Бактерии и их роль в функционировании живой природы. Бактерии древние обитатели земли

Первые обитатели Земли. Бегство от одиночества

Первые обитатели Земли

Если нанести на воображаемый циферблат важнейшие события в истории Земли, взяв за точку отсчета момент ее возникновения и приравняв один час деления шкалы примерно к 200 миллионам лет, то окажется, что первые живые организмы — прокариоты-автотрофы, способные создавать органическое вещество за счет энергии солнца, начали заселять планету между 5 и 6 часами утра. Но лишь спустя 14 часов (то есть около 8 часов вечера по ходу наших воображаемых суток) мир живых существ обогатился первыми примитивными многоклеточными (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Воображаемый циферблат биологической эволюции. На этой схеме 1 ч охватывает период длительностью 187,5 млн лет, 1 мин равна 3,125 млн лет, 1 с — 52 тыс. лет. Крупными цифрами показаны миллиарды лет, прошедшие с момента возникновения Земли.

Переводя эти цифры в реальную шкалу времени, мы увидим, что прокариоты, начавшие осваивать Землю около 3,5 миллиарда лет тому назад, оставались единственными хозяевами нашей планеты на протяжении последующих 2 миллиардов лет. Период их полной монополии закончился примерно 1,5 миллиарда лет назад, когда на арене жизни появились новые персонажи — первые эукариотические организмы. Они были скорее всего существами одноклеточными, хотя есть основания предполагать, что многие детали строения, как и жизненные потребности этих созданий, уже в то время могли быть достаточно разнообразны. Некоторые из первых эукариот пошли по автотрофному пути, уже проторенному прокариотами, приспособившись поддерживать свое существование за счет солнечной энергии. Другие избрали иной способ питания, начав использовать тем или иным способом уже готовые органические вещества, накопленные к тому времени на Земле популяциями многочисленных микроорганизмов (главным образом прокариот). Так или иначе период безраздельного господства двух царств одноклеточных — прокариот и эукариот-протистов — охватывает по меньшей мере еще 800 миллионов лет истории Земли, считая с момента появления организмов, принадлежащих ко второму из названных царств.

Почти за 3 миллиарда лет своей активной деятельности одноклеточные коренным образом преобразили лик юной планеты. Они обогатили воды и сушу запасами органического вещества и азота. Они насытили атмосферу кислородом (выделяемым аутотрофами в процессе фотосинтеза) и создали озоновый щит, задерживающий губительное для всего живого ультрафиолетовое излучение солнца. Иными словами, одноклеточные подготовили, в сущности, условия для появления на Земле более сложных и развитых форм жизни, таких, в частности, как высшие растения и животные.

Существуя с тех самых пор в форме автономных индивидов-клеток либо незамысловатых их агрегатов, одноклеточные благоденствуют и по сей день. Они поистине вездесущи, число их видов очень велико, а количество индивидов в каждой капле воды, а каждой частице фунта поистине необъятно. Некоторые виды прокариот в изобилии встречаются даже в таких местах, где никакая другая жизнь попросту невозможна, например при высоком давлении по периферии глубоководных вулканических кратеров, в которых температура достигает 360 °C, а также в толщах антарктических льдов на глубине немногим меньше полукилометра. Во рту и в кишечнике каждого из нас обитают до 1015 разнообразных микроскопических приживальщиков, которые в нормальных условиях либо никак не влияют на ход жизненных отправлений своего хозяина, либо в той или иной степени способствуют его благополучию. Один грамм почвы может содержать в себе до 20 миллиардов бактериальных клеток и до 8 миллионов микроскопических одноклеточных эукариот.

Этот незримый мир микроскопических организмов, существующих как бы в ином, неведомом нам измерении, отличается необычайной пестротой своего состава. Помимо прокариот (бактерий и цианобактерий), насчитывающих около 2,5–3 тысяч видов, сюда входят несколько обширных групп одноклеточных эукариот, эволюционные пути которых далеко разошлись, по-видимому, еще на заре их существования, то есть около 1,5 миллиарда лет тому назад.

Поскольку нам в дальнейшем придется не раз обращаться к существам, о которых здесь идет речь, стоит сказать несколько слов об их классификации и об основных биологических особенностях.

Микроскопические одноклеточные «водоросли» (зеленые и золотистые) — это автотрофы, синтезирующие строительные блоки своего одноклеточного тела из углекислоты и воды с использованием энергии солнечного света. Сюда относятся по разным подсчетам от 5600 до 9500 видов. Подавляющее большинство из них — истинно одноклеточные организмы, и лишь у немногих видов тело индивида представляет собой гигантскую ветвящуюся многоядерную «клетку».

«Одноклеточные грибы» — гетеротрофы-сапрофиты (или иначе сапробионты), всасывающие продукты распада органических веществ, из которых были построены тела отмирающих организмов. Четыре разных отдела таких организмов насчитывают в общей сложности 1740 видов. Тела этих организмов часто представляют собой гигантские, ветвящиеся многоядерные клетки либо аморфные амебоидные образования со множеством ядер, способные к активному передвижению. Существа этого последнего типа называются плазмодиями.

Простейшие — чрезвычайно пестрая по своему составу группа. Среди простейших есть и автотрофно питающиеся организмы, и паразиты с сапрофитным типом питания, и гетеротрофы-хищники, пожирающие тела живых бактерий, одноклеточных водорослей и прочих микроорганизмов. Известно свыше 25 тысяч видов простейших, среди которых стоит упомянуть хорошо известную всем понаслышке амебу, а также разнообразных инфузорий (рис. 2.4). Хотя большинство инфузорий формально можно считать одноклеточными животными, в действительности они перешли на гораздо более высокую ступень организации по сравнению, скажем, с одноклеточными водорослями. Помимо органелл, свойственных всем эукариотическим клеткам (таких, как рибосомы и митохондрии), инфузория-индивид располагает некоторыми структурами, напоминающими органы многоклеточного существа, такими, в частности, как «глотка», пищеварительная вакуоль (отдаленный аналог желудка), структурами, напоминающими мышечную систему (рис. 2.5) и т. д. Все инфузории характеризуются усложненным генетическим аппаратом. Для многих видов характерны многоядерные «одноклеточные» тела, именуемые в отличие от стандартной эукариотической клетки сомателлами.

Рис. 2.4. Стадии деления амебы (вверху) и инфузория-стилонихия (внизу; на просвет видны округлое ядро и два палочковидных). В отличие от амеб инфузории имеют устойчивую форму тела и подобие двусторонней симметрии.

Рис. 2.5. Сложнейшая сеть плотных сократимых волокон (фибрилл) в одноклеточном теле (сомателле) инфузории-триходины. Эта сеть играет роль скелетной и мышечной систем., позволяя организму сохранять либо произвольно изменять форму тела, а также управляет движением ресничек, при помощи которых инфузория перемещается в воде.

Надо сказать, что названия «водоросли» и «грибы» в применении к представителям первой и второй из обозначенных групп не вполне точны. Существует точка зрения, что в действительности одноклеточные, относимые к этим двум отделам, не состоят в близком родстве с истинными многоклеточными водорослями и грибами. Кроме того, строгое разграничение между одноклеточными «водорослями», «грибами» и «простейшими» далеко не всегда легко провести. Существуют, например, такие организмы, которых ботаники считают водорослями, а зоологи — простейшими. Другие микроорганизмы можно с равными основаниями рассматривать и в качестве простейших-амеб, и в качестве примитивных грибов. Именно поэтому все три эти группы эукариот ученые предлагают объединить в единое царство протистов (или протоктистов), противопоставив их, с одной стороны, царству бактерий-прокариот, а с другой — царствам высших растений, животных и настоящих грибов.

Так что же представляет собой этот скрытый от наших глаз микромир первичных форм жизни, в котором даже кажущееся столь очевидным противопоставление между растениями и животными оказывается зыбким и сомнительным? Обычно слово «микроорганизм» вызывает в сознании представление о некоем примитивнейшем создании, которое и организмом то назвать как-то неловко. Отсюда и привычное противопоставление «одноклеточных», как чего-то в высшей степени несовершенного, «многоклеточным», олицетворяющим собой высшие, прогрессивные формы жизни. Хотя суждение это во многом справедливо, но есть в нем и бесспорно ложные посылки.

Прежде всего, как можно видеть на примере инфузорий, среди организмов, именуемых «одноклеточными», немало высокоорганизованных существ, предстающих перед нами как истинное чудо инженерных возможностей природы. О них еще не раз пойдет речь впереди. С другой стороны, «многоклеточность», как таковая, еще не является сама по себе свидетельством высокой и совершенной организации. Как уже было сказано ранее, основной конструктивный принцип строения высших многоклеточных (в строгом смысле этого слова) есть объединение од некачественных клеток в функциональные ансамбли — ткани. Разнокачественные ткани делят между собой разные обязанности, то есть они взаимодополнительны и лишь в содружестве друг с другом способны обеспечить существование организма как целого. Поэтому тот тип организации, который мы можем назвать «истинной многоклеточностью», было бы точнее обозначить как «разнотканевость».

Если же понимать слово «многоклеточный» буквально — как нечто, составленное из многих, пусть даже совершенно однотипных клеток, то «многоклеточные организмы» более чем обычны в мире «одноклеточных». Это не игра слов, а нечто вполне реальное, хотя и нарушающее своей кажущейся алогичностью наши устоявшиеся представления о картине мира. И все же приходится согласиться с парадоксальным утверждением известной американской исследовательницы Линн Маргелис, утверждающей, что «колониальная и многоклеточная (курсив мой. — Е. П.) организация возникла во многих группах организмов, включая бактерии». Обсуждая строение некоторых микроорганизмов, относящихся уже к эукариотам, она пишет далее, что «…ни при каком усилии воображения невозможно счесть все эти организмы одноклеточными».

Следующая глава >

bio.wikireading.ru

живая природа: роль бактерий в жизни растений

Услышав что-нибудь о бактериях, человек начинает представлять нечто вредное для здоровья. У многих бактерии ассоциируются исключительно с грязными руками или заболеваниями. Однако без этих организмов невозможно представить полноценное функционирование живой природы и ее составляющих – растений, животных, грибов, ведь бактерии играют свою исключительную роль.

Роль почвенных бактерий

Суть

Бактерии – это самые древние обитатели планеты Земля. Согласно исследованиям ученых, они являются первыми живыми организмами. Еще три с половиной миллиарда лет назад Землю населяли исключительно бактерии. Затем уже появились привычные для человека растения и животные.

Первые микроорганизмы имели весьма упрощенную структуру. Хотя по сей день представители некоторых их групп не развились под влиянием эволюции. Такую тенденцию можно увидеть на примере бактерий, которые населяют ил рек и озер, а также серные источники.

Если человек, не имеющий отношения к науке, увидит представителей многих видов групп бактерий, он обратит внимание на их яркий окрас.

Форма

В живой природе обитают бактерии самой разнообразной формы:

1. Кокки имеют форму шара.
2. Бациллы по внешнему виду напоминают палку.
3. Вибрионы круглые, с небольшим отростком.
4. Спириллы получили свое название из-за формы спирали.
5. Стрептококки соединены в цепочку.
6. Стафилококки подобны гроздям винограда.
7. Диплококки обитают в виде пар.

Передвижение

Все группы бактерий можно классифицировать в зависимости от их подвижности. В природе передвигающиеся микроорганизмы совершают движения с помощью жгутиков, представляющих закрученные нити. Некоторые бактерии сокращаются, что является толчком к их передвижению. Также организмы могут скользить. В этом им помогает наружный слой слизи.

Где они обитают

Бактерии имеют примитивную структуру, чем и объясняется их высокий уровень приспособляемости к условиям окружающей среды. Если задаться целью, эти живые организмы можно обнаружить везде – в подземных водах, грунте, песке и в источниках полезных ископаемых. Микроорганизмы ведут жизнедеятельность на поверхности растений, в организме человека и животных.

Если анализировать жизнеспособность всех существ живой природы, бактерии можно смело назвать самыми стойкими, ведь они приспосабливаются как к экстремально низким, так и высоким температурам, которые фиксируются в природе.

Как они питаются

Все бактерии, известные в природе, можно условно разделить на группы в зависимости от способа питания. Живые организмы, которые самостоятельно производят питательные вещества, именуются автотрофами. Организмы, питающиеся готовыми веществами, взятыми из окружающей среды, относят к гетеротрофам. Категорию гетеротрофов можно условно разделить на:

• сапрофиты;
• паразиты;
• симбионты.

Сапрофиты в природе питаются продуктами разложения. Они направляют свои ферменты в гниль или мертвечину, после чего поглощают растворенный в ферментах продукт.

Симбионты поселяются на других живых организмах и создают благоприятное сосуществование. Такие бактерии участвуют в формировании корневой системы некоторых растений, а последние, в свою очередь, являются источником углеводов для микроорганизмов.

Организмы-паразиты обитают на других живых организмах (растениях, животных, грибах). Но такое сосуществование вредит организму, который заселен бактериями.

Распространение в природе

Эти микроорганизмы играют важную роль в природных процессах. Они являются неотъемлемым звеном циркуляции различных веществ в природе. Все виды растений в процессе фотосинтеза продуцируют воду, углекислый газ и минеральные соли, которые попадают обратно в почву с останками животных, грибов и растительным перегноем. Самые примитивные формы жизни играют важную роль в разложении мертвой органики, превращая ее со сложного вещества в простое. Таким образом создается питание для растений.

Если бы не было примитивных форм жизни, планета Земля и ее природа за считанные годы превратилась бы в огромную свалку из мертвых растений, животных и людей.

Микроорганизмы играют важную роль в формировании грунта, без которого не могут существовать различные растения, в том числе и те, которые употребляются в пищу людьми и животными. Для образования грунта необходимы мертвые частицы листьев, которые ежегодно опадают осенью. Примитивные формы жизни участвуют в процессе их распада. Особенно высока концентрация сапрофитов в почве лесов с лиственными и хвойными растениями. Микроорганизмы перерабатывают перегной в минералы, необходимые для жизнедеятельности растительных организмов.

Вода

Вода – это среда природы, условия которой являются благоприятными для жизнедеятельности и развития разных групп бактерий. Чем больше питательных веществ в воде, тем выше концентрация микроорганизмов в ней. Простые формы жизни селятся преимущественно в реках и озерах, особенно в их прибрежных зонах. По мере увеличения глубины водоемов концентрация бактерий снижается. Самая высокая концентрация разных групп микроорганизмов обнаружена в иле.

Микробы являются природными очистителями водоемов, так как участвуют в разрушении органического мусора, попавшего в воду. Однако бывает и в корне противоположное явление в природе – микроорганизмы провоцируют цветение водоема. Такая ситуация угрожающая для живых организмов (рыбы, растений, моллюсков), проживающих в воде.

Воздух

В воздушной среде фиксируется меньшая концентрация микроорганизмов, так как они не получают здесь необходимых для жизнедеятельности веществ. Чем чище воздух, тем меньше в нем бактерий, особенно это касается загородной и лесистой местности.

Микроорганизмы перемещаются в толще воздуха на пылинках. Поэтому высокая их концентрация наблюдается в зонах развитой промышленности.

Человек

Человеческий организм не может быть стерильным. В противном случае в нем не будут происходить жизненно важные процессы, к примеру, переваривание пищи. Наивысшая концентрация полезных микробов наблюдается в кишечнике, ротовой полости, на кожных покровах и половых органах. В нормально функционирующем желудке, печени, мозге, сердце, легких микроорганизмов нет. Однако их появление может обуславливаться некоторыми инфекционными заболеваниями.

При дефиците полезных микроорганизмов организм человека сталкивается с таким заболеванием, как дисбактериоз.

Химия

Микроорганизмы участвуют во многих химических реакциях, происходящих в живой природе. Бактерии участвуют в круговороте следующих веществ:

• азота;
• углерода;
• серы;
• железа.

Благодаря микроорганизмам, участвующим в молочном брожении, человечество знает такие продукты питания, как сыр, творог, кефир, йогурт.

Примечательным является то, что на жизнедеятельность самых простых форм жизни не могут повлиять даже атомные взрывы и ядерная зима.

probakterii.ru

Интересности о бактериях

Бактерии – древнейшая известная группа организмов.

Слоистые каменные структуры – строматолиты, – датируемые в ряде случаев началом археозоя (архея), т.е. возникшие 3,5 млрд. лет назад, – результат жизнедеятельности бактерий, обычно фотосинтезирующих, т.н. сине-зеленых водорослей. Подобные структуры (пропитанные карбонатами бактериальные пленки) образуются и сейчас, главным образом у побережья Австралии, Багамских островов, в Калифорнийском и Персидском заливах, однако они относительно редки и не достигают крупных размеров, потому что ими питаются растительноядные организмы, например брюхоногие моллюски. Первые ядерные клетки произошли от бактерий примерно 1,4 млрд. лет назад.

3,416 млрд лет назад, то есть на 16 млн лет раньше, чем принято считать в научном мире. Анализы одного из кораллов, возраст которого превышает 3,416 млрд лет, доказали, что во время образования этого коралла на Земле уже существовала жизнь на уровне микробов.

Kakabekia barghооrniana (1964-1986 г.г.) была найдено в местечке Харич, Гунедд, Уэльс, ее предполагаемый возраст свыше 4 000 000 000 лет.

Самая древняя форма жизни

В Гренландии были обнаружены окаменевшие отпечатки микроскопических клеток. Оказалось их возраст составляет 3800 миллионов лет, что делает их самыми древними из известных нам форм жизни.

Жизнь может существовать в форме бактерий — простейших организмов, не имеющих ядра в клетке, древнейших (archaea), почти таких же простых, как бактерии, но отличающихся необычной мембраной, ее вершиной считаются эукариоты – собственно, все остальные организмы, генетический код которых хранится в клеточном ядре.

На дне самой глубокой в мире Марианской впадины в центре Тихого океана обнаружены 13 видов неведомых науке одноклеточных, существующих в неизменном виде уже почти миллиард лет. Микроорганизмы были найдены в пробах грунта, которые осенью 2002 года взял в разломе Челленджера японский автоматический батискаф "Кайко" на глубине 10.900 метров. В 10 кубических сантиметрах почвы обнаружены 449 ранее неизвестных первобытных одноклеточных круглой или удлиненной формы размером 0,5 - 0,7 мм. После нескольких лет исследований их подразделили на 13 видов. Все эти организмы практически полностью соответствуют т.н. "неведомым биологическим окаменелостям", которые в 80-х годах были обнаружены в России, Швеции и Австрии в слоях почвы древностью от 540 млн до миллиарда лет.

На основании генетического анализа японские исследователи утверждают, что найденные на дне Марианской впадины одноклеточные существуют в неизменном виде уже более 800 млн, а то и миллиард лет. Судя по всему, это самые древние из всех известных сейчас обитателей Земли. Одноклеточные из разлома Челленджера ради выживания были вынуждены уйти на крайние глубины, поскольку в мелких слоях океана не могли конкурировать с более молодыми и агрессивными организмами.

Развитие Земли разделено на пять промежутков времени, которые называются эрами. Первые две эры, археозой и протерозой, длились 4 миллиарда лет, то есть почти 80% всей земной истории. Во время археозоя произошло образование Земли, возникли вода и кислород. Около 3,5 миллиардов лет назад появились первые крохотные бактерии и водоросли. В эпоху протерозоя, около 700 лет назад, в море появились первые животные. Это были примитивные беспозвоночные существа, например черви и медузы. Палеозойская эра началась 590 миллионов лет назад и продолжалась 342 миллиона лет. Тогда Землю покрывали болота. Во время палеозоя появились крупные растения, рыбы и земноводные. Мезозойская эра началась 248 миллионов лет назад и длилась183 миллиона лет. В это время Землю населяли огромные ящеры динозавры. Появились также первые млекопитающие и птицы. Кайнозойская эра началась 65 миллионов лет назад и продолжается до сих пор. В эту пору возникли растения и животные, которые окружают нас сегодня.

Бактерий много в почве, на дне озер и океанов – повсюду, где накапливается органическое вещество. Они живут в холоде, когда столбик термометра чуть превышает нулевую отметку, и в горячих кислотных источниках с температурой выше 90 С. Некоторые бактерии переносят очень высокую соленость среды; в частности, это единственные организмы, обнаруженные в Мертвом море. В атмосфере они присутствуют в каплях воды, и их обилие там обычно коррелирует с запыленностью воздуха. Так, в городах дождевая вода содержит гораздо больше бактерий, чем в сельской местности. В холодном воздухе высокогорий и полярных областей их мало, тем не менее они встречаются даже в нижнем слое стратосферы на высоте 8 км.

Густо заселен бактериями (обычно безвредными) пищеварительный тракт животных. Для жизнедеятельности большинства видов они не обязательны, хотя и могут синтезировать некоторые витамины. Однако у жвачных (коров, антилоп, овец) и многих термитов они участвуют в переваривании растительной пищи. Кроме того, иммунная система животного, выращенного в стерильных условиях, не развивается нормально из-за отсутствия стимуляции бактериями. Нормальная бактериальная «флора» кишечника важна также для подавления попадающих туда вредных микроорганизмов.

Бактерии гораздо мельче клеток многоклеточных растений и животных. Толщина их обычно составляет 0,5–2,0 мкм, а длина – 1,0–8,0 мкм. Разглядеть некоторые формы едва позволяет разрешающая способность стандартных световых микроскопов (примерно 0,3 мкм), но известны и виды длиной более 10 мкм и шириной, также выходящей за указанные рамки, а ряд очень тонких бактерий может превышать в длину 50 мкм. На поверхности, соответствующей поставленной карандашом точке, уместится четверть миллиона средних по величине бактерий.

В колониях бактерий, называемых строматолитами, бактерии самоорганизуются и создают огромное рабочее объединение, хотя ни одна из них не руководит остальными. Такое объединение очень устойчиво и быстро восстанавливается при повреждениях или смене окружающей среды. Также интересен тот факт, что бактерии в строматолите выполняют разные роли, в зависимости от того, какое место они занимают в колонии, и все они используют общую генетическую информацию. Все эти свойства могут быть полезны для будущих коммуникационных сетей.

Многие бактерии обладают химическими рецепторами, которые регистрируют изменения кислотности среды и концентрацию сахаров, аминокислот, кислорода и диоксида углерода. Многие подвижные бактерии реагируют также на колебания температуры, а фотосинтезирующие виды – на изменения освещенности. Некоторые бактерии воспринимают направление силовых линий магнитного поля, в том числе магнитного поля Земли, с помощью присутствующих в их клетках частичек магнетита (магнитного железняка – Fe3O4). В воде бактерии используют эту свою способность для того, чтобы плыть вдоль силовых линий в поисках благоприятной среды.

Условные рефлексы у бактерий неизвестны, но определенного рода примитивная память у них есть. Плавая, они сравнивают воспринимаемую интенсивность стимула с ее прежним значением, т.е. определяют, стала она больше или меньше, и, исходя из этого, сохраняют направление движения или изменяют его.

Отчасти в силу мелких размеров бактерий интенсивность их метаболизма очень высока. При самых благоприятных условиях некоторые бактерии могут удваивать свою общую массу и численность примерно каждые 20 мин. Это объясняется тем, что ряд их важнейших ферментных систем функционирует с очень высокой скоростью. Так, кролику для синтеза белковой молекулы требуются считанные минуты, а бактерии – секунды. Однако в естественной среде, например в почве, большинство бактерий находится «на голодном пайке», поэтому если их клетки и делятся, то не каждые 20 мин, а раз в несколько дней.

Одна бактерия кишечной палочки (Esherichia cоli) в течение суток могла бы дать потомство, общего объема которого хватило бы для постройки пирамиды площадью 2 кв.км и высотой 1 км. При благоприятных условиях за 48 часов один холерный вибрион (Vibriо chоlerae) дал бы потомство массой 22*1024 т, что в 4 тыс. раз больше массы земного шара. К счастью, выживает лишь незначительное количество бактерий.

В верхнем слое почвы содержится от 100 000 до 1 млрд. бактерий на 1 г, т.е. примерно 2 т на гектар. Обычно все органические остатки, попав в землю, быстро окисляются бактериями и грибами.

Генетически модифицированная обычная кишечная палочка способна поедать фосфорорганические соединения - ядовитые вещества, токсичные не только для насекомых, но и для человека. К классу фосфорорганических соединений относятся некоторые виды химического оружия, например, газ зарин, обладающий нервно-паралитическим действием.

Расправляться с фосфорорганикой модифицированной кишечной палочке помогает особый фермент - разновидность гидролазы, первоначально найденный у некоторых "диких" почвенных бактерий. Протестировав множество генетически близких разновидностей бактерий, ученые выбрали штамм, который уничтожает пестицид метилпаратион в 25 раз эффективнее, чем исходные почвенные бактерии. Чтобы пожиратели токсинов не "разбежались", их закрепили на матрице из целлюлозы - неизвестно, как поведет себя трансгенная кишечная палочка, оказавшись на свободе.

Полиэтилен, полистирол и полипропилен, которые составляют пятую часть городских отходов, стали привлекательными для почвенных бактерий. При смешивании стироловых единиц полистирола с небольшим количеством другой субстанции образуются "крючки", за которые могут зацепиться частицы сахарозы или глюкозы. Сахара "висят" на стироловых цепочках, как подвески, составляя всего 3% от общего веса полученного полимера. Но бактерии Pseudоmоnas и Bacillus замечают присутствие сахаров и, съедая их, разрушают цепи полимера. В результате в течение нескольких дней пластики начинают разлагаться. Окончательные продукты переработки - двуокись углерода и вода, но на пути к ним возникают органические кислоты и альдегиды.

В рубце - отдел пищеварительного тракта жвачных животных – был обнаружен новый вид бактерий, производящих янтарную кислоту. Микробы прекрасно живут и размножаются без кислорода, в атмосфере углекислого газа. Кроме янтарной кислоты они производят уксусную и муравьиную. Основным питательным ресурсом для них служит глюкоза; из 20 грамм глюкозы бактерии создают почти 14 грамм янтарной кислоты.

Бактерии, собранные в гидротермальной трещине на двухкилометровой глубине тихоокеанского залива Калифорнии помогут создать лосьон для эффективной защиты кожи от губительных солнечных лучей. Среди микробов, обитающих здесь при высоких температурах и давлении, есть и Thermus thermоphilus. Их колонии процветают при температуре 75 градусов Цельсия. Ученые собираются использовать процесс брожения этих бактерий. Результатом будет "коктейль из белков", включая энзимы, которые особенно рьяно уничтожают высокоактивные химические соединения, образующиеся при воздействии ультрафиолетовых лучей и участвующие в реакциях, разрушающих кожу. По словам разработчиков, новые компоненты могут уничтожать перекись водорода в три раза быстрее при 40 градусах Цельсия, чем при 25.

Человек — это собрание, собственно, человеческих клеток, а также бактериальных, грибковых и вирусных форм жизни, говорят англичане, и человеческий геном в этом конгломерате вовсе не преобладает. В теле человека несколько триллионов клеток и более 100 триллионов бактерий, пятисот, кстати, видов. По количеству ДНК в наших телах лидируют именно бактерии, а не человеческие клетки. Это биологическое сожительство выгодно обеим сторонам.

Один из штаммов бактерии псевдомонас способен эффективно улавливать из окружающей среды уран и другие тяжёлые металлы. Исследователи выделили эту разновидность бактерий из сточных вод одного из тегеранских металлургических заводов. Успешность работы по очистке зависят от температуры, кислотности среды и содержания тяжёлых металлов. Наилучшие результаты были при 30 градусах Цельсия в слабокислой среде при концентрации урана 0,2 грамма на литр. Его гранулы накапливаются в стенках бактерий, достигая 174 мг на грамм сухого веса бактерий. Кроме того, бактерия захватывает из окружающей среды медь, свинец и кадмий и другие тяжёлые металлы. Открытие может служить основой для разработки новых методов очистки сточных вод от тяжёлых металлов.

Новые микроорганизмы Sejоngia jeоnnii и Sejоngia antarctica - это грамотрицательные бактерии, содержащие желтый пигмент.

На коже грызунов землекопов насчитывается до 516 000 бактерий на квадратный дюйм, на сухих участках кожи этого же животного, например, на передних лапах, всего 13 000 бактерий на квадратный дюйм.

Микроорганизм Deinоcоccus radiоdurans способен выдержать 1.5 миллионов рад. ионизирующего излучения, превышающий смертельный уровень для других форм жизни более чем в 1000 раз. В то время как ДНК других организмов будет разрушен и уничтожен, геном этого микроорганизма не будет поврежден. Секрет подобной устойчивости заключается в специфической форме генома, которая напоминаете окружность. Именно этот факт способствует подобной устойчивости к воздействию радиации.

Препарат для борьбы с термитами "Формосан" (США) использует природных врагов термитов - несколько видов бактерий и грибов, которые заражают и убивают их. После заражения насекомого грибы и бактерии поселяются в его теле, образуя колонии. Когда насекомое гибнет, его останки становятся источником спор, которые заражают собратьев. Были отобраны микроорганизмы, которые размножаются сравнительно медленно - у зараженного насекомого должно остаться время вернуться в гнездо, где инфекция передастся всем членам колонии.

Колонии микробов обнаружены на камнях в районе северного и южного полюсов. Места эти не слишком подходят для жизни - сочетание крайне низких температур, сильных ветров и жесткого ультрафиолетового излучения выглядят устрашающе. Но 95 процентов исследованных учеными каменистых равнин заселены микроорганизмами!

Этим микроорганизмам хватает того света, который попадает под камни через щели между ними, отражаясь от поверхностей соседних камней. Из-за перепадов температур (камни нагреваются солнцем и остывают, когда его нет) происходят подвижки в каменных россыпях, некоторые камни оказываются в полной темноте, а другие, наоборот, попадают на свет. После таких подвижек микроорганизмы "мигрируют" с затемненных камней на освещенные.

Самые щелочелюбивые живые организмы на планете живут в загрязненной воде в США. Ученые обнаружили микробиальные сообщества, благоденствующие в шлаковых отвалах в области озера Калюме на юго-западе Чикаго, где уровень кислотности воды (рН) составляет 12,8. Жизнь в такой среде сравнима с обитанием в каустической соде или жидкости для мытья пола. В подобных отвалах воздух и вода вступают в реакцию со шлаками, в которой возникает гидроксид кальция (каустическая сода), повышающая рН. Бактерий обнаружили в ходе изучения загрязненных грунтовых вод, накопившихся за более чем столетие хранения промышленных железных отвалов, поступающих из Индианы и Иллинойса.

Генетический анализ показал, что часть этих бактерий – близкие родственники видов Clоstridium и Bacillus. Эти виды ранее обнаруживали в кислотных водах озера Моно в Калифорнии, туфовых столбах в Гренландии и загрязненных цементом водах глубинного золотого рудника в Африке. Некоторые из этих организмов используют водород, выделяющийся при коррозии металлических железных шлаков. Как именно необычные бактерии попали в шлаковые отвалы, осталось загадкой. Не исключено, что местные бактерии приспособились к своей экстремальной среде обитания за последний век.

Модифицированные бактерии кишечной палочки выращивают в среде с загрязняющими веществами и определяют их количество в разные моменты времени. У бактерий есть встроенный ген, который позволяет клеткам светиться в темноте. По яркости свечения можно судить об их числе. Бактерии замораживают в поливиниловом спирте, тогда они выдерживают низкие температуры без серьезных повреждений. Затем их размораживают, выращивают в суспензии и используют в исследованиях. В загрязненной среде клетки растут хуже, чаще погибают. Количество мертвых клеток зависит от времени и степени загрязнения. Эти показатели отличаются для тяжелых металлов и органических веществ. Для любого вещества скорость гибели и зависимость числа погибших бактерий от дозы различны.

...сложной структурой из органических молекул, что ещё важнее — присутствие собственного, вирусного генетического кода и способность к размножению.

Принято считать, что вирусы произошли в результате обособления (автономизации) отдельных генетических элементов клетки, получивших, кроме того, способность передаваться от организма к организму. Величина вирусов варьирует от 20 до 300 нм (1 нм = 109 м). Практически все вирусы по своим размерам мельче, чем бактерии. Однако наиболее крупные вирусы, например вирус коровьей оспы, имеют такие же размеры, как и наиболее мелкие бактерии (хламидии и риккетсии.

Есть версия, что вирусы возникли когда-то очень давно — благодаря получившим свободу внутриклеточным комплексам. Внутри нормальной клетки происходит движение множества разных генетических структур (информационные РНК, и прочее, и прочее…), которые могут являться прародителями вирусов. Но, может быть, всё было совсем наоборот — и вирусы — старейшая форма жизни, точнее переходного этапа от "просто химии" к живому на Земле.

Даже происхождение самих эукариотов (а, значит, и всех одно— и многоклеточных организмов, включая нас с вами) некоторые учёные связывают с вирусами. Возможно, что мы появились в результате "сотрудничества" вирусов и бактерий. Первые предоставили генетический материал, а вторые — рибосомы — белковые внутриклеточные фабрики.

... размножаться самостоятельно — за них это делают внутренние механизмы клетки, которую вирус заражает. Сам работать со своими генами вирус также не может — не в состоянии синтезировать белки, хотя имеет белковую оболочку. Он просто похищает готовые белки у клеток. В состав некоторых вирусов даже входят углеводы и жиры — но опять-таки ворованные. Вне клетки-жертвы вирус — это просто гигантское скопление пусть и очень сложных молекул, но ни тебе обмена веществ, ни каких-либо ещё активных действий.

Удивительно, но самые простые существа на планете (мы условно всё же будем именовать вирусы существами) — одна из самых больших загадок науки.

...(вызывающий вспышку гриппа) больше других вирусов в 3, иных - в 40 раз. Он несёт в себе 1260 генов (1,2 миллиона "букв"-оснований, что больше, чем у иных бактерий), в то время как известные вирусы имеют всего-то от трёх до ста генов. При этом генетический код вируса состоит из ДНК и РНК, в то время как все известные вирусы пользуются лишь одной из этих "скрижалей жизни", но никогда — обеими вместе. 50 генов Mimi отвечают за такие вещи, которые ранее в вирусах никогда не были замечены. В частности, Mimi способен на самостоятельный синтез 150 видов белков и даже на ремонт собственной повреждённой ДНК, что для вирусов является вообще нонсенсом.

Американские ученые экспериментировали с современным вирусом гриппа - неприятной и тяжелой, но не слишком летальной болезни - скрестив его с вирусом печально знаменитой "испанки" 1918 года. Модифицированный вирус убивал мышей наповал с симптомами, характерными для "испанки" (острое воспаление легких и внутренние кровотечения). При этом его отличия от современного вируса на генетическом уровне оказались минимальными.

От эпидемии "испанки" в 1918 году погибло больше людей, чем во время самых страшных средневековых эпидемий чумы и холеры, и даже больше, чем фронтовые потери в Первую мировую войну. Ученые предполагают, что вирус "испанки" мог возникнуть из вируса так называемого "птичьего гриппа", соединившись с обычным вирусом, например, в организме свиней. Если же птичий грипп успешно скрещивается с человеческим и получает возможность переходить от человека к человеку, то мы получаем болезнь, которая способна вызвать глобальную пандемию и убить несколько миллионов человек.

...сейчас считается токсин бациллы D. 20 мг его достаточно, чтобы отравить все население Земли.

Вирусы можно считать мобильными наборами генетической информации. Они лишены некоторых ферментов, необходимых для репродукции, и могут размножаться только внутри живой клетки, метаболизм которой после заражения перестраивается на воспроизводство вирусных, а не клеточных компонентов. Это свойство вирусов позволяет отнести их к облигатным (обязательным) клеточным паразитам.

В ладожских водах обитают вирусы-фаги восьми типов, различающихся по форме, размерам и длине ножек. Их число значительно выше характерного для пресной воды: от двух до двенадцати миллиардов частиц в литре пробы. В некоторых пробах было только три типа фагов, самое высокое их содержание и разнообразие - в центральной части водоема, все восемь типов. Обычно бывает наоборот, микроорганизмов больше в прибрежных районах озер.

Многие вирусы, например, герпеса, имеют в своем развитии две фазы. Первая наступает сразу после заражения нового хозяина и длится недолго. Потом вирус как бы "замолкает" и тихо накапливается в организме. Вторая может начаться через несколько дней, недель или лет, когда "молчавший" до поры до времени вирус начинает лавинообразно размножаться и вызывает заболевание. Наличие "латентной" фазы предохраняет вирус защищает вирус от вымирания, когда популяция хозяина быстро приобретает иммунитет к нему. Чем более непредсказуема внешняя среда с точки зрения вируса, тем важнее для него иметь период "молчания".

В жизни любого водоема вирусы играют важную роль. Их численность достигает нескольких миллиардов частиц на литр морской воды в полярных, умеренных и тропических широтах. В пресноводных озерах содержание вирусов обычно ниже раз в 100. Почему в Ладоге так много вирусов и они столь необычно распределены, еще предстоит выяснить. Но исследователи не сомневаются, что микроорганизмы оказывает существенное влияние на экологическое состояние природной воды.

Много видов амеб живет в пресной и соленой воде, во влажной почве и на растениях; некоторые амебы – паразиты животных, в том числе и человека.

У обыкновенной амебы обнаружена положительная реакция на источник механические колебания

Amоeba prоteus – пресноводная амеба длиной около 0,25 мм, один из самых распространенных видов группы. Его часто используют в школьных опытах и для лабораторных исследований. Обыкновенная амеба встречается в иле на дне прудов с загрязненной водой. Она похожа на маленький, едва заметный простым глазом бесцветный студенистый комочек.

У обыкновенной амебы (Amоeba prоteus) обнаружен так называемый вибротаксис в виде положительной реакции на источник механических колебаний частотой 50 Гц. Это становится понятны, если учесть, что у некоторых видов инфузорий, служащих амебе пищей, частота биения ресничек колеблется как раз между 40 и 60 Гц. У амебы наблюдается также отрицательный фототаксис. Это явление заключается в том, что животное старается переместиться из освещенной области в тень. Термотаксис у амебы также отрицательный: она перебирается из более теплой в менее нагретую часть водоеа. Интересно наблюдать гальванотаксис амебы. Если через воду пропустить слабый электрический ток, амеба выпускает ложноножки только с той стороны, которая обращена к отрицательному полюсу – катоду.

Одна из самых крупных амеб – пресноводный вид Pelоmyxa (Chaоs) carоlinensis длиной 2–5 мм.

Цитоплазма клетки находится в постоянном движении. Если ток цитоплазмы устремлется к одной какой-то точке поверхности амёбы, в этом месте на ее теле появляется выпячивание. Оно увеличивается, становится выростом тела - ложноножкой, в него перетекает цитолазма, и амёба таким способом передвигается.

Амеба - очень простой организм, состоящий из одной клетки, которая размножается простым делением. Сначала клетка амебы удваивает свой генетический материал, создавая второе ядро, а затем меняет форму, образуя посередине перетяжку, которая постепенно делит ее на две дочерние клетки. Между ними остается тонкая связка, которую они тянут в разные стороны. В конце концов связка рвется, и дочерние клетки начинают самостоятельную жизнь.

Но у некоторых видов амебы процесс размножения происходит совсем не так просто. Их дочерние клетки не могут самостоятельно разорвать связку и иногда вновь сливаются в одну клетку с двумя ядрами. Делящиеся амебы взывают о помощи, выделяя особое химическое вещество, на которое реагирует "амеба-акушерка". Ученые считают, что, скорее всего, это комплекс веществ, включающий фрагменты белков, липиды и сахара. По-видимому, когда клетка амебы делится, ее мембрана испытывает напряжение, что и вызывает выделение химического сигнала во внешнюю среду. Тогда делящейся амебе помогает другая, которая приходит по специальному химическому сигналу. Она внедряется между делящимися клетками и давит на связку, пока та не разорвется.

Самые древние из них - радиолярии, одноклеточные организмы, покрытые панциревидным наростом с примесью кремнезема, останки которых были обнаружены в докембрийских отложениях, чей возраст насчитывает от одного до двух миллиардов лет.

Тихоходка, животное размером меньше чем полмиллиметра в длину, считается самой выносливой формой жизни на Земле. Это животное выдерживает температуру от 270 градусов Цельсия до 151, воздействие рентгеновского излучения, условия вакуума и давление, шесть раз превышающее давление на дне самого глубокого океана. Тихоходки могут обитать в водосточных желобах и в трещинах каменной кладки. Некоторые их этих маленьких созданий оживали после столетней спячки в сухом мхе музейных коллекций.

Суммарная масса фитопланктона всего 1,5 млрд т, тогда как масса зоопалнктона – 20 млрд т.

Скорость движения инфузории-туфельки (Paramecium caudatum) составляет 2 мм в сек. Это означает, что туфелька проплывает за секунду расстояние в 10-15 раз большее, чем длина ее тела. На поверхности инфузории-туфельки находятся 12 тыс. ресничек.

Эвглена зеленая (Euglena viridis) может служить хорошим индикатором степени биологической очистки воды. При снижении бактериальных загрязнений ее численность резко возрастает.

Существа, которые не относятся ни к растениям, ни к животным, называются рангеоморфами. Они впервые поселились на океанском дне около 575 миллионов лет назад, после последнего глобального оледенения (это время называют периодом Эдиакар), и были одними из первых мягкотелых существ. Эта группа существовала до 542 миллионов лет назад, когда стремительно размножающиеся современные животные вытеснили большинство этих видов.

Организмы собирались во фрактальные узоры из разветвляющихся частей. Они были неспособны двигаться и не имели репродуктивных органов, а размножались, по-видимому, создавая новые ответвления. Каждый ветвящийся элемент состоял их множества трубок, удерживаемых вместе полужестким органическим скелетом. Ученые обнаружили рангеоморфы, собранные в несколько разных форм, которые, как он полагает, собирали пищу в разных слоях водяного столба. Фрактальный рисунок представляется достаточно сложным, но, по словам исследователя, сходство организмов друг с другом делало достаточным простой геном для создания новых свободно плавающих ответвлений и для соединения ответвлений в более сложные структуры.

Фрактальный организм, найденный на Ньюфаундленде, имел 1,5 сантиметра в ширину и 2,5 сантиметра в длину.

Такие организмы составляли до 80% всех живущих в Эдиакаре, когда не было подвижных животных. Однако с появлением более мобильных организмов начался их упадок, и в результате они были полностью вытеснены.

Под поверхностью дна морей и океанов существует целая биосфера. Оказывается, на глубинах в 400-800 метров ниже дна, в толще древних отложений и пород живут мириады бактерий. Возраст некоторых конкретных экземпляров оценивается в 16 миллионов лет. Они практически бессметрны — считают учёные.

Исследователи полагают, что именно в подобных условиях, в глубинах донных пород, более чем 3,8 миллиарда лет назад зародилась жизнь и лишь позднее, когда среда на поверхности стала пригодной для обитания — освоила океан и сушу. Следы жизни (окаменелости) в донных породах, взятых с очень большой глубины под поверхностью дна, учёные находили давно. Собрана масса образцов, в которых они нашли живые микроорганизмы. В том числе — в породах, поднятых с глубин более 800 метров ниже уровня океанского дна. Некоторые образцы отложений насчитывали возраст во много миллионов лет, а это означало, что, к примеру, запертая в таком образце бактерия — имеет тот же возраст. Около трети бактерий, которые учёные обнаруживали в глубоких донных породах — живы. В отсутствии солнечного света источником энергии для этих существ являются различные геохимические процессы.

Бактериальная биосфера, расположенная под морским дном, очень велика и по численности превосходит все бактерии, живущие на суше. Потому она оказывает заметное влияние на геологичечские процессы, на баланс диоксида углерода и так далее. Возможно, предполагают исследователи, без таких подземных бактерий у нас не было бы нефти и газа.

www.kabanik.ru

Самая большая бактерия - 24СМИ

Бактерии - первые «жители» нашей планеты. Эти примитивные безъядерные микроорганизмы, большинство которых состоит только из одной клетки, впоследствии дали начало другим, более сложным формам жизни. Ученые исследовали более десяти тысяч их видов, однако неизученными остаются еще около миллиона. Стандартный размер представителя микромира: 0,5-5 мкм, однако самая крупная бактерия имеет размер более 700 мкм.

Бактерии – древнейшая форма жизни на Земле

Бактерии могут иметь сферическую, спиралевидную, шаровидную формы. Их можно встретить везде, они густо населяют воду, почву, кислые среды, радиоактивные источники. Ученые находят живые одноклеточные микроорганизмы в условиях вечной мерзлоты и в извергающейся лаве вулканов. Увидеть их можно благодаря микроскопу, но некоторые бактерии вырастают до гигантских размеров, полностью изменяя представление человека о микромире.

• Thiomargarita namibiensis, Намибийская серная жемчужина – так называется самая крупная из известных человеку бактерий. Чтобы ее увидеть, не нужен микроскоп, длина ее составляет 750 мкм. Гигант микромира был обнаружен немецким ученым в придонных водах во время экспедиции на российском научном судне.

• Epulopiscium fishelsoni обитает в кишечнике рыбы-хирурга и имеет длину 700 мкм. Объем этой бактерии в 2000 раз превышает объем микроорганизма стандартных размеров. Первоначально крупное одноклеточное было найдено внутри рыб-хирургов, населяющих Красное море, но после было обнаружено и в других видах рыб в районе Большого Барьерного рифа.
• Спирохеты – бактерии с длинными, спиральными клетками. Очень подвижны. Живут в воде, в почве или в другой питательной для них среде. Многие спирохеты – это возбудители серьезных болезней человека, другие разновидности являются сапрофитами – разлагают отмершую органику. Эти бактерии могут вырасти до длины 250 мкм.
• Цианобактерии – древнейшие микроорганизмы. Учеными были найдены продукты их жизнедеятельности, возраст которых составляет более 3,5 млрд лет. Эти одноклеточные являются частью океанического планктона и производят 20-40% кислорода на Земле. Спирулину высушивают, перемалывают и добавляют в пищу. Оксигенный фотосинтез характерен для водорослей и высших растений. Цианобактерии – единственные одноклеточные, которые в процессе фотосинтеза выделяют кислород. Именно благодаря цианобактериям в атмосфере Земли появился большой запас кислорода. Ширина клеток у этих бактерий варьируется от 0,5 до 100 мкм.

• Актиномицеты обитают в кишечнике большинства беспозвоночных. Их диаметр - 0,4-1,5 мкм. Существуют патогенные формы актиномицетов, живущие в зубном налете и в дыхательных путях человека. Благодаря актиномицетам человек также ощущает специфический «запах дождя».
• Beggiatoa alba. Протеобактерии этого рода населяют места, богатые серой, пресные реки и моря. Размер этих бактерий - 10х50 мкм.
• Азотобактер имеет диаметр 1-2 мкм, живет в слабощелочных или нейтральных средах, играет большую роль в круговороте азота, повышает плодородие почвы и стимулирует рост растений.
• Mycoplasma mycoides – возбудитель легочных заболеваний у коров и коз. Эти клетки имеют размер 0,25-0,75 мкм. Бактерии не имеют жесткой оболочки, от внешней среды они защищены лишь цитоплазматической мембраной. Геном этого вида бактерий является одним из самых простых.

Археи не являются бактериями, но так же, как и они, состоят из единственной клетки. Эти одноклеточные были выделены вблизи термальных подводных источников, внутри нефтяных скважин и под ледяной поверхностью северных районов Аляски. Археи имеют свою собственную эволюцию развития и отличаются от других форм жизни некоторыми биохимическими особенностями. Средний размер археи – 1 мкм.

Теоретически самый минимальный размер одноклеточного микроорганизма: 0,15-0,20 мкм. При меньшем размере клетка не сможет воспроизводить себе подобных, так как в ней не поместятся биополимеры в нужном составе и в необходимом количестве.

Роль бактерий в природе

В организме человека сосуществует более миллиона видов разных одноклеточных микроорганизмов. Одни из них чрезвычайно полезны, другие могут нанести непоправимый урон здоровью. Первую «порцию» бактерий младенец получает при рождении – во время прохождения через родовые пути матери и в первые минуты после родов.

Если ребенок появляется на свет путем кесарева сечения, организм малыша заселяется не родственными для него микроорганизмами. Как следствие, у него понижается естественный иммунитет, повышается риск возникновения аллергических реакций. К трем годам большая часть микробиома ребенка является сформированной. У каждого человека есть свой уникальный набор населяющих его микроорганизмов.

Бактерии используются человеком при производстве лекарств и пищевых продуктов. Они расщепляют органические соединения, очищая их и превращая грязные стоки в безвредную воду. Почвенные микроорганизмы производят азотные соединения, необходимые для роста растений. Одноклеточные активно перерабатывают органику и осуществляют круговорот веществ в природе, который является основой жизни на нашей планете.

24smi.org

Найдены древнейшие бактерии на Земле

Древнейшие свидетельства живых одноклеточных организмов были обнаружены учеными в Западной Австралии. Как полагают ученые, найденные следы являются останками бактерий, обитавших на нашей планете около 3,43 млрд лет назад. В те времена атмосфера Земли была практически бескислородной, а источником энергии для древнейших бактерий служила сера. Найдены следы древних бактерий были в зернах песка, находящихся на мелководье.

Как сообщают ученые, древние бактерии представляли собой округлые, вытянутые и полые трубчатые клетки, которые могли буквально слипаться вместе и образовывать бактериальные цепи, покрывающие довольно обширные регионы, богатые серой и сульфатами. Интересно отметить, что бактерии, похожие на первых обитателей планеты, живут на Земле и сегодня - они образуют черные слои под песчаными пляжами.

Исследователи полагают, что найденные хорошо сохранившиеся следы, по которым можно изучать древние бактерии в объемном виде, помогут разрешить научную дилемму о том, кто же в итоге был самым первым обитателем на нашей планете.

В 1993 году геологи из Университета Калифорнии обнаружили следы микроорганизмов, которые были на 35 млн лет старше, чем все известные на тот момент виды. Тогда ученые установили, что эти бактерии были фотосинтезирующими. Данные аргументы были широко приняты до 2002 года, когда повторный анализ на более современном оборудовании показал, что подобные формы жизни, вполне могли оказаться неживыми, то есть это был неорганический минеральный процесс. На сегодня у ученых нет единой точки зрения на сей счет.

Сейчас ученые предлагают несколько более поздние следы микроорганизмов, однако на сегодня у них есть убедительные доказательства биологической основы данных клеток. Ученые говорят, что у них есть доказательства биологической основы клеток - это и предполагаемые микрофоссилии и биохимия организмов и другие данные, говорящие о биологической структуре микроорганизмов. Одним из основных доводов в пользу биологической сущности является то, что микроорганизмы могли объединяться друг с другом, образуя стены, характерные и для современных бактерий.

В публикации ученых говорится, что новая находка была сделана в австралийском регионе Пилбара, где раньше находили другие древнейшие образцы биологической жизни. Также ученые говорят, что прежде они считали невозможным находку столь древних образцов биологической жизни, ведь считалось, что подобные биологические следы за миллиарды лет должен был разрушить кислород. Теперь стало очевидно, что это не так.

Сейчас исследователи говорят, что среди следов микроорганизмов были найдены микрочастицы неокисленного пирита железа, что также говорит в пользу древнейшей бескислородной формы жизни этих бактерий. Сохранились бактерии и пирит железа в частицах песка, которые со временем образовались вокруг них.

В статье, опубликованной в последнем номере журнала Science, говорится, что технически пригодные условия для бескислородной жизни могли появиться на планете еще 3,8 млрд лет назад, но пока столь древние следы не были обнаружены. Вполне возможно, что в недрах планеты есть следы групп еще более древних бактерий.

Сайберсекьюрити.Ру

chaos.in.ua

Где обитают бактерии – болезнетворные, почвенные, хемосинтетики

Бактерии являются древнейшими обитателями Земли. За миллиарды лет своего существования они смогли адаптироваться практически ко всем условиям жизни. Эти микроорганизмы очень широко распространились по всей планете и живут во всех экосистемах Земли. Рассмотрим вопрос о том, где обитают те или иные бактерии, на конкретных примерах.

Наиболее многочисленную группу составляют почвенные организмы. Их форма идеально приспособлена к условиям среды, в которой они обитают, и является практически неизменной. По фото видно, что это может быть шар, палочка или изогнутая форма. Почвенные бактерии – преимущественно хемосинтетики, то есть они получают энергию в результате окислительно-восстановительных реакций с участием диоксида углерода (углекислого газа). В итоге почвенные бактерии синтезируют вещества, которые другие организмы используют для своей жизнедеятельности.

Бактериальный состав плодородных почв очень разнообразен. Его обитателями являются:

• азотфиксирующие организмы;
• бактерии гниения;
• микроорганизмы, восстанавливающие тяжелые металлы;
• бактерии брожения – маслянокислые, молочнокислые, уксуснокислые;
• болезнетворные организмы.

Азотфиксирующие организмы

Азотфиксирующие бактерии – это почвенные микроорганизмы, которые обладают способностью усваивать молекулярный азот из атмосферы, что недоступно растениям. В результате окислительно-восстановительной реакции азотфиксирующие бактерии синтезируют соединения, которые содержат азот и могут усваиваться растениями.

По тому, как именно они обитают в среде, они делятся на две группы:

1. Свободноживущие организмы (род Азотобактер от лат. Azotobacter).
2. Симбионты (клубеньковые бактерии из рода Rhizobium). Симбиотические отношения – это форма взаимодействия между организмами, при которой пользу получают оба участника или один из них (паразит).

Азотфиксирующие клубеньковые микроорганизмы-симбионты обычно имеют две формы клеток: палочка или овал, что хорошо видно на фото. Чаще всего они вступают в симбиотические отношения с растениями семейства бобовых:

• горохом;
• чечевицей;
• клевером;
• люцерной и т.д.

Клубеньковые бактерии, селясь в корнях растений, образуют на них шарообразные утолщения, которые видны даже на обычном фото. Симбионты получают обоюдную выгоду. Азотфиксирующие клубеньковые микроорганизмы поставляют растению азот, взамен получая необходимые вещества для своей жизнедеятельности. Большая часть бобовых растений может самостоятельно усваивать азот из азотной кислоты и солей аммония. Клубеньковые бактерии служат дополнительными поставщиками атмосферного азота. А растение копеечник не обладает такими способностями. Поэтому клубеньковые узлы для него – единственный источник азота.

В среде с повышенным количеством азотсодержащих соединений клубеньковые бактерии перестают вести себя как симбионты. Эти организмы отличаются избирательностью. Так, клубеньковые бактерии клевера селятся только в клевере, а клубеньковые бактерии люпина заражают только отдельные его сорта.

Установлено, что азотфиксирующие, в том числе клубеньковые, бактерии ежегодно окисляют огромное количество азота.

Сапрофиты

Если хемосинтетики используют энергию химических реакций неорганических соединений, то бактерии гниения (сапрофиты) питаются готовой органикой мертвых тканей. Они обитают на поверхности почвы: на останках животных, частях скошенной травы, упавших листьях и плодах. На фото пораженного яблока отчетливо виден результат деятельности микроорганизмов гниения. Как и почвенные микроорганизмы, бактерии гниения живут в ее верхнем слое: вокруг отмерших корней растений, умерших личинок и т.п.

В результате гниения ускоряется разложение мертвых тканей и их утилизация, почва обогащается питательными веществами, улучшающими ее плодородие. Одни виды этих микроорганизмов живут в присутствии атмосферного кислорода, другие обитают в бескислородных условиях. В силу специфики питания бактерии гниения – свободноживущие организмы, не вступающие в симбиотические группы.

Молочнокислое брожение

Молочнокислые бактерии питаются сахарами молочных продуктов. В результате сбраживания образуется молочная кислота, вызывающая скисание продуктов. Из фото, сделанных под микроскопом, следует, что молочнокислые бактерии преимущественно имеют две формы клеток. Это палочка или шар.

В природе молочнокислые организмы обитают в следующих местах:

• на поверхности растений;
• на ягодах, овощах и фруктах;
• в молоке;
• на наружном и внутреннем эпителии животных, птиц, рыб, человека.

Самые распространенные молочнокислые организмы – представители вида Lactococcus lactis. В природе эти молочнокислые лактококки обычно обитают в самопроизвольно скисшем молоке, которое свертывается под их воздействием за сутки. Оптимальной для них является температура 30-35°С. При концентрации молочной кислоты, достигающей 6-7 г на литр, сбраживание прекращается, так как молочнокислые лактококки чувствительны к повышенной кислотности.

В промышленных условиях искусственно культивируются молочнокислые бактерии для производства кефира, ряженки, сметаны, сыров и т.д. Эти молочнокислые продукты очень полезны – с их помощью нормализуется кишечная микрофлора организма.

Молочнокислые микроорганизмы – важный компонент ферментации овощей, они используются при производстве теста, какао. Самый распространенный способ заготовки корма для домашнего скота – силосование. Это консервирование измельченных растений без доступа воздуха, активными участниками которого являются молочнокислые лактококки.

Кишечная палочка

До сих пор рассматривались бактерии, обитающие в природных условиях. Рассмотрим типичного представителя человеческого организма, которым является кишечная палочка. Эти бактерии-симбионты, получающие питательные вещества из организма теплокровных животных. Кишечная палочка преимущественно имеет палочковидную форму, о чем свидетельствуют многочисленные фото, сделанные учеными.

Основное место, где она обитает, – кишечная полость (нижняя ее часть). Может встречаться в воде, продуктах и некоторое время выживать в окружающей среде.

Кишечная палочка имеет много штаммов (разновидностей). Большая часть из них безвредна. Нормальная кишечная флора человека и животных всегда содержит эти микроорганизмы. Оптимальной для них считается температура 37°С.

По одной из версий, кишечная палочка попадает в человеческий организм в течение первых 40 часов после его рождения и обитает там всю жизнь. Источником может служить материнское молоко или контактирующие с ребенком люди. По другой версии, кишечная палочка заселяет организм ребенка еще в утробе матери.

Бактерия приносит пользу организму-хозяину, синтезируя, например, витамин К. Кишечная палочка подавляет развитие патогенной флоры в кишечнике, в терапевтических целях используется при лечении желудочно-кишечных заболеваний.

Безвредная в обычных условиях кишечная палочка, попадая в другие части организма, может стать патогенной. Кроме того, возможно проникновение извне ее болезнетворных штаммов, которое может привести к желудочно-кишечным инфекциям.

Болезнетворные бактерии

Болезнетворные бактерии – это симбионты-паразиты. Они питаются за счет другого организма, отравляя его продуктами своей жизнедеятельности. Они могут вызвать самые тяжелые заболевания:

• тиф;
• холеру;
• туберкулез;
• сибирскую язву;
• бруцеллез и другие.

Самое распространенная среда, где обитают болезнетворные микроорганизмы, – это слюна больного человека, посуда и другие предметы, которыми он пользовался, застоявшийся воздух помещений. Они могут содержаться в пище, воде и практически на всех поверхностях, особенно в условиях антисанитарии. Заразиться можно и от больных животных, так как некоторые болезнетворные для них бактерии опасны и для человека.

Болезнетворные бактерии могут поражать растения и их плоды. Это легко определить визуально, что подтверждает фото зараженных плодов. Поэтому надо быть внимательным к употребляемым в пищу фруктам и овощам, особенно дикорастущим. Лучшей профилактикой может служить соблюдение личной гигиены и регулярное проветривание помещения.

Кроме рассмотренных самых распространенных мест проживания, бактерии обитают и в совершенно, казалось бы, непригодных для жизни условиях. Это и полярные льды, и горячие источники, и условия сильного давления или очень разреженного воздуха. Нет такого места на Земле, где бы не были обнаружены эти мельчайшие организмы.

probakterii.ru

Интересности о бактериях - Мои статьи - Каталог статей

bakterii.ucoz.ru

• 
  Древней руси феодальная раздробленность
• 
  Тест культура древней руси
• 
  Культура древней руси тест
• 
  Тренеров древней греции называли
• 
  Прометей герой древней греции
• 
  Словарь мифов древней греции
• 
  Бог древнего египта гора
• 
  В древнем риме патриции
• 
  Тест искусство древнего египта
• 
  Земледелие в древней руси
• 
  Древнейшие тектонические структуры это