβιοτικά, μπορεί να προσδιοριστεί τοποθετώντας μικρούς δίσκους διηθητικού χαρτιού εμποτισμένους με αυτές τις ουσίες σε μια επιφάνεια μολυσμένη με βακτήρια. Εάν κάποια χημική ένωση σκοτώνει βακτήρια, σχηματίζεται μια ζώνη απαλλαγμένη από βακτήρια γύρω από τον αντίστοιχο δίσκο.

Εγκυκλοπαίδεια Collier. - Ανοικτή Κοινωνία. 2000 .

Οι μικροοργανισμοί (μικρόβια) είναι μονοκύτταροι οργανισμοί με μέγεθος μικρότερο από 0,1 mm που δεν φαίνονται με γυμνό μάτι. Αυτά περιλαμβάνουν βακτήρια, μικροφύκη, μερικούς κατώτερους νηματώδεις μύκητες, ζυμομύκητες και πρωτόζωα (Εικ. 1). Η μικροβιολογία τα μελετά.

Ρύζι. 1. Μικροβιολογικά αντικείμενα.

Στο Σχ. 2. Μπορείτε να δείτε μερικούς εκπροσώπους μονοκύτταρων πρωτόζωων. Μερικές φορές τα αντικείμενα αυτής της επιστήμης περιλαμβάνουν τους πιο πρωτόγονους οργανισμούς στη Γη - ιούς που δεν έχουν κυτταρική δομή και είναι σύμπλοκα νουκλεϊκών οξέων (γενετικό υλικό) και πρωτεΐνης. Συχνότερα απομονώνονται σε ένα εντελώς ξεχωριστό πεδίο μελέτης (Ιολογία), αφού η μικροβιολογία μάλλον στοχεύει στη μελέτη μικροσκοπικών μονοκύτταρων οργανισμών.

Ρύζι. 2. Μεμονωμένοι εκπρόσωποι μονοκύτταρων ευκαρυωτών (πρωτόζωα).

Οι επιστήμες της αλγολογίας και της μυκητολογίας, που μελετούν τα φύκια και τους μύκητες, αντίστοιχα, είναι ξεχωριστοί κλάδοι που επικαλύπτονται με τη μικροβιολογία στη μελέτη μικροσκοπικών ζωντανών αντικειμένων. Η βακτηριολογία είναι ένας πραγματικός κλάδος της μικροβιολογίας. Η επιστήμη αυτή ασχολείται αποκλειστικά με τη μελέτη προκαρυωτικών μικροοργανισμών (Εικ. 3).

Ρύζι. 3. Σχήμα προκαρυωτικού κυττάρου.

Σε αντίθεση με τους ευκαρυώτες, που περιλαμβάνουν όλους τους πολυκύτταρους οργανισμούς, καθώς και τα πρωτόζωα, τα μικροσκοπικά φύκια και τους μύκητες, τα προκαρυωτικά δεν έχουν σχηματισμένο πυρήνα που να περιέχει γενετικό υλικό και πραγματικά οργανίδια (μόνιμες εξειδικευμένες δομές του κυττάρου).

Τα προκαρυωτικά περιλαμβάνουν αληθινά βακτήρια και αρχαία, τα οποία σύμφωνα με τη σύγχρονη ταξινόμηση χαρακτηρίζονται ως τομείς (υπερβασίλεια) Archaea και Eubacteria (Εικ. 4).

Ρύζι. 4. Τομείς σύγχρονης βιολογικής ταξινόμησης.

Δομικά χαρακτηριστικά των βακτηρίων

Τα βακτήρια είναι ένας σημαντικός κρίκος στον κύκλο των ουσιών στη φύση· αποσυνθέτουν φυτικά και ζωικά υπολείμματα, καθαρίζουν υδάτινα σώματα μολυσμένα με οργανική ύλη και τροποποιούν ανόργανες ενώσεις. Χωρίς αυτούς, η ζωή στη γη δεν θα μπορούσε να υπάρξει. Αυτοί οι μικροοργανισμοί είναι κατανεμημένοι παντού, στο έδαφος, στο νερό, στον αέρα, σε ζωικούς και φυτικούς οργανισμούς.

Τα βακτήρια διαφέρουν στα ακόλουθα μορφολογικά χαρακτηριστικά:

1. Σχήμα κυψέλης (στρογγυλό, σε σχήμα ράβδου, νηματώδες, σπειροειδές, σπειροειδές, καθώς και διάφορες μεταβατικές επιλογές και διαμόρφωση σε σχήμα αστεριού).
2. Παρουσία συσκευών κίνησης (ακίνητες, μαστιγωτές, λόγω έκκρισης βλέννας).
3. Άρθρωση των κυττάρων μεταξύ τους (απομονωμένα, συνδεδεμένα με τη μορφή ζευγών, κόκκων, διακλαδιζόμενων μορφών).

Μεταξύ των δομών που σχηματίζονται από στρογγυλά βακτήρια (κόκκοι), υπάρχουν κύτταρα που είναι σε ζεύγη μετά τη διαίρεση και στη συνέχεια διασπώνται σε μεμονωμένους σχηματισμούς (μικρόκοκκους) ή παραμένουν μαζί όλη την ώρα (διπλόκοκκοι). Μια τετραγωνική δομή τεσσάρων κυττάρων σχηματίζεται από τους τετρακόκκους, μια αλυσίδα από τους στρεπτόκοκκους, έναν κόκκο 8-64 μονάδων από τη σαρκίνη και τις ομάδες από τους σταφυλόκοκκους.

Τα βακτήρια σε σχήμα ράβδου αντιπροσωπεύονται από μια ποικιλία σχημάτων λόγω της μεγάλης μεταβλητότητας στο μήκος (0,1-15 μm) και στο πάχος (0,1-2 μm) του κυττάρου. Το σχήμα του τελευταίου εξαρτάται επίσης από την ικανότητα των βακτηρίων να σχηματίζουν σπόρια - δομές με παχύ κέλυφος που επιτρέπει στους μικροοργανισμούς να επιβιώνουν σε δυσμενείς συνθήκες. Τα κύτταρα με αυτή την ικανότητα ονομάζονται βάκιλλοι και αυτά που δεν έχουν τέτοιες ιδιότητες ονομάζονται απλώς ραβδοσχήμα βακτήρια.

Ειδικές τροποποιήσεις των ραβδοειδών βακτηρίων είναι οι νηματώδεις (επιμήκεις) μορφές, οι αλυσίδες και οι διακλαδιζόμενες δομές. Το τελευταίο σχηματίζεται από ακτινομύκητες σε ένα ορισμένο στάδιο ανάπτυξης. Οι "κυρτές" ράβδοι ονομάζονται πτυχωμένα βακτήρια, μεταξύ των οποίων απομονώνονται τα δονήματα. σπιρίλα με δύο στροφές (15-20 μm). σπειροχαίτες που μοιάζουν με κυματιστές γραμμές. Τα μήκη των κυττάρων τους είναι 1-3, 15-20 και 20-30 μm, αντίστοιχα. Στο Σχ. Τα σχήματα 5 και 6 δείχνουν τις κύριες μορφολογικές μορφές βακτηρίων, καθώς και τους τύπους διάταξης σπορίων στο κύτταρο.

Ρύζι. 5. Βασικές μορφές βακτηρίων.

Ρύζι. 6. Βακτήρια ανάλογα με τον τύπο της θέσης των σπορίων στο κύτταρο. 1, 4 - στο κέντρο. 2, 3, 5 – τελική τοποθεσία. 6 – από το πλάι.

Οι κύριες κυτταρικές δομές των βακτηρίων: νουκλεοειδές (γενετικό υλικό), ριβοσώματα που προορίζονται για σύνθεση πρωτεϊνών, κυτταροπλασματική μεμβράνη (μέρος της κυτταρικής μεμβράνης), η οποία σε πολλούς αντιπροσώπους προστατεύεται επιπλέον από πάνω, κάψουλα και βλεννογόνος θήκη (Εικ. 7).

Ρύζι. 7. Σχέδιο βακτηριακού κυττάρου.

Σύμφωνα με την ταξινόμηση των βακτηρίων, υπάρχουν περισσότεροι από 20 τύποι. Για παράδειγμα, εξαιρετικά θερμόφιλα (λάτρεις των υψηλών θερμοκρασιών) Aquificae, αναερόβια βακτήρια σε σχήμα ράβδου Bacteroidetes. Ωστόσο, το πιο κυρίαρχο γένος, το οποίο περιλαμβάνει διαφορετικούς εκπροσώπους, είναι τα Actinobacteria. Περιλαμβάνει bifidobacteria, γαλακτοβάκιλλους και ακτινομύκητες. Η μοναδικότητα του τελευταίου έγκειται στην ικανότητα σχηματισμού μυκηλίου σε ένα ορισμένο στάδιο ανάπτυξης.

Στην κοινή γλώσσα αυτό ονομάζεται μυκήλιο. Πράγματι, τα διακλαδισμένα κύτταρα των ακτινομυκήτων μοιάζουν με μυκητιακές υφές. Παρά αυτό το χαρακτηριστικό, οι ακτινομύκητες ταξινομούνται ως βακτήρια, καθώς είναι προκαρυώτες. Φυσικά, τα κύτταρά τους είναι λιγότερο παρόμοια στη δομή με τους μύκητες.

Οι ακτινομύκητες (Εικ. 8) είναι βακτήρια βραδείας ανάπτυξης και επομένως δεν έχουν την ικανότητα να ανταγωνιστούν για άμεσα διαθέσιμα υποστρώματα. Είναι ικανά να αποσυνθέσουν ουσίες που άλλοι μικροοργανισμοί δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν ως πηγή άνθρακα, ιδίως υδρογονάνθρακες πετρελαίου. Ως εκ τούτου, οι ακτινομύκητες μελετώνται εντατικά στον τομέα της βιοτεχνολογίας.

Μερικοί εκπρόσωποι συγκεντρώνονται σε περιοχές των κοιτασμάτων πετρελαίου και δημιουργούν ένα ειδικό βακτηριακό φίλτρο που εμποδίζει τη διείσδυση υδρογονανθράκων στην ατμόσφαιρα. Οι ακτινομύκητες είναι ενεργοί παραγωγοί πρακτικά πολύτιμων ενώσεων: βιταμίνες, λιπαρά οξέα, αντιβιοτικά.

Ρύζι. 8. Αντιπροσωπευτικός ακτινομύκητας Nocardia.

Οι μύκητες στη μικροβιολογία

Το αντικείμενο της μικροβιολογίας είναι μόνο οι μύκητες της κατώτερης μούχλας (ριζόποδας, βλεννογόνος, ειδικότερα). Όπως όλα τα μανιτάρια, δεν είναι σε θέση να συνθέσουν μόνα τους ουσίες και απαιτούν ένα θρεπτικό μέσο. Το μυκήλιο των κατώτερων εκπροσώπων αυτού του βασιλείου είναι πρωτόγονο, δεν διαιρείται με χωρίσματα. Ιδιαίτερη θέση στη μικροβιολογική έρευνα καταλαμβάνει η ζύμη (Εικ. 9), που χαρακτηρίζεται από την απουσία μυκηλίου.

Ρύζι. 9. Μορφές αποικιών καλλιεργειών ζύμης σε θρεπτικό μέσο.

Επί του παρόντος, πολλές γνώσεις έχουν συλλεχθεί για τις ευεργετικές τους ιδιότητες. Ωστόσο, η μαγιά συνεχίζει να μελετάται για την ικανότητά της να συνθέτει πρακτικά πολύτιμες οργανικές ενώσεις και χρησιμοποιείται ενεργά ως πρότυποι οργανισμοί σε γενετικά πειράματα. Από την αρχαιότητα, η μαγιά έχει χρησιμοποιηθεί σε διαδικασίες ζύμωσης. Ο μεταβολισμός διαφέρει μεταξύ διαφορετικών εκπροσώπων. Επομένως, ορισμένες ζύμες είναι πιο κατάλληλες για μια συγκεκριμένη διαδικασία από άλλες.

Για παράδειγμα, το Saccharomyces beticus, το οποίο είναι πιο ανθεκτικό στις υψηλές συγκεντρώσεις αλκοόλ, χρησιμοποιείται για τη δημιουργία δυνατών κρασιών (έως και 24%). Ενώ, η ζύμη S. cerevisiae είναι σε θέση να παράγει χαμηλότερες συγκεντρώσεις αιθανόλης. Σύμφωνα με τους τομείς εφαρμογής τους, οι ζύμες ταξινομούνται σε ζωοτροφές, αρτοποιούς, ζυθοποιούς, οινοπνευματώδη και κρασιά.

Παθογόνοι μικροοργανισμοί

Ασθένειες ή παθογόνοι μικροοργανισμοί βρίσκονται παντού. Μαζί με τους γνωστούς ιούς: γρίπη, ηπατίτιδα, ιλαρά, HIV κ.λπ., επικίνδυνοι μικροοργανισμοί είναι η ρικέτσια, καθώς και οι στρεπτόκοκκοι και οι σταφυλόκοκκοι που προκαλούν δηλητηρίαση του αίματος. Μεταξύ των βακτηρίων σε σχήμα ράβδου υπάρχουν πολλά παθογόνα. Για παράδειγμα, διφθερίτιδα, φυματίωση, τυφοειδής πυρετός (Εικ. 10). Πολλοί εκπρόσωποι επικίνδυνων για τον άνθρωπο μικροοργανισμών βρίσκονται ανάμεσα στα πρωτόζωα, ιδιαίτερα το πλασμώδιο της ελονοσίας, το τοξόπλασμα, η λεϊσμανία, η λάμβλια, οι τριχομονάδες και οι παθογόνες αμοιβάδες.

Ρύζι. 10. Φωτογραφία του βακτηρίου Bacillus anthracis, που προκαλεί τον άνθρακα.

Πολλοί ακτινομύκητες δεν είναι επικίνδυνοι για τον άνθρωπο και τα ζώα. Ωστόσο, πολλοί παθογόνοι εκπρόσωποι βρίσκονται μεταξύ των μυκοβακτηρίων που προκαλούν φυματίωση και λέπρα. Ορισμένοι ακτινομύκητες προκαλούν μια ασθένεια όπως η ακτινομύκωση, που συνοδεύεται από σχηματισμό κοκκιωμάτων και μερικές φορές αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος. Ορισμένοι τύποι μυκήτων μούχλας είναι ικανοί να παράγουν ουσίες τοξικές για τον άνθρωπο - μυκοτοξίνες. Για παράδειγμα, ορισμένοι εκπρόσωποι του γένους Aspergillus, Fusarium. Οι παθογόνοι μύκητες προκαλούν μια ομάδα ασθενειών που ονομάζονται μυκητιάσεις. Έτσι, η καντιντίαση ή, απλά, η τσίχλα προκαλείται από μύκητες που μοιάζουν με ζυμομύκητες (Εικ. 11). Υπάρχουν πάντα στο ανθρώπινο σώμα, αλλά ενεργοποιούνται μόνο όταν το ανοσοποιητικό σύστημα είναι εξασθενημένο.

Ρύζι. 11. Ο μύκητας Candida είναι ο αιτιολογικός παράγοντας της τσίχλας.

Οι μύκητες μπορούν να προκαλέσουν διάφορες δερματικές βλάβες, ιδιαίτερα όλα τα είδη λειχήνων, εκτός από τον έρπητα ζωστήρα, ο οποίος προκαλείται από έναν ιό. Η μαγιά Malassezia, μόνιμοι κάτοικοι του ανθρώπινου δέρματος, μπορεί να προκαλέσει μείωση της δραστηριότητας του ανοσοποιητικού συστήματος. Μην βιαστείτε αμέσως να πλύνετε τα χέρια σας. Οι ζυμομύκητες και τα ευκαιριακά βακτήρια σε καλή υγεία επιτελούν μια σημαντική λειτουργία, αποτρέποντας την ανάπτυξη παθογόνων παραγόντων.

Οι ιοί ως αντικείμενο μικροβιολογίας

Οι ιοί είναι οι πιο πρωτόγονοι οργανισμοί στη γη. Σε ελεύθερη κατάσταση, δεν συμβαίνουν μεταβολικές διεργασίες σε αυτά. Μόνο όταν εισέρχονται σε ένα κύτταρο ξενιστή, οι ιοί αρχίζουν να πολλαπλασιάζονται. Σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς, ο φορέας του γενετικού υλικού είναι το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA). Μόνο μεταξύ των ιών υπάρχουν εκπρόσωποι με γενετική αλληλουχία όπως το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA).

Οι ιοί συχνά δεν ταξινομούνται ως αληθινά ζωντανοί οργανισμοί.

Η μορφολογία των ιών είναι πολύ διαφορετική (Εικ. 12). Τυπικά, τα διαμετρικά τους μεγέθη κυμαίνονται από 20-300 nm.

Ρύζι. 12. Ποικιλομορφία ιικών σωματιδίων.

Μερικοί εκπρόσωποι φτάνουν σε μήκος 1-1,5 μικρά. Η δομή του ιού συνίσταται στο να περιβάλλει το γενετικό υλικό με ένα ειδικό πρωτεϊνικό πλαίσιο (καψίδιο), που χαρακτηρίζεται από ποικίλα σχήματα (ελικοειδή, εικοσαεδρικά, σφαιρικά). Μερικοί ιοί έχουν επίσης ένα περίβλημα στην κορυφή που σχηματίζεται από τη μεμβράνη του κυττάρου ξενιστή (υπερκαψίδιο). Για παράδειγμα, (Εικ. 13) είναι γνωστός ως ο αιτιολογικός παράγοντας μιας ασθένειας που ονομάζεται (AIDS). Περιέχει RNA ως γενετικό υλικό και επηρεάζει έναν ορισμένο τύπο κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος (βοηθητικά Τ-λεμφοκύτταρα).

Ρύζι. 13. Δομή του ιού της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας.