Бактерии в природе и в жизни отрицательные. Значение бактерий. Участие в пищевых цепочках

11.04.2024

При слове «бактерии» первым делом вспоминаются страшные микробы, виновные практически во всем – от банального гриппа до рака как последствия болезни. Так каково же истинное значение бактерий в природе и жизни человека? Начнем с того, что именно бактерии, по пока еще не опровергнутому мнению ученых, были первыми организмами, появившимися на нашей планете. И если бы эти «первооткрыватели» не стали выделять кислород, то бедное человечество не имело бы никаких шансов на выживание. Даже больше, если бы бактерии не озаботились созданием белка как такового, то о наличии белковой жизни (и нас с вами в том числе) можно было смело забыть!

Если верить официальной версии истории, бактерии появились на Земле несколько миллиардов лет назад, а потом еще около миллиарда лет никто не мешал им наслаждаться жизнью в гордом одиночестве. В сравнении с историей человечества, насчитывающей какие-то сотни тысяч лет, это громадный срок. За это время микроорганизмы научились приспосабливаться к окружающей среде, меняя свое строение, и менять окружающую среду, приспосабливая ее для своих нужд.

Живучесть бактерий несопоставима, пожалуй, ни с одним живым организмом на Земле. Они обитают:

в океанских глубинах под чудовищным давлением;
в условиях арктического холода, причем сохраняют способность существовать после размораживания;
в горячих источниках при температурах в сотню градусов (и даже больше!);
в желудке человека, сопротивляясь действию соляной кислоты;
в жерлах подводных вулканов, где сходятся одновременно три (минимум) агрессивных фактора – температура, давление, ядовитые газы;
в верхних разреженных слоях атмосферы, где уже ближе к космическому холоду, чем к теплой земле;
глубоко под землей они выживают, закусывая соединениями серы и запивая свой обед нефтью и т. д.

Словом, нет такого уголка на нашей планете и в нашем теле, где не водились бы бактерии. Существует теория, что жизнь появилась на Земле вместе с бактериями, прибывшими к нам внутри какого-то судьбоносного метеорита. Это означает, что микроорганизмы умудрились выжить в абсолютном вакууме и космическом холоде! И не просто выжили, а сохранили способность к размножению, населили всю планету, подготовили почву для появления грибов и водорослей, что привело к увеличению разнообразия жизни в природе и, как результат, к возникновению человечества! И это только начало ответа на вопрос о том, каково значение бактерий в природе и в жизни человека. Если совсем коротко – без них не было бы и нас.

Так кто же они такие, бактерии?

Во второй половине XIX века сформировалось новое направление в науке – микробиология. Эта наука появилась как раздел медицины и изучала роль бактерий как возбудителей болезней. Основоположниками микробиологии были Паскаль, Мечников, Кох, Эрлих и другие врачи, сумевшие рассмотреть связь между крохотными существами и болезнями людей. Нынешняя микробиология занимается не только медицинскими задачами, она играет большую роль в промышленности (биотехнологии) и в относительно новой отрасли науки – генной инженерии.

Микроорганизмами (или микробами) принято считать все живые организмы, которые невозможно рассмотреть невооруженным взглядом (без микроскопа). В природе выделяют три домена (области):

вирусы;
простейшие и грибы;
истинные бактерии.

Бактерии отличаются от остальных доменов своим строением – они не имеют ядра, ограниченного мембраной. Вместо этого у них есть молекула ДНК, замкнутая в петлю, которая и берет на себя роль передачи генетической информации от материнской клетки к дочерней.

Бактерии – одноклеточные организмы с простейшим строением:

наружный слой – клеточная стенка;
тонкая внутренняя прослойка – цитоплазматическая мембрана;
внутреннее гелеподобное вещество – цитоплазма;
прообраз ядра (молекула ДНК) – нуклеоид;
«запасные» хранилища информации (молекулы РНК) – рибосомы.

Это только основные структуры бактериальной клетки. К дополнительным, появляющимся в зависимости от функций клетки или условий ее существования, относятся капсулы, пили, споры, плазмиды, зерна волютина и другие приспособления, выработанные за миллиарды лет эволюции для выживания бактерий как вида.

Что будем есть…

Чем дальше продвигалось изучение бактерий, тем интереснее вырисовывалась картина. Оказалось, что почва, которая нас всех кормит, тоже образовалась благодаря микроорганизмам. Не последнюю роль, правда, сыграли вода и воздух. Но начало было положено именно бактериями.

Дальше – больше. Органические вещества, используемые растениями, создают тоже микроорганизмы (бактерии – продуценты). Причем используют они для этого неорганические соединения, а энергию берут из реакций фото- и хемосинтеза, т. е. от солнечных лучей и химических преобразований. Но недостаточно создать органику, нужно еще что-то сделать с отмершими остатками. Иначе планета уже давным-давно превратилась бы в кладбище отработанной пищи (это еще мягко сказано). Природа назначила на роль мусорщиков тех же вездесущих бактерий.

Часть бактерий (редуценты или сапрофиты) использует в пищу отработанные органические остатки и отмершие клетки, разлагая их на простые и неорганические вещества, которые затем снова поступают в использование.

Таким образом круг замыкается и ничего не пропадает даром. Совокупность превращений химических элементов, из которых состоят все живые существа, называется круговоротом веществ. Это основополагающее правило природы, и оно было бы невыполнимо без помощи такой крохотной и, на первый взгляд, беззащитной клетки.

… и чем дышать

Первые запасы кислорода на нашей планете появились тоже благодаря бактериям. Это звучит достаточно странно, но кислород – всего лишь побочный продукт питания фотосинтезирующих микроорганизмов (фототрофов), так сказать, отходы жизнедеятельности.

Животные и человек тоже играют свою роль в поддержании баланса атмосферы. Для процесса фотосинтеза необходим углекислый газ, а он как раз и выделяется при дыхании и в процессе горения (вспомним наши заводы, фабрики и автомобили). Снова замыкается круг и налицо явные плюсы существования уравновешенной системы.

Еще один, не менее необходимый элемент – азот. Он в обязательном порядке входит в состав белков и нуклеиновых кислот, то есть составляет основу белковой жизни. Животные и человек получают этот элемент из пищи, богатой белком. Она может быть растительного или животного происхождения. Животные берут белок из растений, а как он образуется в самих растениях?

Здесь есть небольшая проблема. Азота в атмосфере нашей планеты достаточно много (78% от общего объема), но усваивать его из воздуха самостоятельно растения не умеют. В почве тоже есть азот, но совсем немного и зачастую в таких соединениях, которые не годятся в пищу растениям. На помощь, как обычно, приходят наши маленькие друзья. Есть особая порода бактерий (азотфиксирующие), превращающих соединения азота в нитраты, доступные для растений.

Итак, почва готова, атмосфера создана, база для белковой жизни есть. После подготовительной работы, проведенной бактериями, появляются грибы, водоросли и простейшие, увеличивая разнообразие жизни и приближая наше появление на Земле.

Основа жизни

В структуре бактериальной клетки есть рибосомы (рибонуклепротеиновые частицы). Именно они отвечают за синтез белка. Таких мелких кусочков в клетке может быть до 90 тысяч! Это показывает, насколько важны природе рибосомы. В чем же их важность?

Роль рибосом – синтез белка из аминокислот. Последовательность процесса записана в генетической информации РНК (не ДНК!). А подвох вот в чем – ДНК не может сама себя размножить, ей нужен катализатор (спусковой механизм), которым выступает белок. А белок, в свою очередь, не может образоваться без ДНК. Возникает парадокс курицы и яйца.

Оказалось, со всем этим преспокойно справляется РНК (рибонуклеиновая кислота), составляющая основу рибосом. Она передает информацию, работает катализатором и транспортирует аминокислоты, выдавая на выходе тот самый ценный белок, основу нашей жизни.

Эти выводы легли в основу теории о жизни «до ДНК». Кто знает, может через какое-то время ученым придется пересмотреть теорию возникновения жизни на Земле?

Человек + бактерия = симбиотическая система

Человек не сможет выжить без своих бактерий, как и бактерии без человека. Эта симбиотическая система формировалась на протяжении огромного количества времени, и до наших дней дошел усовершенствованный и основательно протестированный вариант.

Общий вес бактерий в организме человека – около четырех килограммов. Примерно два из них приходятся на желудочно-кишечный тракт. Бактерии покрывают наше тело этаким невидимым плащом, составляя нормальную микрофлору человека. У каждого она своя, ее главная роль – уберечь человека от посторонних «залетных» бактерий (если иммунная система в порядке), убивая их или лишая пищи.

Кстати, огромную роль в формировании и поддержании иммунной системы играют бактерии, обитающие в желудочно-кишечном тракте. Если относиться к ним с должным уважением и не травить вредной едой и токсинами, то результат не замедлит сказаться.

Пищеварение в организме человека невозможно без бактерий, живущих в кишечнике (не путать с желудком). Эти микроорганизмы вырабатывают витамины и ферменты, без которых наш организм не сможет усвоить даже самую свежую и полезную еду. Как ни странно, но одной из таких бактерий является кишечная палочка, та самая, которая отвечает за многие опасные заболевания. Все дело в пропорциях. Пока количество кишечной палочки в норме, человек отлично себя чувствует, но стоит создать ей подходящие условия, как она захватит власть и громко заявит о себе.

Не только кишечная палочка, но и многие другие бактерии, называемые условно-патогенными, существуют в организме человека, не причиняя вреда до определенного времени. Спусковым механизмом может стать снижение иммунитета (травмы, болезни), неправильный образ жизни, вредные привычки, стрессы.

Не все так радужно

Теперь немного о минусах. Бактерии далеко не всегда бывают розовыми и пушистыми. Именно им мы обязаны многими болезнями, а до тех пор, пока не научились их обнаруживать и хоть как-то с ними бороться, то и страшнейшими эпидемиями, типа оспы, чумы или холеры.

В желудке у большей половины человечества живет не так давно открытая бактерия хеликобактер пилори. Ученым, доказавшим вину этой «преступницы» в заболеваниях кишечника (язва, гастрит), даже вручили Нобелевскую премию, настолько важным было это исследование.

И вот буквально на днях появилась информация о том, что в желудке (вернее, его остатках) знаменитого тирольского ледяного человека Эци (мумия, найденная в Альпах в 1991 г.), жившего 5300 лет назад, нашли следы ДНК хеликобактера. В наши дни различают несколько штаммов этой бактерии, привязанных каждый к своему региону: африканский, азиатский и гибрид этих двух – европейский. Оказалось, штамм бактерии в теле Эци имеет азиатское происхождение, хотя должен был быть европейским. Открытие ставит под вопрос историю заселения Европы и временные рамки расселения народов.

Чем вирусы отличаются от бактерий

Получается, бактерии не только позаботились о создании жизни на нашей планете, они продолжают активно опекать человечество, заставляя заботиться о своем здоровье и поддерживать баланс в природе. Стремясь выжить сами, они помогают выживанию человечества. И даже когда люди надумают уйти в космос, бактерии последуют за ними.

Это примитивные одноклеточные живые организмы. Они распространены повсеместно: на поверхности или внутри других организмов (животных, растений , человека), в большом количестве встречаются в почве, водоемах. Прямо или косвенно бактерии играют важную роль в жизни человека.

Одной из сред жизни бактерий являются другие живые организмы, в том числе человек. Отношения, которые возникают при этом могут быть разными. Есть бактерии, которые приносят пользу. Так, в кишечнике человека живут бактерии (к примеру, кишечная палочка), которые способствуют процессам пищеварения, синтезируют некоторые витамины и препятствуют деятельности болезнетворных бактерий. В случае чрезмерного приема антибактериальных препаратов эти полезные бактерии погибают, что негативно отражается на здоровье. Сама же кишечная палочка, благодаря поселению в кишечнике человека, постоянно обеспечена питательными веществами.

В кишечнике домашних жвачных животных, которые составляют основу животноводства, (коров, коз, овец) также живут бактерии. Жвачные животные употребляют растительную пищу, богатую на клетчатку, но самостоятельно переваривать клетчатку не способны. Эту функцию выполняют бактерии.

Болезнетворные бактерии могут переносить и кровососущие насекомые. Так, возбудителя чумы переносят блохи, а сыпного тифа – вши.

У человека бактерии вызывают такие заболевания, как ангину, дифтерию, туберкулез, тиф, дизентерию, холеру, и много других, у животных – бруцеллез, сибирскую язву, т.д. Бактериальные заболевания лечат с помощью антибиотиков и других лекарственных средств.

Бактерии широко используются в хозяйстве человека. Так, с древних времен человек применяет способность некоторых бактерий вызывать брожение для получения определенных продуктов: молочнокислой продукции (йогуртов, сыров, кефира), масляной и уксусной кислот, т.д. Без бактерий невозможно дубление кожи и изготовление льняного волокна.

Применяют определенные группы бактерий и в микробиологической промышленности для получения антибиотиков, витаминов и некоторых других веществ. В сельском хозяйстве их используют для силосования зеленых кормов.

Одна из важных проблем современности – это очищение сточных вод. В очистных сооружениях используют бактерии, которые разлагают органические остатки. Кроме того, изучая численность и видовой состав бактерий в воде можно определить степень загрязненности водоемов. С помощью некоторых бактерий человек борется с кровососущими животными, вредителями сельского и лесного хозяйства. Изобретены специальные бактериальные препараты, которые поражают только определенные виды вредных бактерий.

Бактерии могут наносить вред хозяйственной деятельности человека, к примеру, портить продукты питания. При этом бактерии вырабатывают ядовитые вещества, которые могут отравить организм человека или животного, если они будут употреблять в пищу испорченные продукты. Например, палочка ботулизма может развиваться в консервированных мясных и растительных продуктах, рыбе, колбасе, если при консервировании не придерживаться строгих правил технологического процесса. Чтобы полностью избавиться от бактерий в пищевых продуктах, предназначенных для длительного хранения, их стерилизуют либо пастеризуют.

В мире огромное число живых организмов. Каждый из них уникален по-своему. Но есть такие удивительные виды, которые непосредственно влияют на жизнь человека и саму природу. Они называются бактерии. Бактерия- это одноклеточный микроорганизм. Сегодня открыто свыше десяти тысяч различных видов бактерий, а их численность составляет примерно более одного миллиона. Как и многие микроорганизмы, бактерии бывают плохими и хорошими.

В природной системе данные микроорганизмы играют одну из важных ролей. Они обитают в верхнем слое земли, разрушая органические соединения (остатки мёртвых живых и растительных организмов). Они занимаются очищением земли от разлагающихся продуктов биологической деятельности, преобразовывая органические вещества в неорганические. Токай процесс поддерживает биологический круговорот химических элементов. Одни из важнейших микроорганизмов те, которые способны к азотфиксированию. Это процесс, при котором азот, содержащийся в воздухе, связывается и преобразуется в более удобную для поглощения растениями форму. Этот процесс важен для растений, которым азот необходим для жизни. Этой способностью обладают клубеньковые бактерии, которые встречаются в корешках бобовых растений.

Для человека бактерии играют огромную роль. Они обитают как снаружи, так и изнутри организма. Они портят продукты и ускоряют их срок годности. Чтобы избежать этого люди подвергают продукты питания различными способами обработки: кипячение, стерилизация, заморозка, пастеризация. Еда, которая была повреждена бактериями, может привести к пищевым отравлениям. Также есть виды бактерий, которые вызывают различные заболевания у человека: брюшной тиф, коклюш, столбняк, туберкулёз. Они могут передаваться через насекомых, с грязью, попавшей на рану или воздушно-капельным путём (через слюну от человека к человеку через поцелуй, кашель или чихание)

Однако, не смотря на это, существуют и хорошие (полезные) бактерии. Внутри организма они способствуют улучшенному перевариванию пищи и расщепляют сложные вещества на простые, для быстрого усвоения организмом. Также бактерии используют для создания различных антибиотиков и лекарств, для приготовления кисломолочных продуктов, вина и других подобных вещей. К примеру, кефир, ряженку и йогурты получают путём добавления в молоко хороших бактерий, которые окисляют молочные продукты выработкой остатков своей жизнедеятельности.

Бактерии играют важную роль в жизни человека и природе. Однако стоит помнить, что бактерии, в любом случае, являются опасными микроорганизмами, способные сразить человека болезнью и недугом, а в некоторых случаях даже и убить. Следует помнить про различные способы защиты, против невидимых врагов. Обязательно следует тщательно вымывать руки с мылом, так как мыло имеет структуру, которая способна удалять бактерии с кожи человека. Также следует помнить, что бактерии обитают и на продуктах питания, поэтому следует их также мыть и подвергать различной обработке. Если же организм подвергся атаке бактерий, то в первую очередь необходимо обратиться к квалифицированному специалисту и следовать его указаниям.

Вариант 2

Микроорганизмы широко распространены в природе. К ним относятся самые разнообразные морфологические и физиологические особенности растительного и животного мира - бактерии, грибы, актиномицеты, риккетсия, вирусы и простейшие. Некоторые из них являются постоянными обитателями почвы и воды, где они играют важную роль в круге веществ. Другие микроорганизмы в ходе своей эволюционной эволюции приспособились к жизни с человеческими, растительными и животными организмами. Отношения, которые возникают между микроорганизмами и макроорганизмами, слишком сложны.

Существует большое количество микроорганизмов в коже и слизистых оболочках человека, в полости рта и пищеварительном тракте. Некоторые из них являются постоянными жителями тела, в то время как другие временно присутствуют там.

Постоянные обитатели человеческого организма составляют его нормальную микрофлору. Они играют важную роль в качестве защитного механизма и естественной устойчивости.

В поврежденных физиологических защитных механизмах макроорганизма от инфекционных или неинфекционных заболеваний эти бактерии могут неблагоприятно воздействовать на жителей организма и наносить им вред, становясь вредными для причины инфекций.

Бактериальная клетка имеет только одну хромосому в форме кольца. Поскольку она очень тонкая, длинная и сложенная, с помощью светового микроскопа хромосома не видна как нить, а просто как «облако» в середине клетки. Мы можем сравнить ее с плетеной пряжей. Но бактериальная хромосома только кажется запутанной. Фактически, любая часть доступна для работы при необходимости. Некоторые бактерии, называемые бациллами, могут испытывать неблагоприятные условия, переходя на более устойчивый образ жизни. Их клетка обычно имеет форму палочки, но при необходимости она сжимается до небольшого шара и оборачивается в дополнительную оболочку. Эта форма бацилл, называемая спорой, не нуждается в еде, потому что имеет очень медленный обмен веществ. Когда условия снова становятся благоприятными, спора снова превращается в палку.

Микробиология - относительно молодая наука, которая развивалась в течение прошлого столетия и изучает жизнь, развитие человека, а также природу мелких одноклеточных животных и растений, называемых микроорганизмами (микробами). Их можно наблюдать только под микроскопом. Впервые термин «микроб» был использован в 1878 году.

Сообщение 3

Бактерии - это отдел прокариотических организмов. Они одноклеточные со сферическими, прямыми или изогнутыми спиральными и другими ячейками. Бактерии - один из самых маленьких организмов, чаще всего от 0,001 до 0,005 мм. Около 1500 видов известны по всему миру.

Они имеют клеточную стенку, которая обладает характерным составом и структурой. У них нет ни одного ядра или органоидов, ограниченных цитомембраной. Их рибосомы меньше, чем у эукариотических организмов.

Бактерии являются одними из самых древних организмов, останки которых были обнаружены в слоях около 3200 миллионов лет назад. Ближайшие родственники - сине-зеленые водоросли.

Бактерии широко распространены. Их небольшой размер и относительно большая поверхность являются предпосылкой интенсивного обмена веществ. Поэтому в связи с их способностью осуществлять различные процессы (ферментация, разложение, извлечение свободного азота, минерализация азотистых веществ и т. д.) бактерии имеют большое значение в биосфере и для человека. Их большая способность к размножению (в некоторых типах клеток деление выполняется каждые 20 минут) способствует быстрому увеличению количества бактерий (в почвах до 100 миллионов клеток в 1 г, в грязной воде до 10 миллиардов, но в питьевой воде их не более 50).

Бактерии распространены по всему миру. Они живут и размножаются в почве, в сладких и соленых водах, в ямах скал, на более крупных организмах и даже внутри их тел. В воздухе бактерии не могут активно двигаться и размножаться, но прикрепляются к пыли или микроскопическим капелькам. У некоторых типов бактерий кумулятивные клетки тесно связаны друг с другом. Они могут даже помогать друг другу, некоторые из них специализируются на одной жизненно важной функции, другие - на другой, и, в итоге, каждая клетка использует преимущества всех навыков. Такие кластеры клеток называются колониями, а вид является колониальным. Колония является промежуточным этапом от одной ячейки к многоклеточной организации.