Роль бактерий в природе и жизни человека очень велика. Без них ни одна экосистема не существовала бы, так как эти микроорганизмы обеспечивают круговорот веществ. Они появились на планете примерно 3,5 млрд лет назад. Бактерии на протяжении 1 млрд лет преобразовывали Землю, благодаря чему создались условия для возникновения более сложных организмов.
Общая характеристика
Бактерии являются безъядерными микроорганизмами, которые зачастую состоят из одной клетки. Их открыл голландский учёный А. Левенгук в 1676 году. Но заниматься изучением значения бактерий в жизни человека впервые начал биолог Л. Пастер почти через 2 века после их открытия.
Активные исследования микроорганизмов начались после создания электронных микроскопов. Клетка бактерии включает в себя такие органоиды:
- нуклеотид;
- рибосому;
- цитоплазматическую мембрану.
ДНК расположена в нуклеоплазме и состоит из тонких нитей. Цитоплазма и клеточная стенка разделены при помощи цитоплазматической мембраны, где находится нуклеотид. РНК играет важную роль в строении, так как она на 60% заполняет рибосому.
Бактерии являются клеточными организмами. Толщина стенки клетки составляет примерно 20 нм. Фибриллярная структура отсутствует. Прочность клеток обеспечивается благодаря мешку (так называется специальный покров). В основном он состоит из муреина.
Микроорганизмы могут относительно быстро передвигаться при помощи плазматических жгутиков, которые имеют винтообразное строение. Скорость может достигать 200 мкм в секунду. Жгутики двигаются благодаря флагеллину — специальному сократительному белку.
Способы передвижения и питания
Обычно движение происходит благодаря толчку и только во влажной или жидкой среде. Способы передвижения подразделяются в зависимости от внешнего раздражителя:
- Хемотаксис. Так называют направленное движение микроорганизмов в противоположную сторону от токсинов или, наоборот, к питательным веществам.
- Аэротаксис. Передвижение к кислороду или от него.
- Магнитотаксис. Реакция организма на быстрое изменение магнитного поля. Его могут ощущать некоторые бактерии, в чьём строении есть специальные частицы — магнетосомы.
- Фототаксис. Реакция на свет.
Передвигаясь, бактерии скапливаются в местах с наилучшими условиями для их жизнедеятельности. Кроме жгутиков, у некоторых видов есть большое количество более тонких нитей, которые называются фимбрии.
Для активной жизнедеятельности микроорганизмам нужна энергия. В качестве источников могут выступать различные органические и неорганические вещества, солнечный свет. Большая часть видов бактерий является гетеротрофами. Они не способны производить из неорганики органику, поэтому пользуются останками других организмов, выступают симбионтами или паразитируют.
Но также существуют и автотрофы, хотя количество их видов небольшое. Они могут производить органику из неорганики. Роль бактерий в круговороте веществ очень важна. Некоторые автотрофы способны расщеплять даже пластик, что в перспективе может принести огромную пользу экологии.
Также есть фототрофы. В строении этих микроорганизмов присутствует бактериохлорофилл, который похож на растительный хлорофилл. Фотосинтез у этих организмов проходит без выделения кислорода.
Разновидности и распространение
Микроскопические организмы отличаются, прежде всего, по своей форме. Исходя из этого их подразделяют на несколько групп. Самыми многочисленными являются:
- кокки;
- стафилококки;
- стрептококки;
- бациллы;
- спирохеты;
- спириллы;
- вибрионы.
Также их подразделяют исходя из условий, которые требуются для жизнедеятельности. Например, виды, способные жить без кислорода, называются анаэробными.
Существуют грамотрицательные и грамположительные микроорганизмы. В этом случае речь идёт только об обратной реакции на раздражитель в виде специального красителя. Она зависит от строения клеточной мембраны. Защитная оболочка грамотрицательных является более толстой.
Бактерии распространены повсюду: в глубинах моря, жерлах вулканов, горных местностях, ледяных пустынях и даже в средах, где отсутствует кислород. Это обусловлено их хорошей способностью к приспособлению и быстрому размножению. Деление происходит примерно 3 раза в час.
Если условия неблагоприятны для жизни, бактерии могут образовывать споры, которые легко переносятся по воде или воздуху. Когда они попадают в благоприятную среду, снова переходят в свою естественную форму и начинают размножаться.
Положительное значение
Цианобактерии выделяют огромное количество кислорода. Без них привычной жизни на Земле не существовало бы. Особенно это актуально в связи с увеличением объёмов вырубки лесов. Также есть виды, производящие углекислый газ, который нужен растениям для дыхания.
Ещё одна важная роль бактерий заключается в том, что они питаются отмершими организмами, то есть выполняют утилизацию всего ненужного. В биологии это называют сапротрофией.
Человек использует бактерии в своей деятельности для получения нужного результата. Ещё со времён зарождения скотоводства люди делали это неосознанно при производстве кисломолочных продуктов. Например, кефир в сухом виде раньше хранили в течение нескольких месяцев и использовали в пищу при длительных переходах. Кроме того, бактерии сейчас используются для приготовления йогурта, сметаны, сыра, творога, ряженки.
Но роль микроорганизмов в пищевой сфере не ограничивается только кисломолочными продуктами. Они помогают при приготовлении различных солений, квашеной капусты.
Бактерии являются самым многочисленным царством. Они обитают повсюду. Даже внутри других организмов, что касается и человека. Эти микроорганизмы полезны для людей. Например, бифидобактерии способствуют укреплению иммунитета и помогают в работе пищеварительного тракта.
Также эти существа нужны и медицине. Сейчас учёные при помощи микроорганизмов могут получать необходимые вещества для изготовления лекарственных препаратов. Например, так сейчас синтезируют инсулин, а раньше его приходилось получать из поджелудочных желез свиней.
Отрицательная роль
Но определённые виды микроорганизмов вредят человеку. Самая большая опасность — инфекционные заболевания, которые вызывают бактерии. Они отравляют организм, что может приводить к смерти. Среди самых опасных и известных заболеваний можно выделить холеру и чуму. Их возникновение провоцируют бактерии.
Менее опасными, но неприятными болезнями являются воспаление лёгких и ангина. То есть некоторые разновидности микроорганизмов несут огромный вред людям.
Кстати, порча продуктов тоже является заслугой бактерий. Микроорганизмы ими питаются и быстро размножаются. После этого человеку уже нельзя есть эти продукты, так как можно получить отравление.
Есть у бактерий и плюсы, и минусы. Но всё же положительных качеств гораздо больше, чем отрицательных. Главное, научится правильно использовать их потенциал.
