Bakterije u prirodi i u životu su negativne. Značenje bakterija. Učešće u lancima ishrane

11.04.2024

Kada čujete riječ „bakterije“, prvo što vam padne na pamet su strašni mikrobi koji su odgovorni za gotovo sve – od običnog gripa do raka kao posljedice bolesti. Dakle, koji je pravi značaj bakterija u prirodi i ljudskom životu? Počnimo s činjenicom da su bakterije, prema još nepobitnom mišljenju naučnika, prvi organizmi koji su se pojavili na našoj planeti. I da ovi „pronalaziči“ nisu pustili kiseonik, jadno čovečanstvo ne bi imalo šanse za preživljavanje. Štaviše, da se bakterije nisu potrudile da stvore protein kao takav, onda bi postojanje proteinskog života (uključujući vas i mene) moglo biti sigurno zaboravljeno!

Ako je vjerovati službenoj verziji povijesti, bakterije su se pojavile na Zemlji prije nekoliko milijardi godina, a zatim ih još oko milijardu godina niko nije spriječio da uživaju u životu u sjajnoj izolaciji. U poređenju sa istorijom čovečanstva, koja datira nekoliko stotina hiljada godina unazad, ovo je ogroman vremenski period. Za to vrijeme mikroorganizmi su naučili da se prilagođavaju okolini, mijenjaju svoju strukturu i mijenjaju okolinu, prilagođavajući je svojim potrebama.

Vitalnost bakterija je neuporediva, možda, sa bilo kojim živim organizmom na Zemlji. Oni žive:

u dubinama okeana pod monstruoznim pritiskom;
u arktičkim hladnim uvjetima i zadržavaju sposobnost postojanja nakon odmrzavanja;
u toplim izvorima na temperaturama od stotinu stepeni (pa i više!);
u ljudskom želucu, otporan na djelovanje hlorovodonične kiseline;
u otvorima podvodnih vulkana, gdje se istovremeno konvergiraju tri (najmanje) agresivna faktora - temperatura, pritisak, otrovni plinovi;
u gornjim razrijeđenim slojevima atmosfere, gdje je već bliže kosmičkoj hladnoći nego toploj zemlji;
duboko pod zemljom preživljavaju grickajući jedinjenja sumpora i ispirući ručak uljem itd.

Jednom riječju, ne postoji kutak na našoj planeti i u našem tijelu u kojem ne žive bakterije. Postoji teorija da se život na Zemlji pojavio zajedno s bakterijama koje su do nas stigle unutar nekog sudbonosnog meteorita. To znači da su mikroorganizmi uspjeli preživjeti u apsolutnom vakuumu i svemirskoj hladnoći! I oni ne samo da su preživjeli, već su zadržali sposobnost razmnožavanja, naselili cijelu planetu, pripremili teren za pojavu gljiva i algi, što je dovelo do povećanja raznolikosti života u prirodi i, kao rezultat, do pojave čovječanstva! A ovo je samo početak odgovora na pitanje koliki je značaj bakterija u prirodi i ljudskom životu. Ukratko, bez njih ne bismo postojali.

Pa ko su one, bakterije?

U drugoj polovini 19. veka formira se novi pravac u nauci - mikrobiologija. Ova nauka se pojavila kao grana medicine i proučavala je ulogu bakterija kao patogena. Osnivači mikrobiologije bili su Pascal, Mečnikov, Koh, Erlih i drugi doktori koji su mogli da razmotre vezu između sićušnih stvorenja i ljudskih bolesti. Savremena mikrobiologija se ne bavi samo medicinskim problemima, ona igra veliku ulogu u industriji (biotehnologiji) iu relativno novoj grani nauke – genetskom inženjerstvu.

Mikroorganizmi (ili mikrobi) smatraju se svi živi organizmi koji se ne mogu vidjeti golim okom (bez mikroskopa). U prirodi postoje tri domene (regije):

virusi;
protozoe i gljive;
prave bakterije.

Bakterije se razlikuju od ostalih domena po svojoj strukturi - nemaju jezgro ograničeno membranom. Umjesto toga, imaju molekulu DNK zatvorenu u petlju, koja preuzima ulogu prijenosa genetskih informacija iz ćelije majke u ćeliju ćerku.

Bakterije su jednoćelijski organizmi najjednostavnije strukture:

vanjski sloj – ćelijski zid;
tanak unutrašnji sloj - citoplazmatska membrana;
unutrašnja gelasta supstanca - citoplazma;
prototip jezgra (molekula DNK) je nukleoid;
“rezervni” kapaciteti za skladištenje informacija (RNA molekuli) – ribozomi.

Ovo su samo osnovne strukture bakterijske ćelije. Dodatni koji se pojavljuju u zavisnosti od funkcija ćelije ili uslova njenog postojanja uključuju kapsule, pili, spore, plazmide, zrna volutina i druge uređaje razvijene tokom milijardi godina evolucije za preživljavanje bakterija kao vrste.

šta ćemo jesti...

Što je dalje istraživanje bakterija napredovalo, slika je postajala zanimljivija. Ispostavilo se da je i tlo koje nas hrani nastalo zahvaljujući mikroorganizmima. Međutim, voda i zrak su igrali važnu ulogu. Ali početak su napravile upravo bakterije.

Dalje više. Organske tvari koje koriste biljke također stvaraju mikroorganizmi (bakterije – proizvođači). Štaviše, za to koriste anorganska jedinjenja, a energiju uzimaju iz reakcija foto- i kemosinteze, odnosno od sunčeve svjetlosti i kemijskih transformacija. Ali nije dovoljno stvoriti organsku materiju, potrebno je i nešto učiniti sa mrtvim ostacima. Inače bi se planeta odavno pretvorila u groblje otpadne hrane (blaže rečeno). Priroda je iste sveprisutne bakterije dodijelila ulozi čistača.

Neke bakterije (reduktori ili saprofiti) koriste otpadne organske ostatke i mrtve stanice kao hranu, razlažući ih u jednostavne i anorganske tvari, koje se zatim vraćaju u upotrebu.

Na ovaj način krug je zatvoren i ništa se ne gubi. Ukupnost transformacija hemijskih elemenata koji čine sva živa bića naziva se ciklus supstanci. Ovo je osnovno pravilo prirode i bilo bi ga nemoguće provesti bez pomoći tako malene i na prvi pogled bespomoćne ćelije.

...i šta da dišem

Prve rezerve kiseonika na našoj planeti pojavile su se i zahvaljujući bakterijama. Ovo zvuči prilično čudno, ali kiseonik je samo nusproizvod ishrane fotosintetskih mikroorganizama (fototrofa), takoreći otpadni proizvod.

Životinje i ljudi također igraju ulogu u održavanju ravnoteže atmosfere. Za proces fotosinteze potreban je ugljični dioksid, a upravo on se oslobađa tokom disanja i tokom procesa sagorijevanja (sjetite se naših pogona, tvornica i automobila). Krug je ponovo zatvoren i postoje jasne prednosti postojanja uravnoteženog sistema.

Drugi, ništa manje neophodan element je dušik. On je nužno dio proteina i nukleinskih kiselina, odnosno čini osnovu života proteina. Životinje i ljudi dobijaju ovaj element iz hrane bogate proteinima. Može biti biljnog ili životinjskog porijekla. Životinje uzimaju protein iz biljaka, ali kako se on formira u samim biljkama?

Ovdje postoji mali problem. U atmosferi naše planete ima dosta dušika (78% ukupne zapremine), ali ga biljke ne mogu same apsorbirati iz zraka. Zemljište također sadrži dušik, ali vrlo malo i često u spojevima koji nisu pogodni za biljnu hranu. Kao i obično, naši mali prijatelji priskaču u pomoć. Postoji posebna vrsta bakterija (fiksirajući dušik) koje pretvaraju dušikove spojeve u nitrate, dostupne biljkama.

Dakle, tlo je spremno, atmosfera je stvorena, osnova za život proteina je tu. Nakon pripremnih radnji koje izvode bakterije, pojavljuju se gljive, alge i protozoe, povećavajući raznolikost života i ubrzavajući našu pojavu na Zemlji.

Osnova života

Struktura bakterijske ćelije sadrži ribozome (ribonukleoproteinske čestice). Oni su odgovorni za sintezu proteina. Takvih malih komada u ćeliji može biti do 90 hiljada! Ovo pokazuje koliko su ribozomi važni za prirodu. Koja je njihova važnost?

Uloga ribozoma je sinteza proteina iz aminokiselina. Redoslijed procesa je zabilježen u RNK genetskim informacijama (ne DNK!). Ali kvaka je u ovome: DNK se ne može reproducirati samu sebe, potreban joj je katalizator (okidač), koji je protein. A protein se, zauzvrat, ne može formirati bez DNK. Pojavljuje se paradoks kokoške i jajeta.

Ispostavilo se da se RNA (ribonukleinska kiselina), koja čini osnovu ribozoma, lako nosi sa svim tim. On prenosi informacije, radi kao katalizator i transportuje aminokiseline, proizvodeći na izlazu taj vrlo vrijedan protein, osnovu našeg života.

Ova otkrića su činila osnovu teorije života “prije DNK”. Ko zna, možda će nakon nekog vremena naučnici morati da preispitaju teoriju o poreklu života na Zemlji?

Čovjek + bakterije = simbiotski sistem

Čovjek ne može preživjeti bez svoje bakterije, kao što bakterije ne mogu preživjeti bez osobe. Ovaj simbiotski sistem je formiran tokom ogromnog vremena, a poboljšana i temeljito testirana verzija opstala je do danas.

Ukupna težina bakterija u ljudskom tijelu je oko četiri kilograma. Otprilike dva se javljaju u gastrointestinalnom traktu. Bakterije pokrivaju naše tijelo nekom vrstom nevidljivog ogrtača, čineći normalnu ljudsku mikrofloru. Svako ima svoje, njegova glavna uloga je da zaštiti osobu od stranih „nadiranja“ bakterija (ako je imunološki sistem u redu), ubija ih ili uskraćuje hranu.

Inače, bakterije koje žive u gastrointestinalnom traktu igraju ogromnu ulogu u formiranju i održavanju imunog sistema. Ako se prema njima odnosite s dužnim poštovanjem i ne trujete ih štetnom hranom i toksinima, rezultat neće dugo trajati.

Probava u ljudskom tijelu je nemoguća bez bakterija koje žive u crijevima (ne brkati se sa želucem). Ovi mikroorganizmi proizvode vitamine i enzime bez kojih naše tijelo neće moći apsorbirati ni najsvježiju i najzdraviju hranu. Začudo, jedna od ovih bakterija je E. coli, ista ona koja je odgovorna za mnoge opasne bolesti. Sve je u proporcijama. Sve dok je količina E. coli normalna, osoba se osjeća odlično, ali čim se za to stvore pogodni uslovi, ona će preuzeti vlast i glasno se izjasniti.

Ne samo E. coli, već i mnoge druge bakterije, zvane oportunističke bakterije, postoje u ljudskom tijelu bez nanošenja štete do određenog vremena. Mehanizam pokretača može biti smanjenje imuniteta (povreda, bolest), loš način života, loše navike, stres.

Nije sve tako ružičasto

Sada malo o nedostacima. Bakterije nisu uvijek ružičaste i pahuljaste. Upravo njima dugujemo mnoge bolesti, a dok ih ne naučimo otkriti i nekako se boriti protiv njih, čak i najstrašnije epidemije, poput malih boginja, kuge ili kolere.

Nedavno otkrivena bakterija Helicobacter pylori živi u želucu više od polovine čovječanstva. Naučnici koji su dokazali krivicu ovog “zločinca” za crijevne bolesti (čir, gastritis) čak su dobili Nobelovu nagradu, ovo istraživanje je bilo toliko važno.

A neki dan se pojavila informacija da su u stomaku (tačnije, njegovim ostacima) poznatog tirolskog ledenog čovjeka Ötzija (mumija pronađena u Alpima 1991.), koji je živio prije 5.300 godina, pronađeni tragovi DNK Helicobacter. Danas se izdvaja nekoliko sojeva ove bakterije, svaki vezan za svoju regiju: afrički, azijski i hibrid ove dvije - evropski. Ispostavilo se da je soj bakterija u Ötzijevom tijelu azijskog porijekla, iako je trebao biti evropski. Otkriće dovodi u pitanje istoriju naseljavanja Evrope i vremenski okvir naseljavanja naroda.

Po čemu se virusi razlikuju od bakterija?

Ispostavilo se da bakterije ne samo da su se pobrinule za stvaranje života na našoj planeti, već i dalje aktivno brinu o čovječanstvu, prisiljavajući ga da se brine o svom zdravlju i održavanju ravnoteže u prirodi. U nastojanju da sami prežive, oni pomažu opstanku čovječanstva. Čak i kada ljudi odluče da odu u svemir, bakterije će ih pratiti.

To su primitivni jednoćelijski živi organizmi. Rasprostranjeni su posvuda: na površini ili unutar drugih organizama (životinje, biljke, ljudi), a nalaze se u velikim količinama u tlu i vodenim tijelima. Direktno ili indirektno, bakterije igraju važnu ulogu u ljudskom životu.

Jedno od životnih sredina bakterija su i drugi živi organizmi, uključujući ljude. Odnosi koji nastaju u ovom slučaju mogu biti različiti. Postoje bakterije koje su korisne. Dakle, u ljudskom crijevu žive bakterije (na primjer, E. coli), koje pospješuju procese probave, sintetiziraju neke vitamine i sprječavaju djelovanje patogenih bakterija. Ako prekomjerno uzimate antibakterijske lijekove, ove korisne bakterije se ubijaju, što negativno utječe na vaše zdravlje. Sama E. coli, zahvaljujući svom naseljavanju u ljudskom crijevu, stalno je opskrbljena hranjivim tvarima.

Bakterije žive i u crijevima domaćih preživara, koje čine osnovu stočarstva (krave, koze, ovce). Preživari konzumiraju biljnu hranu bogatu vlaknima, ali nisu u stanju sami da probave vlakna. Ovu funkciju obavljaju bakterije.

Patogene bakterije mogu prenositi i insekti koji sišu krv. Dakle, uzročnika kuge prenose buhe, a tifus prenose vaške.

Kod ljudi bakterije izazivaju bolesti kao što su grlobolja, difterija, tuberkuloza, tifus, dizenterija, kolera i mnoge druge kod životinja – bruceloza, antraks itd. Bakterijske bolesti se liječe antibioticima i drugim lijekovima.

Bakterije se široko koriste u ljudskoj poljoprivredi. Tako su ljudi od davnina koristili sposobnost određenih bakterija da izazovu fermentaciju za proizvodnju određenih proizvoda: proizvoda mliječne kiseline (jogurt, sir, kefir), maslačne i octene kiseline itd. Bez bakterija je nemoguće štavljenje kože i proizvodnja lanenih vlakana.

Određene grupe bakterija se također koriste u mikrobiološkoj industriji za proizvodnju antibiotika, vitamina i nekih drugih tvari. U poljoprivredi se koriste za siliranje zelene stočne hrane.

Jedan od važnih problema našeg vremena je tretman otpadnih voda. Postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda koriste bakterije koje razgrađuju organske ostatke. Osim toga, proučavanjem broja i sastava vrsta bakterija u vodi može se odrediti stepen zagađenosti vodnih tijela. Uz pomoć određenih bakterija, ljudi se bore sa životinjama koje sišu krv i štetočinama u poljoprivredi i šumarstvu. Izmišljeni su posebni bakterijski preparati koji djeluju samo na određene vrste štetnih bakterija.

Bakterije mogu naštetiti ljudskim ekonomskim aktivnostima, na primjer, pokvariti hranu. Istovremeno, bakterije proizvode otrovne tvari koje mogu otrovati tijelo osobe ili životinje ako jedu pokvarenu hranu. Na primjer, bacil botulizma može se razviti u konzervama od mesa i povrća, ribi i kobasicama, ako se ne poštuju stroga pravila tehnološkog procesa prilikom konzerviranja. Kako bi se u potpunosti riješili bakterija u prehrambenim proizvodima namijenjenim za dugotrajno skladištenje, oni se steriliziraju ili pasteriziraju.

Na svijetu postoji ogroman broj živih organizama. Svaki od njih je jedinstven na svoj način. Ali postoje tako nevjerovatne vrste koje direktno utječu na ljudski život i samu prirodu. Zovu se bakterije. Bakterija je jednoćelijski mikroorganizam. Danas je otkriveno preko deset hiljada različitih vrsta bakterija, a njihov broj je otprilike više od milion. Kao i mnogi mikroorganizmi, bakterije su dobre i loše.

U prirodnom sistemu ovi mikroorganizmi igraju važnu ulogu. Žive u gornjem sloju zemlje, uništavajući organska jedinjenja (ostatke mrtvih živih i biljnih organizama). Oni se bave čišćenjem zemlje od raspadajućih proizvoda biološke aktivnosti, pretvarajući organske tvari u neorganske. Tokay proces podržava biološki ciklus hemijskih elemenata. Neki od najvažnijih mikroorganizama su oni koji su sposobni za fiksaciju dušika. Ovo je proces kojim se dušik u zraku fiksira i pretvara u oblik pogodniji za apsorpciju biljaka. Ovaj proces je važan za biljke kojima je za život potreban dušik. Ovu sposobnost posjeduju bakterije nodule koje se nalaze u korijenu mahunarki.

Bakterije igraju veliku ulogu za ljude. Žive i izvan i unutar tijela. Oni kvare hranu i ubrzavaju njen rok trajanja. Da bi se to izbjeglo, ljudi podvrgavaju prehrambene proizvode raznim metodama obrade: kuhanju, sterilizaciji, zamrzavanju, pasterizaciji. Hrana koja je oštećena bakterijama može dovesti do trovanja hranom. Postoje i vrste bakterija koje uzrokuju razne bolesti kod ljudi: trbušni tifus, veliki kašalj, tetanus, tuberkuloza. Mogu se prenijeti insektima, prljavštinom na rani ili zračnim putem (sline na osobu, poljupcem, kašljanjem ili kijanjem)

Međutim, uprkos tome, postoje i dobre (korisne) bakterije. Unutar tijela pospješuju bolju probavu hrane i razlažu složene tvari u jednostavne za brzu apsorpciju u tijelu. Bakterije se koriste i za stvaranje raznih antibiotika i lijekova, za pripremu fermentiranih mliječnih proizvoda, vina i drugih sličnih stvari. Na primjer, kefir, fermentirano pečeno mlijeko i jogurti se proizvode dodavanjem dobrih bakterija u mlijeko, koje oksidiraju mliječne proizvode stvarajući ostatke njihove vitalne aktivnosti.

Bakterije igraju važnu ulogu u ljudskom životu i prirodi. Međutim, vrijedi zapamtiti da su bakterije, u svakom slučaju, opasni mikroorganizmi koji mogu zaraziti osobu bolešću i bolešću, au nekim slučajevima čak i ubiti. Trebalo bi da zapamtite različite metode odbrane od nevidljivih neprijatelja. Obavezno dobro operite ruke sapunom, jer sapun ima strukturu koja može ukloniti bakterije s ljudske kože. Također treba imati na umu da bakterije žive i na hrani, pa ih također treba prati i podvrgnuti raznim tretmanima. Ako je tijelo napadnuto bakterijama, prije svega trebate kontaktirati kvalificiranog stručnjaka i slijediti njegove upute.

Opcija 2

Mikroorganizmi su široko rasprostranjeni u prirodi. To uključuje širok spektar morfoloških i fizioloških karakteristika biljnog i životinjskog svijeta - bakterije, gljive, aktinomicete, rikecije, viruse i protozoe. Neki od njih su stalni stanovnici tla i vode, gdje igraju važnu ulogu u spektru tvari. Drugi mikroorganizmi su evoluirali da žive sa ljudskim, biljnim i životinjskim organizmima. Odnosi koji nastaju između mikroorganizama i makroorganizama su previše složeni.

Veliki je broj mikroorganizama u koži i sluzokožama ljudi, u usnoj šupljini i probavnom traktu. Neki od njih su stalni stanovnici tijela, dok su drugi u njemu privremeno prisutni.

Stalni stanovnici ljudskog tijela čine njegovu normalnu mikrofloru. Oni igraju važnu ulogu kao odbrambeni mehanizam i prirodni otpor.

U oštećenim fiziološkim odbrambenim mehanizmima makroorganizma od zaraznih ili nezaraznih bolesti, ove bakterije mogu štetno utjecati na stanovnike tijela i naštetiti im, postajući štetne za uzročnika infekcija.

Bakterijska ćelija ima samo jedan hromozom u obliku prstena. Pošto je tako tanak, dugačak i savijen, hromozom se svetlosnim mikroskopom ne vidi kao nit, već jednostavno kao „oblak” u sredini ćelije. Možemo ga uporediti sa pletenom pređom. Ali bakterijski hromozom samo izgleda zapetljan. Zapravo, bilo koji dio je dostupan za rad ako je potrebno. Neke bakterije, zvane bacili, mogu doživjeti nepovoljne uvjete jer usvajaju otporniji način života. Njihova ćelija je obično u obliku štapa, ali se po potrebi sabija u malu kuglicu i umota u dodatnu školjku. Ovaj oblik bacila, koji se naziva spora, ne treba hranu jer ima veoma spor metabolizam. Kada uslovi ponovo postanu povoljni, spora se ponovo pretvara u štap.

Mikrobiologija je relativno mlada nauka koja se razvila tokom proteklog veka i proučava život, ljudski razvoj i prirodu malih jednoćelijskih životinja i biljaka zvanih mikroorganizmi (mikrobi). Mogu se posmatrati samo pod mikroskopom. Termin "mikrob" prvi put je upotrijebljen 1878.

Poruka 3

Bakterije su podjela prokariotskih organizama. Jednoćelijske su sa sfernim, ravnim ili zakrivljenim spiralnim i drugim ćelijama. Bakterije su jedni od najmanjih organizama, najčešće u rasponu od 0,001 do 0,005 mm. Oko 1.500 vrsta je poznato širom svijeta.

Imaju ćelijski zid koji ima karakterističan sastav i strukturu. Nemaju niti jedno jezgro ili organele ograničene citomembranom. Njihovi ribozomi su manji od ribozoma eukariotskih organizama.

Bakterije su među najstarijim organizmima, čiji su ostaci otkriveni u slojevima prije oko 3.200 miliona godina. Najbliži srodnici su plavo-zelene alge.

Bakterije su široko rasprostranjene. Njihova mala veličina i relativno velika površina preduvjet su za intenzivan metabolizam. Zbog toga su bakterije zbog svoje sposobnosti da provode različite procese (fermentacija, razgradnja, ekstrakcija slobodnog azota, mineralizacija azotnih materija itd.) od velikog značaja u biosferi i za čoveka. Njihova velika sposobnost razmnožavanja (u nekim vrstama ćelija se deoba dešava svakih 20 minuta) doprinosi brzom porastu broja bakterija (u zemljištu do 100 miliona ćelija po 1 g, u prljavoj vodi do 10 milijardi, ali u pitkoj vodi vode nema više od 50).

Bakterije su rasprostranjene po cijelom svijetu. Žive i razmnožavaju se u tlu, u slatkim i slanim vodama, u kamenim rupama, na većim organizmima, pa čak i unutar njihovih tijela. U zraku se bakterije ne mogu aktivno kretati i razmnožavati, već se vežu za prašinu ili mikroskopske kapljice. Kod nekih vrsta bakterija, kumulativne ćelije su usko povezane jedna s drugom. Oni čak mogu pomoći jedni drugima, neki od njih se specijaliziraju za jednu vitalnu funkciju, drugi za drugu, i, na kraju, svaka ćelija koristi sve vještine. Takvi skupovi ćelija nazivaju se kolonijama, a vrsta je kolonijalna. Kolonija je srednja faza od jedne ćelije do višećelijske organizacije.