Բակտերիաները և դրանց նշանակությունը մարդու կյանքում. Բակտերիաների դերը մարդու կյանքում. Օգտակար բակտերիաներ. Բակտերիաների դերը մարդու կյանքում և բնության մեջ

Բակտերիաները Երկրի վրա ներկայումս գոյություն ունեցող օրգանիզմների ամենահին խումբն են: Առաջին բակտերիաները, հավանաբար, հայտնվել են ավելի քան 3,5 միլիարդ տարի առաջ և գրեթե մեկ միլիարդ տարի նրանք մեր մոլորակի միակ կենդանի արարածներն էին: Քանի որ սրանք կենդանի բնության առաջին ներկայացուցիչներն էին, նրանց մարմինն ուներ պարզունակ կառուցվածք։

Ժամանակի ընթացքում դրանց կառուցվածքը դարձավ ավելի բարդ, սակայն մինչ օրս բակտերիաները համարվում են ամենապրիմիտիվ միաբջիջ օրգանիզմները։ Հետաքրքիր է, որ որոշ բակտերիաներ դեռ պահպանում են իրենց հին նախնիների պարզունակ առանձնահատկությունները։ Սա նկատվում է բակտերիաների մոտ, որոնք ապրում են տաք ծծմբի աղբյուրներում և ջրամբարների հատակին գտնվող անօքսիկ ցեխում:

Բակտերիաների մեծ մասը անգույն է: Միայն մի քանիսն են մանուշակագույն կամ կանաչ: Բայց շատ բակտերիաների գաղութներն ունեն վառ գույն, որն առաջանում է շրջակա միջավայր գունավոր նյութի արտանետման կամ բջիջների պիգմենտացիայի արդյունքում։

Բակտերիաների աշխարհի հայտնագործողը 17-րդ դարի հոլանդացի բնագետ Անտոնի Լեուվենհուկն էր, ով առաջին անգամ ստեղծեց կատարյալ խոշորացույց մանրադիտակ, որը մեծացնում է առարկաները 160-270 անգամ:

Բակտերիաները դասակարգվում են որպես պրոկարիոտներ և դասակարգվում են առանձին թագավորության՝ բակտերիաների:

Մարմնի ձևավորում

Բակտերիաները բազմաթիվ և բազմազան օրգանիզմներ են։ Նրանք տարբերվում են ձևով:

Մանրէի անվանումը	Բակտերիաների ձևը	Բակտերիաների պատկեր
Կոկիներ		Գնդաձև
Բացիլուս		Ձողաձև
Վիբրիո		Ստորակետով
Spirillum		Պարույր
Streptococci		Կոկկիների շղթա
Ստաֆիլոկոկ		Կոկիների կլաստերներ
Diplococcus		Երկու կլոր բակտերիաներ՝ փակված մեկ լորձաթաղանթի մեջ

Փոխադրման մեթոդներ

Բակտերիաների շարքում կան շարժական և անշարժ ձևեր: Շարժիչները շարժվում են ալիքանման կծկումների կամ դրոշակների (ոլորված պտուտակավոր թելեր) օգնությամբ, որոնք բաղկացած են հատուկ սպիտակուցից, որը կոչվում է ֆլագելին։ Կարող է լինել մեկ կամ մի քանի դրոշակ: Որոշ բակտերիաներում դրանք գտնվում են բջջի մի ծայրում, մյուսներում՝ երկուսում կամ ամբողջ մակերեսի վրա։

Բայց շարժումը բնորոշ է նաև շատ այլ բակտերիաների, որոնք չունեն դրոշակ: Այսպիսով, արտաքինից լորձով պատված բակտերիաները ունակ են սահելու շարժման։

Դրոշակ չունեցող որոշ ջրային և հողային բակտերիաներ ունեն գազային վակուոլներ ցիտոպլազմայում: Բջջում կարող է լինել 40-60 վակուոլ: Նրանցից յուրաքանչյուրը լցված է գազով (ենթադրաբար ազոտով): Կարգավորելով վակուոլներում գազի քանակը՝ ջրային բակտերիաները կարող են սուզվել ջրի սյունի մեջ կամ բարձրանալ դրա մակերես, իսկ հողի բակտերիաները կարող են շարժվել հողի մազանոթներում։

Հաբիթաթ

Իրենց կազմակերպման պարզության և ոչ հավակնոտության շնորհիվ բակտերիաները լայնորեն տարածված են բնության մեջ: Բակտերիաները հանդիպում են ամենուր՝ նույնիսկ ամենամաքուր աղբյուրի ջրի մի կաթիլում, հողի հատիկներում, օդում, ժայռերի վրա, բևեռային ձյան, անապատի ավազների, օվկիանոսի հատակին, մեծ խորություններից արդյունահանվող յուղի մեջ և նույնիսկ տաք աղբյուրների ջուր՝ մոտ 80ºC ջերմաստիճանով։ Ապրում են բույսերի, մրգերի, տարբեր կենդանիների և մարդկանց մոտ՝ աղիքներում, բերանի խոռոչում, վերջույթներում և մարմնի մակերեսին։

Բակտերիաները ամենափոքր և ամենաբազմաթիվ կենդանի արարածներն են։ Իրենց փոքր չափերի պատճառով նրանք հեշտությամբ թափանցում են ցանկացած ճաքերի, ճեղքերի կամ ծակոտիների մեջ: Շատ դիմացկուն և հարմարեցված է տարբեր կենսապայմանների: Նրանք հանդուրժում են չորացումը, ծայրահեղ ցուրտը և մինչև 90ºC տաքացումը՝ չկորցնելով իրենց կենսունակությունը:

Երկրի վրա գործնականում չկա մի տեղ, որտեղ բակտերիաներ չհայտնաբերվեն, բայց տարբեր քանակությամբ: Բակտերիաների կենսապայմանները բազմազան են. Նրանցից ոմանք պահանջում են մթնոլորտային թթվածին, մյուսները դրա կարիքը չունեն և կարողանում են ապրել թթվածնազուրկ միջավայրում։

Օդում. բակտերիաները բարձրանում են մթնոլորտի վերին շերտ մինչև 30 կմ: և ավելին։

Դրանք հատկապես շատ են հողում։ 1 գ հողը կարող է հարյուր միլիոնավոր մանրէներ պարունակել։

Ջրի մեջ՝ բաց ջրամբարներում ջրի մակերեսային շերտերում։ Օգտակար ջրային բակտերիաները հանքայնացնում են օրգանական մնացորդները:

Կենդանի օրգանիզմներում՝ պաթոգեն բակտերիաները օրգանիզմ են ներթափանցում արտաքին միջավայրից, բայց միայն բարենպաստ պայմաններում առաջացնում են հիվանդություններ։ Սիմբիոտիկները ապրում են մարսողական օրգաններում՝ օգնելով քայքայել և կլանել սնունդը և սինթեզել վիտամինները:

Արտաքին կառուցվածքը

Բակտերիաների բջիջը ծածկված է հատուկ խիտ թաղանթով՝ բջջային պատով, որն իրականացնում է պաշտպանիչ և օժանդակ գործառույթներ, ինչպես նաև տալիս է բակտերիային մշտական, բնորոշ ձև։ Բակտերիաների բջջային պատը նման է բուսական բջջի պատին: Այն թափանցելի է. դրա միջոցով սննդանյութերն ազատորեն անցնում են բջիջ, իսկ նյութափոխանակության արտադրանքները դուրս են գալիս շրջակա միջավայր: Հաճախ բակտերիաները բջջային պատի վերևում առաջացնում են լորձի լրացուցիչ պաշտպանիչ շերտ՝ պարկուճ: Պարկուճի հաստությունը կարող է շատ անգամ ավելի մեծ լինել, քան բջջի տրամագիծը, բայց կարող է լինել նաև շատ փոքր։ Պարկուճը բջջի էական մաս չէ, այն ձևավորվում է կախված այն հանգամանքից, թե ինչ պայմաններում են հայտնվում բակտերիաները: Այն պաշտպանում է բակտերիաները չորանալուց։

Որոշ բակտերիաների մակերեսին կան երկար դրոշակներ (մեկ, երկու կամ շատ) կամ կարճ բարակ վիլլիներ։ Դրոշակի երկարությունը կարող է մի քանի անգամ ավելի մեծ լինել, քան բակտերիայի մարմնի չափը։ Բակտերիաները շարժվում են դրոշակների և վիլիզի օգնությամբ։

Ներքին կառուցվածքը

Բակտերիալ բջջի ներսում կա խիտ, անշարժ ցիտոպլազմա: Այն ունի շերտավոր կառուցվածք, չկա վակուոլներ, հետևաբար տարբեր սպիտակուցներ (ֆերմենտներ) և պահուստային սննդանյութեր գտնվում են հենց ցիտոպլազմայի նյութում։ Բակտերիալ բջիջները կորիզ չունեն։ Նրանց բջջի կենտրոնական մասում կենտրոնացած է ժառանգական տեղեկատվություն կրող նյութ։ Բակտերիաներ, - նուկլեինաթթու - ԴՆԹ: Բայց այս նյութը չի ձևավորվում միջուկի մեջ:

Բակտերիալ բջջի ներքին կազմակերպումը բարդ է և ունի իր առանձնահատկությունները: Բջջային պատից ցիտոպլազմը բաժանվում է ցիտոպլազմային թաղանթով։ Ցիտոպլազմում կա հիմնական նյութ կամ մատրիցա, ռիբոսոմներ և մի շարք գործառույթներ կատարող թաղանթային կառուցվածքների փոքր քանակություն (միտոքոնդրիաների, էնդոպլազմային ցանցի, Գոլջիի ապարատի անալոգներ): Բակտերիալ բջիջների ցիտոպլազմը հաճախ պարունակում է տարբեր ձևերի և չափերի հատիկներ: Հատիկները կարող են կազմված լինել միացություններից, որոնք ծառայում են որպես էներգիայի և ածխածնի աղբյուր: Բակտերիալ բջջում հայտնաբերվում են նաև ճարպի կաթիլներ։

Բջջի կենտրոնական մասում տեղայնացված է միջուկային նյութը՝ ԴՆԹ-ն, որը ցիտոպլազմայից չի սահմանազատվում թաղանթով։ Սա միջուկի անալոգն է՝ նուկլեոիդ։ Նուկլեոիդը չունի թաղանթ, միջուկ կամ քրոմոսոմների հավաքածու։

Սննդի մեթոդներ

Բակտերիաները կերակրման տարբեր եղանակներ ունեն։ Նրանց թվում կան ավտոտրոֆներ և հետերոտրոֆներ։ Ավտոտրոֆները օրգանիզմներ են, որոնք ունակ են ինքնուրույն արտադրել օրգանական նյութեր իրենց սնուցման համար:

Բույսերը ազոտի կարիք ունեն, բայց իրենք չեն կարող օդից ազոտ կլանել։ Որոշ բակտերիաներ օդում ազոտի մոլեկուլները համատեղում են այլ մոլեկուլների հետ, ինչի հետևանքով նյութեր, որոնք հասանելի են բույսերին:

Այս բակտերիաները տեղավորվում են երիտասարդ արմատների բջիջներում, ինչը հանգեցնում է արմատների վրա խտացումների առաջացմանը, որոնք կոչվում են հանգույցներ: Նման հանգույցներ առաջանում են հատիկաընդեղենի ընտանիքի բույսերի և որոշ այլ բույսերի արմատների վրա։

Արմատները բակտերիաներին ապահովում են ածխաջրերով, իսկ բակտերիաները՝ արմատներին ազոտ պարունակող նյութերով, որոնք կարող են կլանվել բույսի կողմից։ Նրանց համատեղ կյանքը փոխշահավետ է։

Բույսերի արմատները արտազատում են շատ օրգանական նյութեր (շաքարներ, ամինաթթուներ և այլն), որոնցով սնվում են բակտերիաները։ Հետեւաբար, հատկապես շատ բակտերիաներ նստում են արմատները շրջապատող հողի շերտում։ Այս բակտերիաները մահացած բույսերի մնացորդները վերածում են բույսերի համար մատչելի նյութերի: Հողի այս շերտը կոչվում է ռիզոսֆերա։

Կան մի քանի վարկածներ հանգուցային բակտերիաների արմատային հյուսվածքի ներթափանցման վերաբերյալ.

• էպիդերմիսի և կեղևի հյուսվածքի վնասման միջոցով;
• արմատային մազերի միջոցով;
• միայն երիտասարդ բջջային թաղանթի միջոցով;
• շնորհիվ ուղեկից բակտերիաների, որոնք արտադրում են պեկտինոլիտիկ ֆերմենտներ;
• տրիպտոֆանից B-indoleacetic թթվի սինթեզի խթանման շնորհիվ, որը միշտ առկա է բույսերի արմատային սեկրեցներում:

Հանգույց բակտերիաների արմատային հյուսվածքի ներմուծման գործընթացը բաղկացած է երկու փուլից.

• արմատային մազերի վարակ;
• հանգույցների ձևավորման գործընթացը.

Շատ դեպքերում ներխուժող բջիջը ակտիվորեն բազմանում է, ձևավորում, այսպես կոչված, վարակիչ թելեր և նման թելերի տեսքով շարժվում դեպի բուսական հյուսվածք։ Վարակիչ թելից առաջացող հանգույցային բակտերիաները շարունակում են բազմանալ հյուրընկալող հյուսվածքում:

Բուսական բջիջները, որոնք լցված են հանգույցային բակտերիաների արագ բազմացող բջիջներով, սկսում են արագ բաժանվել: Երիտասարդ հանգույցի կապը հատիկաընդեղենային բույսի արմատի հետ իրականացվում է անոթային-թելքավոր կապոցների շնորհիվ։ Գործելու ժամանակահատվածում հանգույցները սովորաբար խիտ են լինում։ Մինչ օպտիմալ ակտիվություն է առաջանում, հանգույցները ձեռք են բերում վարդագույն գույն (շնորհիվ լեգեմոգլոբինի պիգմենտի): Միայն այն բակտերիաները, որոնք պարունակում են լեգեմոգլոբին, կարող են ամրացնել ազոտը։

Հանգույց բակտերիաները ստեղծում են տասնյակ և հարյուրավոր կիլոգրամ ազոտական ​​պարարտանյութ մեկ հեկտարի վրա:

Նյութափոխանակություն

Բակտերիաները տարբերվում են միմյանցից իրենց նյութափոխանակությամբ։ Ոմանց մոտ այն առաջանում է թթվածնի մասնակցությամբ, մյուսների մոտ՝ առանց դրա։

Բակտերիաների մեծ մասը սնվում է պատրաստի օրգանական նյութերով։ Դրանցից միայն մի քանիսը (կապտա-կանաչ կամ ցիանոբակտերիաներ) ունակ են անօրգանականներից օրգանական նյութեր ստեղծել։ Նրանք կարևոր դեր են խաղացել Երկրի մթնոլորտում թթվածնի կուտակման գործում։

Բակտերիաները դրսից կլանում են նյութերը, դրանց մոլեկուլները կտոր-կտոր անում, այդ մասերից հավաքում իրենց պատյանները և լրացնում դրանց պարունակությունը (այսպես են աճում), իսկ ավելորդ մոլեկուլները դուրս են նետում։ Մանրէի պատյանը և թաղանթը թույլ են տալիս նրան կլանել միայն անհրաժեշտ նյութերը։

Եթե ​​բակտերիաների թաղանթը և թաղանթը լիովին անթափանց լինեին, ոչ մի նյութ բջիջ չէր մտնի: Եթե ​​դրանք թափանցելի լինեին բոլոր նյութերի համար, ապա բջջի պարունակությունը կխառնվեր միջավայրի հետ՝ այն լուծույթին, որում ապրում է բակտերիան: Գոյատևելու համար բակտերիաներին անհրաժեշտ է պատյան, որը թույլ է տալիս անցնել անհրաժեշտ նյութերի միջով, բայց ոչ ավելորդ նյութերին:

Բակտերիան կլանում է իր մոտ գտնվող սննդանյութերը։ Ի՞նչ կլինի հետո։ Եթե ​​այն կարող է ինքնուրույն շարժվել (դրոշակը շարժելով կամ լորձը հետ մղելով), ապա այն շարժվում է այնքան ժամանակ, մինչև գտնի անհրաժեշտ նյութերը։

Եթե ​​այն չի կարող շարժվել, ապա սպասում է, մինչև դիֆուզիան (մի նյութի մոլեկուլների՝ մեկ այլ նյութի մոլեկուլների թավուտ ներթափանցելու ունակությունը) բերի նրան անհրաժեշտ մոլեկուլները։

Բակտերիաները միկրոօրգանիզմների այլ խմբերի հետ միասին հսկայական քիմիական աշխատանք են կատարում։ Փոխակերպելով տարբեր միացություններ՝ նրանք ստանում են իրենց կյանքի համար անհրաժեշտ էներգիան և սննդանյութերը։ Նյութափոխանակության գործընթացները, էներգիա ստանալու մեթոդները և դրանց մարմնի նյութերի կառուցման համար նյութերի անհրաժեշտությունը բակտերիաներում բազմազան են։

Այլ բակտերիաները բավարարում են իրենց բոլոր կարիքները ածխածնի նկատմամբ, որն անհրաժեշտ է օրգանիզմում օրգանական նյութերի սինթեզի համար՝ անօրգանական միացությունների հաշվին։ Նրանք կոչվում են ավտոտրոֆներ: Ավտոտրոֆ բակտերիաները կարող են սինթեզել օրգանական նյութեր անօրգանականներից: Դրանց թվում են.

Քիմոսինթեզ

Ճառագայթային էներգիայի օգտագործումը ածխաթթու գազից և ջրից օրգանական նյութեր ստեղծելու ամենակարևոր, բայց ոչ միակ միջոցն է: Հայտնի են բակտերիաներ, որոնք օգտագործում են ոչ թե արևի լույսը որպես էներգիայի աղբյուր նման սինթեզի համար, այլ քիմիական կապերի էներգիան, որն առաջանում է օրգանիզմների բջիջներում որոշ անօրգանական միացությունների՝ ծծմբաջրածնի, ծծմբի, ամոնիակի, ջրածնի, ազոտական ​​թթվի, երկաթի միացությունների օքսիդացման ժամանակ։ երկաթից և մանգանից: Նրանք օգտագործում են օրգանական նյութերը, որոնք առաջացել են այս քիմիական էներգիայի միջոցով՝ իրենց մարմնի բջիջները կառուցելու համար: Հետեւաբար, այս գործընթացը կոչվում է քիմոսինթեզ:

Քիմոսինթետիկ միկրոօրգանիզմների ամենակարևոր խումբը նիտրացնող բակտերիաներն են։ Այս բակտերիաները ապրում են հողում և օքսիդացնում են օրգանական մնացորդների քայքայման ժամանակ առաջացած ամոնիակը մինչև ազոտաթթու: Վերջինս փոխազդում է հողի հանքային միացությունների հետ՝ վերածվելով ազոտական ​​թթվի աղերի։ Այս գործընթացը տեղի է ունենում երկու փուլով.

Երկաթի բակտերիաները սեւ երկաթը վերածում են օքսիդ երկաթի: Ստացված երկաթի հիդրօքսիդը նստում է և ձևավորում այսպես կոչված ճահճի երկաթի հանքաքար:

Որոշ միկրոօրգանիզմներ գոյություն ունեն մոլեկուլային ջրածնի օքսիդացման պատճառով՝ դրանով իսկ ապահովելով սնուցման ավտոտրոֆիկ մեթոդ:

Ջրածնային բակտերիաների բնորոշ հատկանիշը հետերոտրոֆ ապրելակերպի անցնելու ունակությունն է, երբ այն ապահովված է օրգանական միացություններով և ջրածնի բացակայությունով:

Այսպիսով, քիմոավտոտրոֆները տիպիկ ավտոտրոֆներ են, քանի որ նրանք ինքնուրույն սինթեզում են անհրաժեշտ օրգանական միացությունները անօրգանական նյութերից և դրանք պատրաստ չեն վերցնում այլ օրգանիզմներից, ինչպիսիք են հետերոտրոֆները: Քիմիաավտոտրոֆ բակտերիաները տարբերվում են ֆոտոտրոֆ բույսերից՝ որպես էներգիայի աղբյուր լույսից իրենց ամբողջական անկախությամբ։

Բակտերիալ ֆոտոսինթեզ

Որոշ պիգմենտ պարունակող ծծմբային բակտերիաներ (մանուշակագույն, կանաչ), որոնք պարունակում են հատուկ պիգմենտներ՝ բակտերիոքլորոֆիլներ, կարողանում են կլանել արևի էներգիան, որի օգնությամբ նրանց մարմիններում ջրածնի սուլֆիդը քայքայվում է և ազատում ջրածնի ատոմները՝ վերականգնելու համապատասխան միացությունները: Այս գործընթացը շատ ընդհանրություններ ունի ֆոտոսինթեզի հետ և տարբերվում է միայն նրանով, որ մանուշակագույն և կանաչ բակտերիաներում ջրածնի դոնորը ջրածնի սուլֆիդն է (երբեմն՝ կարբոքսիլաթթուներ), իսկ կանաչ բույսերում՝ ջուրը։ Երկուսում էլ ջրածնի տարանջատումն ու փոխանցումն իրականացվում է կլանված արեգակնային ճառագայթների էներգիայի շնորհիվ։

Այս բակտերիալ ֆոտոսինթեզը, որը տեղի է ունենում առանց թթվածնի արտազատման, կոչվում է ֆոտոռեդուկցիա։ Ածխածնի երկօքսիդի ֆոտովերականգնումը կապված է ջրածնի փոխանցման հետ ոչ թե ջրից, այլ ջրածնի սուլֆիդից.

6СО 2 +12Н 2 S+hv → С6Н 12 О 6 +12S=6Н 2 О

Քիմոսինթեզի և բակտերիալ ֆոտոսինթեզի կենսաբանական նշանակությունը մոլորակային մասշտաբով համեմատաբար փոքր է։ Բնության մեջ ծծմբի ցիկլավորման գործընթացում էական դեր են խաղում միայն քիմոսինթետիկ բակտերիաները։ Կանաչ բույսերի կողմից ծծմբաթթվի աղերի տեսքով ներծծվելով՝ ծծումբը կրճատվում է և դառնում սպիտակուցի մոլեկուլների մի մասը։ Ավելին, երբ մեռած բույսերի և կենդանիների մնացորդները ոչնչացվում են փտած բակտերիաների կողմից, ծծումբն արտազատվում է ջրածնի սուլֆիդի տեսքով, որը ծծմբային բակտերիաներով օքսիդացվում է ազատ ծծմբի (կամ ծծմբաթթվի)՝ հողում ձևավորելով սուլֆիտներ, որոնք հասանելի են բույսերին: Քիմիա- և ֆոտոավտոտրոֆ բակտերիաները կարևոր են ազոտի և ծծմբի ցիկլում:

Սպորացում

Սպորները ձևավորվում են բակտերիաների բջջի ներսում: Սպորացման գործընթացում բակտերիալ բջիջը ենթարկվում է մի շարք կենսաքիմիական գործընթացների։ Դրանում ազատ ջրի քանակը նվազում է, իսկ ֆերմենտային ակտիվությունը՝ նվազում։ Սա ապահովում է սպորների դիմադրությունը շրջակա միջավայրի անբարենպաստ պայմաններին (բարձր ջերմաստիճան, աղի բարձր խտություն, չորացում և այլն): Սպորացումը բնորոշ է մանրէների միայն փոքր խմբին։

Սպորները կամընտիր փուլ են բակտերիաների կյանքի ցիկլի մեջ: Սպորացումը սկսվում է միայն սննդանյութերի պակասից կամ նյութափոխանակության արտադրանքի կուտակումից: Սպորների տեսքով բակտերիաները կարող են երկար ժամանակ քնած մնալ։ Բակտերիալ սպորները կարող են դիմակայել երկարատև եռման և շատ երկար սառեցման: Երբ բարենպաստ պայմաններ են առաջանում, սպորը բողբոջում է և դառնում կենսունակ։ Բակտերիալ սպորները հարմարեցում են անբարենպաստ պայմաններում գոյատևելու համար:

Վերարտադրում

Բակտերիաները բազմանում են՝ մեկ բջիջը երկուսի բաժանելով։ Որոշ չափի հասնելով՝ բակտերիան բաժանվում է երկու միանման բակտերիաների։ Հետո նրանցից յուրաքանչյուրը սկսում է կերակրել, աճել, բաժանվել և այլն:

Բջիջների երկարացումից հետո աստիճանաբար ձևավորվում է լայնակի միջնապատ, այնուհետև դուստր բջիջները բաժանվում են. Բազմաթիվ բակտերիաներում, որոշակի պայմաններում, բաժանվելուց հետո բջիջները մնում են միացված բնորոշ խմբերով։ Այս դեպքում, կախված բաժանման հարթության ուղղությունից և բաժանումների քանակից, առաջանում են տարբեր ձևեր։ Բազմացումը բողբոջման միջոցով տեղի է ունենում որպես բացառություն բակտերիաների մոտ:

Բարենպաստ պայմաններում բազմաթիվ բակտերիաների բջիջների բաժանումը տեղի է ունենում 20-30 րոպեն մեկ: Նման արագ բազմացման դեպքում մեկ մանրէի սերունդը 5 օրվա ընթացքում կարող է ստեղծել զանգված, որը կարող է լցնել բոլոր ծովերն ու օվկիանոսները։ Պարզ հաշվարկը ցույց է տալիս, որ օրական կարող է ձևավորվել 72 սերունդ (720,000,000,000,000,000,000 բջիջ): Քաշի վերածվելու դեպքում՝ 4720 տոննա։ Սակայն բնության մեջ դա տեղի չի ունենում, քանի որ բակտերիաների մեծ մասը արագ մահանում է արևի լույսի, չորացման, սննդի պակասի, 65-100ºC տաքանալու, տեսակների միջև պայքարի և այլնի ազդեցության տակ։

Բակտերիան (1), կլանելով բավականաչափ սնունդ, մեծանում է չափսերով (2) և սկսում պատրաստվել վերարտադրության (բջիջների բաժանման): Նրա ԴՆԹ-ն (մանրէի մեջ ԴՆԹ-ի մոլեկուլը փակված է օղակով) կրկնապատկվում է (մանրէը արտադրում է այս մոլեկուլի կրկնօրինակը)։ ԴՆԹ-ի երկու մոլեկուլներն էլ (3,4) հայտնվում են մանրէի պատին կցված և, երբ մանրէը երկարանում է, հեռանում են իրարից (5,6): Սկզբում բաժանվում է նուկլեոտիդը, ապա ցիտոպլազմը։

ԴՆԹ-ի երկու մոլեկուլների շեղումից հետո մանրէի վրա առաջանում է կծկում, որն աստիճանաբար մանրէի մարմինը բաժանում է երկու մասի, որոնցից յուրաքանչյուրը պարունակում է ԴՆԹ մոլեկուլ (7):

Պատահում է (Bacillus subtilis-ում), որ երկու բակտերիաներ կպչում են իրար և նրանց միջև կամուրջ է գոյանում (1,2)։

Թռիչքը տեղափոխում է ԴՆԹ մի բակտերիայից մյուսը (3): Մեկ բակտերիաների մեջ ԴՆԹ-ի մոլեկուլները միահյուսվում են, որոշ տեղերում կպչում են իրար (4) և հետո փոխանակում հատվածները (5):

Բակտերիաների դերը բնության մեջ

պտույտ

Բակտերիաները բնության մեջ նյութերի ընդհանուր ցիկլի ամենակարեւոր օղակն են։ Բույսերը բարդ օրգանական նյութեր են ստեղծում հողի ածխաթթու գազից, ջրից և հանքային աղերից։ Այս նյութերը հող են վերադառնում սատկած սնկերի, բույսերի և կենդանիների դիակներով։ Բակտերիաները բաժանում են բարդ նյութերը պարզ նյութերի, որոնք հետո օգտագործվում են բույսերի կողմից։

Բակտերիաները ոչնչացնում են մահացած բույսերի և կենդանիների դիակների բարդ օրգանական նյութերը, կենդանի օրգանիզմների արտազատումները և տարբեր թափոնները։ Սնվելով այս օրգանական նյութերով՝ սապրոֆիտ փտող բակտերիաները դրանք վերածում են հումուսի։ Սրանք մեր մոլորակի մի տեսակ կարգապահներ են։ Այսպիսով, բակտերիաները ակտիվորեն մասնակցում են բնության մեջ առկա նյութերի ցիկլին:

Հողի ձևավորում

Քանի որ բակտերիաները տարածված են գրեթե ամենուր և առաջանում են հսկայական քանակությամբ, նրանք հիմնականում որոշում են բնության մեջ տեղի ունեցող տարբեր գործընթացները: Աշնանը ծառերի և թփերի տերևներն են ընկնում, խոտերի վերգետնյա ընձյուղները սատկում են, ծեր ճյուղերը թափվում են, ժամանակ առ ժամանակ թափվում են ծեր ծառերի բները։ Այս ամենն աստիճանաբար վերածվում է հումուսի։ 1 սմ3-ում: Անտառային հողի մակերևութային շերտը պարունակում է մի քանի տեսակների հարյուր միլիոնավոր հողի սապրոֆիտ բակտերիաներ։ Այս բակտերիաները հումուսը վերածում են տարբեր հանքանյութերի, որոնք կարող են ներծծվել հողից բույսերի արմատներով:

Հողի որոշ բակտերիաներ ունակ են կլանել օդի ազոտը՝ այն օգտագործելով կենսական գործընթացներում։ Ազոտ ամրացնող այս բակտերիաները ապրում են ինքնուրույն կամ նստում են հատիկաընդեղենային բույսերի արմատներում։ Այս բակտերիաները, ներթափանցելով հատիկաընդեղենի արմատներին, առաջացնում են արմատային բջիջների աճ և դրանց վրա հանգույցների ձևավորում։

Այս բակտերիաները արտադրում են ազոտային միացություններ, որոնք օգտագործում են բույսերը: Բակտերիաները բույսերից ստանում են ածխաջրեր և հանքային աղեր։ Այսպիսով, լոբազգիների բույսի և հանգուցային բակտերիաների միջև կա սերտ հարաբերություն, որն օգտակար է և՛ մեկի, և՛ մյուս օրգանիզմի համար։ Այս երեւույթը կոչվում է սիմբիոզ։

Հանգույց բակտերիաների հետ սիմբիոզի շնորհիվ հատիկավոր բույսերը հարստացնում են հողը ազոտով՝ նպաստելով բերքատվության բարձրացմանը։

Բաշխումը բնության մեջ

Միկրոօրգանիզմները ամենուր են: Բացառություն են կազմում միայն ակտիվ հրաբուխների խառնարանները և պայթած ատոմային ռումբերի էպիկենտրոններում գտնվող փոքր տարածքները: Ո՛չ Անտարկտիդայի ցածր ջերմաստիճանը, ո՛չ գեյզերների եռացող հոսքերը, ո՛չ աղի ավազաններում հագեցած աղի լուծույթները, ո՛չ լեռների գագաթների ուժեղ մեկուսացումը, ո՛չ միջուկային ռեակտորների խիստ ճառագայթումը չեն խանգարում միկրոֆլորայի գոյությանը և զարգացմանը: Բոլոր կենդանի էակները մշտապես փոխազդում են միկրոօրգանիզմների հետ՝ հաճախ լինելով ոչ միայն դրանց պահեստները, այլև դրանց տարածողները: Միկրոօրգանիզմները մեր մոլորակի բնիկներն են, որոնք ակտիվորեն ուսումնասիրում են ամենաանհավանական բնական սուբստրատները:

Հողի միկրոֆլորա

Հողի մեջ բակտերիաների թիվը չափազանց մեծ է՝ հարյուր միլիոնավոր և միլիարդավոր անհատներ մեկ գրամում: Հողի մեջ դրանք շատ ավելի շատ են, քան ջրում և օդում: Հողերում բակտերիաների ընդհանուր թիվը տարբեր է։ Բակտերիաների թիվը կախված է հողի տեսակից, նրանց վիճակից, շերտերի խորությունից։

Հողի մասնիկների մակերեսին միկրոօրգանիզմները տեղակայված են փոքր միկրոգաղութներում (յուրաքանչյուրը 20-100 բջիջ)։ Նրանք հաճախ զարգանում են օրգանական նյութերի խցանումների հաստությամբ, կենդանի և մեռնող բույսերի արմատների վրա, բարակ մազանոթներում և ներսի գնդիկներով։

Հողի միկրոֆլորան շատ բազմազան է։ Այստեղ կան բակտերիաների տարբեր ֆիզիոլոգիական խմբեր՝ փտած բակտերիաներ, նիտրացնող բակտերիաներ, ազոտ ամրագրող բակտերիաներ, ծծմբային բակտերիաներ և այլն։ Միկրոֆլորան հողի ձևավորման գործոններից մեկն է:

Հողի մեջ միկրոօրգանիզմների զարգացման տարածքը կենդանի բույսերի արմատներին հարող գոտին է: Այն կոչվում է ռիզոսֆերա, իսկ դրա մեջ պարունակվող միկրոօրգանիզմների ամբողջությունը կոչվում է ռիզոսֆերային միկրոֆլորա։

Ջրամբարների միկրոֆլորան

Ջուրը բնական միջավայր է, որտեղ միկրոօրգանիզմները զարգանում են մեծ քանակությամբ: Դրանց հիմնական մասը ջուրը մտնում է հողից։ Գործոն, որը որոշում է ջրի մեջ բակտերիաների քանակը և դրա մեջ սննդանյութերի առկայությունը: Ամենամաքուր ջրերը արտեզյան հորերից և աղբյուրներից են։ Բաց ջրամբարներն ու գետերը շատ հարուստ են մանրէներով։ Բակտերիաների ամենամեծ քանակությունը հանդիպում է ջրի մակերեսային շերտերում՝ ափին ավելի մոտ։ Ափից հեռանալով ու խորանալով բակտերիաների թիվը նվազում է։

Մաքուր ջուրը պարունակում է 100-200 բակտերիաներ մեկ մլ-ում, իսկ աղտոտված ջուրը՝ 100-300 հազար և ավելի։ Ներքևի տիղմում կան բազմաթիվ բակտերիաներ, հատկապես մակերեսային շերտում, որտեղ մանրէները թաղանթ են կազմում։ Այս թաղանթը պարունակում է շատ ծծմբի և երկաթի բակտերիաներ, որոնք օքսիդացնում են ջրածնի սուլֆիդը մինչև ծծմբաթթու և դրանով իսկ կանխում ձկների մահը: Տիղմում ավելի շատ սպորակիր ձևեր կան, իսկ ջրում գերակշռում են ոչ սպորաբեր ձևերը։

Տեսակային կազմով ջրային միկրոֆլորան նման է հողի միկրոֆլորային, սակայն կան նաև հատուկ ձևեր։ Ոչնչացնելով ջրի մեջ մտնող տարատեսակ թափոնները՝ միկրոօրգանիզմները աստիճանաբար իրականացնում են ջրի այսպես կոչված կենսաբանական մաքրումը։

Օդի միկրոֆլորա

Օդի միկրոֆլորան ավելի քիչ է, քան հողի և ջրի միկրոֆլորան: Բակտերիաները օդ են բարձրանում փոշու հետ, կարող են որոշ ժամանակ մնալ այնտեղ, իսկ հետո նստել երկրի մակերևույթին և մահանալ սննդի պակասից կամ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների ազդեցության տակ: Օդում միկրոօրգանիզմների թիվը կախված է աշխարհագրական գոտուց, տեղանքից, տարվա եղանակից, փոշու աղտոտվածությունից և այլն։ Փոշու յուրաքանչյուր բծը միկրոօրգանիզմների կրող է։ Բակտերիաների մեծ մասը գտնվում է արդյունաբերական ձեռնարկություններից վերև գտնվող օդում: Գյուղական բնակավայրերի օդն ավելի մաքուր է. Ամենամաքուր օդը անտառների, լեռների և ձնառատ տարածքների վրա է: Օդի վերին շերտերը պարունակում են ավելի քիչ մանրէներ։ Օդի միկրոֆլորան պարունակում է բազմաթիվ պիգմենտային և սպորակիր բակտերիաներ, որոնք մյուսներից ավելի դիմացկուն են ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների նկատմամբ։

Մարդու մարմնի միկրոֆլորան

Մարդու մարմինը, նույնիսկ լիովին առողջ, միշտ միկրոֆլորայի կրող է: Երբ մարդու մարմինը շփվում է օդի և հողի հետ, հագուստի և մաշկի վրա նստում են տարբեր միկրոօրգանիզմներ, այդ թվում՝ ախտածինները (տետանուսի բացիլներ, գազային գանգրենա և այլն)։ Մարդու մարմնի ամենահաճախ բացվող մասերը աղտոտված են: Ձեռքերի վրա հայտնաբերվել են E. coli և staphylococci: Բերանի խոռոչում կան ավելի քան 100 տեսակի մանրէներ։ Բերանը իր ջերմաստիճանով, խոնավությամբ և սննդանյութերի մնացորդներով հիանալի միջավայր է միկրոօրգանիզմների զարգացման համար։

Ստամոքսը թթվային ռեակցիա է ունենում, ուստի նրա միկրոօրգանիզմների մեծ մասը մահանում է: Բարակ աղիքից սկսած՝ ռեակցիան դառնում է ալկալային, այսինքն. բարենպաստ մանրէների համար. Հաստ աղիներում միկրոֆլորան շատ բազմազան է։ Յուրաքանչյուր մեծահասակ օրական արտազատում է մոտ 18 միլիարդ բակտերիաներ արտաթորանքով, այսինքն. ավելի շատ անհատներ, քան մարդիկ ամբողջ աշխարհում:

Ներքին օրգանները, որոնք կապված չեն արտաքին միջավայրի հետ (ուղեղ, սիրտ, լյարդ, միզապարկ և այլն), սովորաբար զերծ են մանրէներից։ Մանրէները մտնում են այս օրգանները միայն հիվանդության ժամանակ։

Բակտերիաները նյութերի ցիկլում

Միկրոօրգանիզմներն ընդհանրապես և մանրէները մասնավորապես մեծ դեր են խաղում Երկրի վրա նյութերի կենսաբանորեն կարևոր ցիկլերում՝ իրականացնելով քիմիական փոխակերպումներ, որոնք լիովին անհասանելի են ոչ բույսերի, ոչ կենդանիների համար: Տարրերի ցիկլի տարբեր փուլերն իրականացվում են տարբեր տեսակի օրգանիզմների կողմից։ Օրգանիզմների յուրաքանչյուր առանձին խմբի գոյությունը կախված է այլ խմբերի կողմից իրականացվող տարրերի քիմիական փոխակերպումից։

Ազոտի ցիկլը

Ազոտային միացությունների ցիկլային փոխակերպումը առաջնային դեր է խաղում կենսոլորտի տարբեր սննդային կարիքներ ունեցող օրգանիզմներին ազոտի անհրաժեշտ ձևերի մատակարարման գործում: Ընդհանուր ազոտի ֆիքսացիայի ավելի քան 90%-ը պայմանավորված է որոշակի բակտերիաների նյութափոխանակության ակտիվությամբ:

Ածխածնի ցիկլը

Օրգանական ածխածնի կենսաբանական վերափոխումը ածխածնի երկօքսիդի, որն ուղեկցվում է մոլեկուլային թթվածնի կրճատմամբ, պահանջում է տարբեր միկրոօրգանիզմների համատեղ նյութափոխանակության ակտիվություն: Շատ աերոբ բակտերիաներ իրականացնում են օրգանական նյութերի ամբողջական օքսիդացում։ Աերոբիկ պայմաններում օրգանական միացությունները սկզբում քայքայվում են խմորման միջոցով, և ֆերմենտացման օրգանական վերջնական արտադրանքը հետագայում օքսիդացվում է անաէրոբ շնչառության միջոցով, եթե առկա են անօրգանական ջրածնի ընդունիչներ (նիտրատ, սուլֆատ կամ CO 2):

Ծծմբի ցիկլը

Ծծումբը հասանելի է կենդանի օրգանիզմներին հիմնականում լուծվող սուլֆատների կամ օրգանական ծծմբային միացությունների տեսքով։

Երկաթե ցիկլ

Որոշ քաղցրահամ ջրային մարմիններ պարունակում են երկաթի նվազեցված աղերի բարձր կոնցենտրացիաներ: Նման վայրերում զարգանում է կոնկրետ բակտերիալ միկրոֆլորա՝ երկաթի բակտերիաներ, որոնք օքսիդացնում են կրճատված երկաթը։ Նրանք մասնակցում են ճահճային երկաթի հանքաքարերի և երկաթի աղերով հարուստ ջրի աղբյուրների ձևավորմանը։

Բակտերիաները ամենահին օրգանիզմներն են, որոնք հայտնվել են մոտ 3,5 միլիարդ տարի առաջ Արխեում: Մոտ 2,5 միլիարդ տարի նրանք գերիշխում էին Երկրի վրա՝ ձևավորելով կենսոլորտը և մասնակցել թթվածնային մթնոլորտի ձևավորմանը։

Բակտերիաները ամենապարզ կառուցվածք ունեցող կենդանի օրգանիզմներից են (բացի վիրուսներից): Ենթադրվում է, որ դրանք Երկրի վրա հայտնված առաջին օրգանիզմներն են:

Բակտերիաները միաբջիջ, միջուկազերծ միկրոօրգանիզմներ են, որոնք պատկանում են պրոկարիոտների դասին։ Մինչ օրս կան ավելի քան 10 հազար ուսումնասիրված տեսակներ (ենթադրվում է, որ դրանք մոտ մեկ միլիոն են), նրանցից շատերը ախտածին են և կարող են տարբեր հիվանդություններ առաջացնել մարդկանց, կենդանիների և բույսերի մոտ։

Դրանց վերարտադրության համար անհրաժեշտ է բավարար քանակությամբ թթվածին և օպտիմալ խոնավություն։ Բակտերիաների չափերը տատանվում են տասներորդականից մինչև մի քանի միկրոն՝ ըստ իրենց ձևի, դրանք բաժանվում են գնդաձև (կոկի), ձողաձև, թելիկաձև (սպիրիլլա) և կոր ձողերի (վիբրիոների) տեսքով։

Առաջին օրգանիզմները, որոնք հայտնվել են միլիարդավոր տարիներ առաջ

(Բակտերիաները և մանրէները մանրադիտակի տակ)

Բակտերիաները շատ կարևոր դեր են խաղում մեր մոլորակի վրա՝ լինելով նյութերի ցանկացած կենսաբանական ցիկլի կարևոր մասնակից, Երկրի վրա ողջ կյանքի գոյության հիմքը: Ինչպես օրգանական, այնպես էլ անօրգանական միացությունների մեծ մասը զգալիորեն փոխվում է բակտերիաների ազդեցության տակ: Բակտերիաները, որոնք հայտնվել են մեր մոլորակի վրա ավելի քան 3,5 միլիարդ տարի առաջ, կանգնած են եղել մոլորակի կենդանի կեղևի սկզբնական աղբյուրներում և դեռևս ակտիվորեն մշակում են ոչ կենդանի և կենդանի օրգանական նյութերը և ներառում են նյութափոխանակության գործընթացի արդյունքները կենսաբանական ցիկլի մեջ: .

(Բակտերիաների կառուցվածքը)

Սապրոֆիտ հողի բակտերիաները հսկայական դեր են խաղում հողի ձևավորման գործընթացում, նրանք մշակում են բույսերի և կենդանական օրգանիզմների մնացորդները և օգնում են հումուսի և հումուսի ձևավորմանը, ինչը մեծացնում է նրա բերրիությունը: Հողի բերրիության բարձրացման գործընթացում ամենակարևոր դերը խաղում են ազոտային հանգուցային բակտերիա-սիմբիոնները, որոնք «ապրում են» հատիկաընդեղենի արմատներին, որոնց շնորհիվ հողը հարստացվում է բույսերի աճի համար անհրաժեշտ արժեքավոր ազոտային միացություններով։ Նրանք օդից վերցնում են ազոտը, կապում այն ​​և միացություններ են ստեղծում բույսերի համար հասանելի ձևով:

Բակտերիաների նշանակությունը բնության նյութերի ցիկլում

Բակտերիաներն ունեն հիանալի սանիտարական հատկություններ, դրանք հեռացնում են կեղտաջրերը, քայքայում են օրգանական նյութերը՝ դրանք վերածելով անվնաս անօրգանական նյութերի։ Եզակի ցիանոբակտերիաները, որոնք առաջացել են անարատ ծովերում և օվկիանոսներում 2 միլիարդ տարի առաջ, կարողացել են ֆոտոսինթեզ իրականացնել, դրանք մոլեկուլային թթվածին են մատակարարել շրջակա միջավայրին և այդպիսով ձևավորել Երկրի մթնոլորտը և ստեղծել օզոնային շերտ, որը պաշտպանում է մեր մոլորակը ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների վնասակար ազդեցությունից: ճառագայթներ. Շատ օգտակար հանածոներ ստեղծվել են հազարավոր տարիների ընթացքում օդի, ջերմաստիճանի, ջրի և բակտերիաների ազդեցությամբ կենսազանգվածի վրա:

Բակտերիաները Երկրի վրա ամենատարածված օրգանիզմներն են, որոնք սահմանում են կենսոլորտի վերին և ստորին սահմանները, թափանցում են ամենուր և առանձնանում են մեծ դիմացկունությամբ։ Եթե ​​չլինեին բակտերիաներ, սատկած կենդանիները և բույսերը չէին վերամշակվեին, այլ պարզապես կկուտակվեին առանց դրանց, կենսաբանական ցիկլը կդառնար անհնար, և նյութերը նորից չէին կարողանա վերադառնալ բնություն:

Բակտերիաները կարևոր օղակ են տրոֆիկ սննդային շղթաներում, նրանք գործում են որպես քայքայողներ՝ քայքայելով մահացած կենդանիների և բույսերի մնացորդները՝ դրանով իսկ մաքրելով Երկիրը: Շատ բակտերիաներ կաթնասունների օրգանիզմում սիմբիոնների դեր են խաղում և օգնում նրանց քայքայել մանրաթելերը, որոնք նրանք չեն կարողանում մարսել։ Բակտերիաների կյանքի գործընթացը հանդիսանում է վիտամին K և B վիտամինների աղբյուր, որոնք կարևոր դեր են խաղում նրանց օրգանիզմների բնականոն գործունեության մեջ:

Օգտակար և վնասակար բակտերիաներ

Մեծ քանակությամբ պաթոգեն բակտերիաները կարող են հսկայական վնաս հասցնել մարդկանց, ընտանի կենդանիների և մշակաբույսերի առողջությանը, մասնավորապես՝ առաջացնելով վարակիչ հիվանդություններ, ինչպիսիք են դիզենտերիան, տուբերկուլյոզը, խոլերան, բրոնխիտը, բրուցելյոզը և սիբիրախտը (կենդանիներ), բակտերիոզը (բույսեր):

Կան բակտերիաներ, որոնք օգուտ են բերում մարդուն և նրանց տնտեսական գործունեությանը: Մարդիկ սովորել են մանրէներ օգտագործել արդյունաբերական արտադրության մեջ՝ արտադրելով ացետոն, էթիլ և բուտիլային սպիրտ, քացախաթթու, ֆերմենտներ, հորմոններ, վիտամիններ, հակաբիոտիկներ, սպիտակուցներ և վիտամինային պատրաստուկներ։ Բակտերիաների մաքրող ուժն օգտագործվում է ջրի մաքրման կայաններում՝ կեղտաջրերը մաքրելու և օրգանական նյութերը անվնաս անօրգանական նյութերի վերածելու համար: Գենետիկական ինժեներիայի ժամանակակից առաջընթացը թույլ է տվել ստանալ այնպիսի դեղամիջոցներ, ինչպիսիք են ինսուլինը, ինտերֆերոնը Escherichia coli բակտերիայից, ինչպես նաև սննդի և սննդի սպիտակուցներ որոշ բակտերիաներից: Գյուղատնտեսության մեջ օգտագործվում են հատուկ բակտերիալ պարարտանյութեր, ինչպես նաև ֆերմերները օգտագործում են բակտերիաներ տարբեր մոլախոտերի և վնասակար միջատների դեմ պայքարելու համար։

(Թարթիչավոր հողաթափերի սիրելի ուտեստը բակտերիաներից)

Բակտերիաները ներգրավված են կաշվի դաբաղման, ծխախոտի տերեւների չորացման գործընթացում, դրանց օգնությամբ արտադրում են մետաքս, կաուչուկ, կակաո, սուրճ, թրջում կանեփը, կտավը, տարրալվացման մետաղները։ Նրանք ներգրավված են դեղերի արտադրության գործընթացում, այնպիսի հզոր հակաբիոտիկների, ինչպիսիք են տետրացիկլինը և ստրեպտոմիցինը: Առանց կաթնաթթվային բակտերիաների, որոնք առաջացնում են ֆերմենտացման գործընթացը, անհնար է այնպիսի կաթնամթերքի պատրաստման գործընթացը, ինչպիսիք են մածունը, ֆերմենտացված թխած կաթը, acidophilus-ը, թթվասերը, կարագը, կեֆիրը, մածունը, կաթնաշոռը: Կաթնաթթվային բակտերիաները նույնպես ներգրավված են վարունգի, թթու կաղամբի թթու թթու թթու դնելու և կերի մթնացման գործընթացում։

Տարածված է ամենուր՝ օդում, ջրում, հողում, կենդանի օրգանիզմներում։ Բակտերիաներ հայտնաբերվել են նույնիսկ օվկիանոսի հատակին մի քանի կիլոմետր խորության վրա, ջերմային աղբյուրներում, որոնց ջրի ջերմաստիճանը հասնում է 90 աստիճանի, նավթաբեր գոյացություններում, այսինքն՝ նրանք ի վիճակի են գոյություն ունենալ այն պայմաններում, երբ այլ կենդանի օրգանիզմներ կան։ ընդհանրապես չի հայտնաբերվել:

Հողի բակտերիաների կենսագործունեության շնորհիվ այլ օրգանիզմների՝ բույսերի, սնկերի հետ միասին ապահովվում է հողի բերրիությունը։ 1 գրամ չեռնոզեմը պարունակում է մոտ 10 միլիարդ բակտերիա։ Նրանք քայքայում են օրգանական նյութերը, որոնք մնացել են հողի մեջ մտնող մահացած կենդանիներից և բույսերից: Դրա շնորհիվ առաջանում են անօրգանական նյութեր, որոնք հետագայում կարող են սպառվել այլ օրգանիզմների, այդ թվում՝ բույսերի կողմից, և արտազատվում է նաև ածխաթթու գազ, որն անհրաժեշտ է բույսերին ֆոտոսինթեզի համար։ Մեծ քանակությամբ հումուս առաջանում է բակտերիայից՝ հողը գոմաղբով պարարտացնելիս, բազմամյա և միամյա խոտաբույսեր մշակելիս, որոնցում մեռնում են բազմաթիվ արմատներ։ Հողում թթվածնի առկայության դեպքում բակտերիաները կարճ ժամանակահատվածում հումուսը վերածում են հանքանյութերի՝ կերակրելու բույսերը, այդ թվում՝ մշակովի բույսերը:

Հողի օգտակար բակտերիաների կյանքի համար ավելի լավ պայմաններ ապահովելու համար հողը մշակվում և պարարտացվում է գյուղատնտեսության մեջ: Հողի վերին շերտը թուլացնելու շնորհիվ խոնավությունը պահպանվում է, և հողը հարստացվում է օդով, որն անհրաժեշտ է ինչպես մշակովի բույսերի կյանքի, այնպես էլ հողի բակտերիաների համար։ Նաև գոմաղբի կիրառումը կերակրում է ոչ միայն մշակովի բույսերին, այլև բակտերիաներին:

Ցիանոբակտերիաները և հողի որոշ բակտերիաներ ունակ են կլանել ազոտը օդից և այն վերածել բույսերի օգտագործման համար հասանելի ձևի: Նոդուլային բակտերիաները բակտերիաների այդպիսի խումբ են: նստում են հատիկաընդեղենի և որոշ այլ բույսերի (չչխան, թթի) արմատներին։ Հանգույց բակտերիաները ունակ են կլանել օդի ազոտը և արտադրել օրգանական ազոտ պարունակող նյութեր՝ դրանցով հարստացնելով հողը։

Մարսելով օրգանական նյութերը՝ բակտերիաները ապահովում են ջրային մարմինների մաքրումը։ Բայց դրանք կարող են հրահրել նաև հակառակ ընթացքը՝ «ջրի ծաղկում»։ Ցիանոբակտերիաները, կանաչ և մանուշակագույն ծծմբային բակտերիաները բույսերի հետ միասին կազմում են օրգանական նյութերի պաշարներ բնության մեջ՝ դրանք առաջացնելով անօրգանական միացություններից։ Իսկ ցիանոբակտերիաները նաև ազատ թթվածին են թողնում մթնոլորտ, որը շնչում են բոլոր կենդանի էակները: Որոշ տեսակի բակտերիաների մասնակցությամբ տեղի է ունեցել նաև բնական գազի և նավթի հանքավայրերի ձևավորում։

Երկրի վրա կյանքը անհնար է առանց բակտերիաների կենսագործունեության, քանի որ նրանք մասնակցում են բնության մեջ եղած նյութերի ցիկլին՝ իրականացնելով քիմիական փոխակերպումներ, որոնք հասանելի չեն ոչ կենդանիներին, ոչ բույսերին:

Կենդանիների բազմաթիվ թագավորություններից մեկը բակտերիաներն են: Այս հոդվածում կխոսենք բակտերիաների դերի մասին բնության և մարդու կյանքում և կներկայացնենք այս թագավորության ախտածին ներկայացուցիչներին։

Բակտերիաները բնության մեջ

Այս կենդանի օրգանիզմներն առաջիններից էին, որ հայտնվեցին մեր մոլորակի վրա։ Դրանք տարածված են ամենուր։ Բակտերիաները ապրում են ջրամբարների հատակում՝ հողի մեջ և կարող են դիմակայել ինչպես ցածր, այնպես էլ բարձր ջերմաստիճաններին։

Այս օրգանիզմների նշանակությունը բնության մեջ անհերքելի է։ Հենց բակտերիաներն են ապահովում բնության մեջ նյութերի շրջանառությունը, ինչը հիմնարար է Երկրի վրա կյանքի համար։ Նրանց ազդեցության տակ օրգանական միացությունները փոխվում են և քայքայվում անօրգանական նյութերի։

Հողի առաջացման գործընթացներն ապահովում են հողի միկրոօրգանիզմները։ Բույսերի և կենդանիների մնացորդները քայքայվում են և վերածվում հումուսի և հումուսի միայն բակտերիաների շնորհիվ։

Ջրային միջավայրում այս թագավորության ներկայացուցիչները օգտագործվում են ջրամբարների և կեղտաջրերի մաքրման համար: Իրենց կենսագործունեության շնորհիվ բակտերիաները վտանգավոր օրգանական նյութերը վերածում են անվտանգ անօրգանականի։

Բրինձ. 1. Բակտերիաների դերը բնության մեջ.

Պաթոգեն միկրոօրգանիզմներ

Այնուամենայնիվ, կան բակտերիաներ, որոնք վնաս են հասցնում այլ կենդանի օրգանիզմներին: Պաթոգեն միկրոօրգանիզմները կարող են առաջացնել հիվանդություններ բույսերի, կենդանիների և մարդկանց մոտ: Օրինակ.

• Սալմոնելլան առաջացնում է որովայնային տիֆ;
• Shigella - դիզենտերիա;
• Clostridium - տետանուս և գանգրենա;
• Տուբերկուլյոզի բացիլ - տուբերկուլյոզ
• Ստաֆիլոկոկներ և streptococci - suppuration և այլն:

Փոխանցման ուղիները կարող են տարբեր լինել.

• երբ հիվանդ մարդուց փռշտում է, խոսում, հազում;
• ֆիզիկական շփման հետ;
• վեկտորների օգնությամբ (միջատներ, կրծողներ);
• վերքերի մեջ ներթափանցելու միջոցով.

Շատ հիվանդություններ ավարտվում են մահով, դեղերին հարմարվելու ունակությամբ, մանրէներն այնքան էլ հեշտ չեն ոչնչացվում. Ժամանակակից գիտությունը ակտիվորեն պայքարում է պաթոգենների դեմ՝ նոր դեղամիջոցներ թողարկելով:

Բրինձ. 2. Պաթոգեն միկրոօրգանիզմներ.

Բակտերիաների ֆիզիոլոգիայի ուսումնասիրությունը հիմնվել է Լուի Պաստերի կողմից դեռևս 1850-ականներին: Նրա հետազոտությունները շարունակեցին Մ.Վ.Բեյերինքը և Ս.Ն.Վինոգրադսկին, ովքեր ուսումնասիրեցին բնության մեջ միկրոօրգանիզմների կարևորությունը։

Բակտերիաների օգտագործումը

Մարդկությունը սովորել է բակտերիաներ օգտագործել իր շահի համար, օրինակ.

• դեղերի արտադրության մեջ;

Կան բակտերիաների հատուկ տեսակներ, որոնք ունակ են արտադրել հզոր հակաբիոտիկներ, ինչպիսիք են տետրացիկլինը և ստրեպտոմիցինը: Նրանց ազդեցությունը սպանում է բազմաթիվ պաթոգեն միկրոօրգանիզմների:

• նոր սննդամթերքի պատրաստում;
• օրգանական նյութերի ազատում;
• ֆերմենտացված կաթնամթերքի արտադրություն (յոգուրտ, նախուտեստներ, կեֆիրներ, ֆերմենտացված թխած կաթ);
• տարբեր տեսակի պանիրների արտադրություն;
• գինեգործություն;
• բանջարեղենի թթու և խմորում.

Բրինձ. 3. Մարդու կողմից բակտերիաների օգտագործումը.

Ի՞նչ ենք մենք սովորել:

Բակտերիաները մեծ նշանակություն ունեն բնության և մարդու կյանքում: Առանց այդ միկրոօրգանիզմների, շրջակա միջավայրի նյութերի ցիկլը չէր կարող տեղի ունենալ: Եվ չնայած դրանցից շատերը կարող են վնասակար լինել կյանքի և առողջության համար, սակայն մարդկանց կողմից բակտերիաների օգտագործումը հնարավորություն է տվել պայքարել բազմաթիվ հիվանդությունների դեմ և արտադրել բազմաթիվ նոր սննդամթերք:

Թեստ թեմայի շուրջ

Հաշվետվության գնահատում

Միջին գնահատականը: 4. Ստացված ընդհանուր գնահատականները՝ 415։

Բակտերիաները մեզ շրջապատում են ամենուր, ավելին, նրանք ապրում են մարդու մարմնի ներսում, ընդ որում՝ հսկայական քանակությամբ։ Փոքր չափերի պատճառով դրանք անզեն աչքով չեն երևում, սակայն կարող են ինչպես զգալի վնաս, այնպես էլ օգուտ բերել։ Ընդհանուր առմամբ, բակտերիաների դերը բնության մեջ հսկայական է։

Կենդանի էակների դասակարգում

Երկար ժամանակ ընդհանրապես գոյություն չուներ ոչ մի համահունչ համակարգ, որը տարբերում էր օրգանիզմներին։ Այնուամենայնիվ, հանրահայտ Կարլ Լիննեուսը հիմք դրեց ժամանակակից երկանդամների դասակարգմանը՝ իր կարծիքով առանձնացնելով 3 հիմնական խմբեր՝ կենդանիներ, բույսեր և հանքանյութեր։ Նա նաև առաջարկեց «թագավորություն» տերմինը։

Հետագայում, երբ տեխնոլոգիան զարգացավ և նոր գիտելիքներ ձեռք բերվեցին, դասակարգումը բարելավվեց, նրանց միջև հիմնական տարբերությունը բջիջներում միջուկի բացակայությունն ու առկայությունը էր: Այսօր կան 8 թագավորություններ, որոնք ունեն էական տարբերություններ՝ վիրուսներ, արխեաներ, պրոտիստներ, քրոմիստներ, բույսեր, սնկեր, կենդանիներ և բակտերիաներ։ Ինչ վերաբերում է վերջիններին, ապա մենք բոլորս գիտենք դրանց գոյության մասին և անընդհատ հանդիպում ենք նրանց, թեև չենք տեսնում։ Նույնիսկ տարօրինակ կարող է թվալ, որ դրանք հատկացվել են բնության առանձին թագավորության:

Բակտերիաներ

Կենդանի բնության այս ամենապարզ ներկայացուցիչները երկար ժամանակ «թաքնվում» են մարդու աչքերից։ Այնուամենայնիվ, նրանց գործունեության արդյունքներն ակնհայտ էին արդեն հին ժամանակներում՝ թթու կաթ, տապալված տերևների փտում, շաքարի խմորում և շատ ավելին։ Այսպիսով, բակտերիաների նշանակությունը բնության մեջ, նույնիսկ դրանց անմիջական հայտնաբերումից շատ առաջ, դժվար է գերագնահատել:

Օրգանիզմների այս խումբը մոլորակի ամենահիններից մեկն է. նրանք գոյություն ունեն ավելի քան 3,5 միլիարդ տարի, և այդ ժամանակի մոտ մեկ երրորդը նրանք միակ կենդանի էակներն էին Երկրի վրա: Չնայած այն հանգամանքին, որ էվոլյուցիան ինչ-որ կերպ ազդել է նրանց վրա, բակտերիաների կառուցվածքը մնում է բավականին պարզունակ, քանի որ նրանք նույնիսկ միջուկ չունեն։ Իսկ այս թագավորության այն ներկայացուցիչները, որոնք կարողանում են գոյատևել ամենաէքստրեմալ պայմաններում, նույնիսկ կարելի է դասել նախակենդանիների շարքին։ Ավելին, նրանք նաև Երկրի վրա գոյություն ունեցող օրգանիզմների ամենամեծ խումբն են։

Բացահայտում և հետախուզում

Բավական երկար ժամանակ գիտնականները նույնիսկ չէին էլ կասկածում իրենց համար անտեսանելի օրգանիզմների գոյության մասին։ Իհարկե, 17-րդ դարում բակտերիաների հայտնաբերողը եղել է այն մարդը, ով հայտնագործել է մանրադիտակը՝ բնիկ Հոլանդիայից Էնթոնի վան Լևենհուկը: Նրա գործիքները մեծացնում էին մինչև 160 անգամ, ուստի գիտնականը տարօրինակ արարածներ նկատեց ջրի կաթիլների, ցեխի, ատամնափառի և շատ այլ միջավայրերում. նա նրանց անվանեց կենդանիներ: Իր հետազոտության ընթացքում նա հանդիպել է ինչպես տարբեր, այնպես էլ նմանատիպ օրգանիզմների, և նա ուշադիր ուրվագծել է դրանք։ Այսպիսով դրվեցին մանրէաբանության հիմքերը։ Հենց «բակտերիա» անվանումն առաջարկել է Քրիստիան Էրենբերգը 1828 թվականին։

Այս օրգանիզմների և տարբեր հիվանդությունների միջև կապի մասին առաջին անգամ հայտարարեց 18-րդ դարի վերջին ռազմական բժիշկ Դ. Ս. Սամոյլովիչը։ Մանրադիտակի միջոցով նա փորձել է գտնել ժանտախտի հարուցիչը, որին հանդիպել է Մոսկվայում համաճարակի ժամանակ։ Չնայած նրան, որ դա նրան չի հաջողվել, նա ապացուցեց, որ վարակը տեղի է ունենում միայն հիվանդի կամ նրա իրերի հետ անմիջական շփման միջոցով։ Հենց այդ ժամանակ էլ առաջարկվեց թուլացած կամ սպանված միկրոօրգանիզմների օգտագործմամբ պատվաստումների գաղափարը: Ավելի ուշ այն կիրառվեց Անգլիայում, երբ բժիշկ Էդվարդ Ջենները նկատեց հիվանդների իմունիտետը կովի հիվանդության պատմության նկատմամբ:

Այնուհետև, մի քանի տասնամյակների ընթացքում, մանրէաբանությունը հիմնականում զբաղվում էր տեղեկատվության հավաքագրմամբ և համակարգմամբ, ինչպես նաև բացահայտելով բակտերիաների դերը բնության մեջ և կյանքի տարբեր գործընթացներում: Հետո դրանք տարբերվել են վիրուսներից՝ կառուցվածքային լուրջ տարբերությունների պատճառով։ Բայց բնության կյանքում դա անմիջապես չգնահատվեց։

Առանձնահատկություններ

Տարբեր պայմաններում գոյատևելու համար հարմարվելու անհրաժեշտության պատճառով բակտերիաները պետք է ոչ միայն արագ վերարտադրվելու ունակություն ունենան, այլև ունենան որոշակի բազմազանություն, ինչը կքննարկվի մի փոքր ուշ:

Այս թագավորությանը պատկանող բոլոր օրգանիզմները, իհարկե, ունեն ընդհանուր հատկանիշներ։ Օրինակ՝ նրանք բոլորը պրոկարիոտներ են, այսինքն՝ չունեն առանձին միջուկ և որոշ այլ բջջային օրգանելներ։ Միևնույն ժամանակ, դրանք սովորաբար ավելի մեծ են, քան էուկարիոտները՝ հասնելով մոտավորապես 0,005 միլիմետրի: Գիտությանը հայտնի ամենամեծ մանրէը չի գերազանցում 0,75 մմ տրամագիծը, և այն կարելի է տեսնել նույնիսկ անզեն աչքով։

Նախ, այս թագավորության ներկայացուցիչներն ունեն բջջային պատ, որը բջիջին տալիս է իր ձևը, ինչպես նաև հատուկ լորձաթաղանթ պարկուճ, որը պաշտպանում է մարմինը չորանալուց և նպաստում նրա սահող շարժմանը: Երբեմն այս շերտը կարող է ավելի հաստ լինել, քան մնացած բակտերիան: Ցիտոպլազմը, համեմատած այլ միկրոօրգանիզմների բջիջների հետ, ավելի խիտ է և կառուցվածքային։ Բոլոր սննդանյութերը գտնվում են անմիջապես դրա մեջ, քանի որ վակուոլներ չկան: Մեկ այլ օրգան, որն օգնում է բջիջին շարժվել, կարող է ներկայացված լինել նրա մակերեսի վրա գտնվող վիլլիներով: Բայց նրանք կարող են բացակայել։

Սորտերի

Կենդանի բնության բակտերիաները հիմնականում տարբերվում են իրենց բջիջների ձևով, այդ իսկ պատճառով դրանք բաժանվում են խմբերի՝ ըստ արտաքին տեսքի։ Հիմնական տեսակները կոչվում են հետևյալ կերպ.

• կոկկի;
• բացիլներ;
• vibrios;
• սպիրոխետներ;
• սպիրիլլա;
• streptococci;
• ստաֆիլոկոկներ.

Բացի այդ, գոյություն ունի տարբերակում, որը հիմնված է կյանքի համար հարմար պայմանների տեսակի վրա: Օրինակ բերենք. Այն օրգանիզմները, որոնք կարող են գոյություն ունենալ թթվածնի բացակայության դեպքում, կոչվում են անաէրոբ։ Բացի այդ, մանրէաբանները տարբերում են գրամ-բացասական և Այստեղ խոսքը միայն հատուկ ներկանյութի արձագանքման մասին է, որը կախված է բջջային թաղանթի կառուցվածքից։ ունեն ավելի հաստ պաշտպանիչ պատյան:

Տարածում

Նրանք ապրում են ամենուր, ինչի պատճառով էլ ստիպված են նման փոփոխական ձևեր ընդունել։ Հրաբխային օդանցքները և սառցե անապատները, ծովերի խորքերը և թթվածնով աղքատ լեռնային շրջանները՝ մանրէներ կարելի է գտնել ամենուր: Դա հնարավոր է միայն նրանց զարմանալի կենսունակության և արագ վերարտադրության շնորհիվ. պարզ բաժանումը կարող է տեղի ունենալ մոտավորապես յուրաքանչյուր 20 րոպեն մեկ:

Ի դեպ, կյանքի շարունակության համար բացարձակապես ոչ պիտանի պայմաններում կենդանի բակտերիաները կարող են այսպես կոչված սպորներ ձևավորել, այսինքն՝ վերածվել քամու կամ ջրով փոխադրման համար հարմար ձևի։ Երբ շրջակա միջավայրը կրկին դառնում է բավական բարենպաստ, միկրոօրգանիզմները կրկին ստանում են վեգետատիվ ձև և առաջացնում նոր գաղութ: Ահա թե ինչպես են բակտերիաները պահպանվում և շարունակում տարածվել բնության մեջ։

Իմաստը և դերը

Այս փոքրիկ օրգանիզմների արածի կարևորությունը չի կարելի գերագնահատել: Բակտերիաների դերը բնության մեջ իսկապես հսկայական է: Առաջին հերթին հենց նրանց ենք պարտական ​​կյանքի բարդ ձևերի գոյությունն իրենց ներկայիս տեսքով: Ի վերջո, ինչպես հաճախ անվանում են ցիանոբակտերիաները, նրանք իրականում ստեղծել են մթնոլորտ և պահպանել թթվածնի մակարդակը անհրաժեշտ մակարդակում: Մինչ այժմ Համաշխարհային օվկիանոսների խորքերում ապրող այս միկրոօրգանիզմները առաջացնում են O 2-ի կեսից ավելին:

Բնության մեջ բակտերիաների երկրորդ կարևոր դերը, հավանաբար, նրանց մասնակցությունն է օրգանական նյութերի վերամշակմանը: Դժվար է նաև պատկերացնել ժամանակակից աշխարհն առանց դրա։ Գոյություն ունի սապրոֆիտ օրգանիզմների մի ամբողջ դաս (որը ներառում է նաև բակտերիաներ)։ Նրանք անմիջականորեն մասնակցում են բնության մեջ առկա նյութերի ցիկլին՝ օրգանական հյուսվածքների մնացորդները քայքայելով բույսերի սնուցման համար անհրաժեշտ հանքային նյութերի։ Այսպիսով, այս «փշրանքները» ցանկացած էկոհամակարգի անբաժանելի մասն են:

Բնության մեջ բակտերիաների մեկ այլ կարևոր դերը որոշ նյութերի վերածելն է, թեև դա միշտ չէ, որ ցանկալի է: Խմորիչը հնարավորություն է տալիս արտադրել խմոր և սպիրտ, ինչպես նաև կեֆիր, կաթնաշոռ, մածուն և այլ նմանատիպ ապրանքներ։ Բայց սա դեռ ամենը չէ: Մտածեք այն բակտերիաների մասին, որոնք կազմում են կաթնասունների աղիքային միկրոֆլորան: Դրանք թույլ են տալիս մարսողական համակարգին այդքան արդյունավետ կերպով ներծծել օգտակար նյութերը, որոնք օրգանիզմ են մտնում սննդի հետ մեկտեղ:

Պաշտպանություն

Այնուամենայնիվ, բակտերիաների դերը բնության մեջ չի սահմանափակվում միայն դրական կողմերով: Այսպիսով, կան հարուցիչներ, որոնք առաջացնում են լուրջ հիվանդություններ, ուստի հաճախ անհրաժեշտություն է առաջանում ազատվել անցանկալի «հյուրերից»։ Դրա համար իրականացվում է ոչ միայն տարրական հիգիենա, այն է՝ ձեռքերն ու մարմինը օճառով լվանալը, այլ նաև ախտահանումը, ինչպես նաև տարբեր առարկաների և մակերեսների ստերիլիզացումը։ Բակտերիաներից պաշտպանվելու միջոցառումները կարող են ներառել եռացող և տաք գոլորշու երկարատև ազդեցություն, ալկոհոլային լուծույթներով կամ քլորի միացություններով բուժում, ինչպես նաև ուլտրամանուշակագույն լույս: Եթե ​​ամեն ինչ ճիշտ է արվում, պաթոգեն բջիջների մեծ մասը մահանում է։

Ինչ վերաբերում է սննդամթերքին, ապա դրանք նույնպես ենթարկվում են մշակման տարբեր եղանակների՝ պաստերիզացում, պահածոյացում, եռում, տապակում, շոգեխաշում, թխում և այլն։ Սակայն մանրէներից համապարփակ պաշտպանությունը կարող է ունենալ նաև բացասական կողմ՝ միշտ պատրաստ լինելու անհրաժեշտության բացակայությունը կարող է թուլացնել իմունային համակարգը: Այսպիսով, դուք չպետք է չափազանց նախանձախնդիր լինեք բակտերիաների դեմ պատերազմում: