Bakteret e dobishme dhe të dëmshme. Cilat baktere janë më të rrezikshmet për njerëzit? Bakteret e dëmshme dhe të dobishme
BAKTERET
një grup i madh mikroorganizmash njëqelizorë të karakterizuar nga mungesa e një bërthame qelizore të rrethuar nga një membranë. Në të njëjtën kohë, materiali gjenetik i bakterit (acidi deoksiribonukleik, ose ADN) zë një vend shumë specifik në qelizë - një zonë e quajtur nukleoid. Organizmat me një strukturë të tillë qelizore quhen prokariote ("prenukleare"), në kontrast me të gjithë të tjerët - eukariote ("bërthamë e vërtetë"), ADN-ja e të cilëve ndodhet në bërthamën e rrethuar nga një guaskë. Bakteret, që më parë konsideroheshin bimë mikroskopike, tani klasifikohen në mbretërinë e pavarur Monera - një nga pesë në sistemin aktual të klasifikimit, së bashku me bimët, kafshët, kërpudhat dhe protistët.
Dëshmi fosile. Bakteret janë ndoshta grupi më i vjetër i organizmave të njohur. Strukturat prej guri me shtresa - stromatolite - datohen në disa raste në fillimet e Arkeozoikut (Arkeanit), d.m.th. u ngrit 3.5 miliardë vjet më parë, - rezultat i aktivitetit jetësor të baktereve, zakonisht fotosintezues, të ashtuquajturat. algat blu-jeshile. Struktura të ngjashme (filma bakteriale të ngopura me karbonate) formohen ende tani, kryesisht në brigjet e Australisë, Bahamas, në Kaliforni dhe Gjirin Persik, por ato janë relativisht të rralla dhe nuk arrijnë madhësive të mëdha, sepse me to ushqehen organizmat barngrënës, si gastropodët. Në ditët e sotme, stromatolitët rriten kryesisht aty ku mungojnë këto kafshë për shkak të kripësisë së lartë të ujit ose për arsye të tjera, por para shfaqjes së formave barngrënëse gjatë evolucionit, ata mund të arrinin përmasa të mëdha, duke përbërë një element thelbësor të ujit të cekët oqeanik, të krahasueshëm me ato moderne. shkëmbinj nënujorë koralorë.
Në disa shkëmbinj të lashtë, janë gjetur sfera të vogla të karbonizuara, të cilat gjithashtu besohet se janë mbetje bakteresh. Ato të parat bërthamore, d.m.th. eukariote, qelizat evoluan nga bakteret afërsisht 1.4 miliardë vjet më parë. Bakteret janë të bollshme në tokë, në fund të liqeneve dhe oqeaneve - kudo ku grumbullohet lënda organike. Ata jetojnë në të ftohtë, kur termometri është pak mbi zero, dhe në burime të nxehta acidike me temperatura mbi 90 ° C. Disa baktere tolerojnë kripësi shumë të lartë; në veçanti, ata janë të vetmit organizma që gjenden në Detin e Vdekur. Në atmosferë, ato janë të pranishme në pika uji, dhe bollëku i tyre atje zakonisht lidhet me pluhurin e ajrit. Po, në qytete uji i shiut përmban shumë më tepër baktere sesa në zonat rurale. Ka pak prej tyre në ajrin e ftohtë të maleve të larta dhe rajoneve polare, megjithatë, ato gjenden edhe në shtresën e poshtme të stratosferës në një lartësi prej 8 km. Trakti tretës i kafshëve është i populluar dendur me baktere (zakonisht të padëmshme). Eksperimentet kanë treguar se ato nuk janë të nevojshme për jetën e shumicës së specieve, megjithëse mund të sintetizojnë disa vitamina. Megjithatë, te ripërtypësit (lopë, antilopa, dele) dhe shumë termite, ata janë të përfshirë në tretjen e ushqimit bimor. Për më tepër, sistemi imunitar i një kafshe të rritur në kushte sterile nuk zhvillohet normalisht për shkak të mungesës së stimulimit bakterial. Flora normale bakteriale e zorrëve është gjithashtu e rëndësishme për të shtypur mikroorganizmat e dëmshëm që hyjnë atje.
STRUKTURA DHE AKTIVITET JETËSOR I BAKTEREVE
Bakteret janë shumë më të vogla se qelizat e bimëve dhe kafshëve shumëqelizore. Trashësia e tyre është zakonisht 0,5-2,0 mikron, dhe gjatësia e tyre është 1,0-8,0 mikron. Disa forma janë mezi të dukshme në rezolucionin e mikroskopëve standardë të dritës (afërsisht 0,3 mikron), por speciet njihen gjithashtu me një gjatësi prej më shumë se 10 mikron dhe një gjerësi që gjithashtu shkon përtej kufijve të specifikuar, dhe një numër bakteresh shumë të hollë mund të i kalon 50 mikron në gjatësi. Në sipërfaqen që korrespondon me pikën e shënuar me laps, do të përshtaten një çerek milioni përfaqësues të përmasave mesatare të kësaj mbretërie.
Struktura. Në bazë të veçorive morfologjike të tyre dallohen këto grupe bakteresh: kokët (pak a shumë sferikë), bacilet (shkopinj ose cilindra me skaje të rrumbullakosura), spirilat (spiralet e ngurtë) dhe spiroketat (forma të holla dhe fleksibël si qime). Disa autorë priren të kombinojnë dy grupet e fundit në një - spirilla. Prokariotët ndryshojnë nga eukariotët kryesisht në mungesë të një bërthame të formuar dhe pranisë tipike të vetëm një kromozomi - një molekulë shumë e gjatë rrethore e ADN-së e bashkangjitur në një pikë në membranën qelizore. Prokariotët gjithashtu nuk kanë organele ndërqelizore të mbyllura me membranë të quajtur mitokondri dhe kloroplaste. Në eukariotët, mitokondritë prodhojnë energji gjatë frymëmarrjes dhe fotosinteza ndodh në kloroplaste (shih gjithashtu QELIZË). Te prokariotët, e gjithë qeliza (dhe kryesisht membrana qelizore) merr funksionin e një mitokondri, dhe në format fotosintetike, ajo gjithashtu merr funksionin e një kloroplasti. Ashtu si eukariotët, brenda baktereve ka struktura të vogla nukleoproteinike - ribozome, të nevojshme për sintezën e proteinave, por ato nuk shoqërohen me asnjë membranë. Me shumë pak përjashtime, bakteret nuk janë në gjendje të sintetizojnë sterolet, përbërës të rëndësishëm të membranave qelizore eukariote. Jashtë membranës qelizore, shumica e baktereve janë të mbuluara me një mur qelizor, që disi të kujton murin celuloz të qelizave bimore, por i përbërë nga polimere të tjera (ato përfshijnë jo vetëm karbohidratet, por edhe aminoacide dhe substanca specifike për bakteret). Kjo membranë parandalon që qeliza bakteriale të shpërthejë kur uji hyn në të përmes osmozës. Në krye të murit qelizor është shpesh një kapsulë mukoze mbrojtëse. Shumë baktere janë të pajisura me flagjela, me të cilat ata notojnë në mënyrë aktive. Flagjelat bakteriale janë të strukturuara më të thjeshta dhe disi ndryshe nga strukturat e ngjashme të eukarioteve.
QELIZË BAKTERIALE "TIPIKE". dhe strukturat e tij themelore.
Funksionet ndijore dhe sjellja. Shumë baktere kanë receptorë kimikë që zbulojnë ndryshimet në aciditetin e mjedisit dhe përqendrimin e substancave të ndryshme, si sheqernat, aminoacidet, oksigjenin dhe dioksidin e karbonit. Çdo substancë ka llojin e vet të receptorëve të tillë "shije", dhe humbja e njërit prej tyre si rezultat i mutacionit çon në "verbëri të pjesshme të shijes". Shumë baktere të lëvizshme reagojnë gjithashtu ndaj luhatjeve të temperaturës, dhe speciet fotosintetike i përgjigjen ndryshimeve në intensitetin e dritës. Disa baktere perceptojnë drejtimin linjat e energjisë fusha magnetike, duke përfshirë fushën magnetike të Tokës, me ndihmën e grimcave të magnetitit ( mineral hekuri magnetik - Fe3O4) të pranishme në qelizat e tyre. Në ujë, bakteret e përdorin këtë aftësi për të notuar përgjatë vijave të forcës në kërkim të një mjedisi të favorshëm. Reflekset e kushtëzuara te bakteret janë të panjohura, por ato kanë një lloj kujtese primitive. Gjatë notit, ata krahasojnë intensitetin e perceptuar të stimulit me vlerën e tij të mëparshme, d.m.th. përcaktoni nëse është bërë më i madh apo më i vogël dhe, bazuar në këtë, ruani drejtimin e lëvizjes ose ndryshoni atë.
Riprodhimi dhe gjenetika. Bakteret riprodhohen në mënyrë aseksuale: ADN-ja në qelizën e tyre përsëritet (dyfishohet), qeliza ndahet në dysh dhe secila qelizë bijë merr një kopje të ADN-së mëmë. ADN-ja bakteriale gjithashtu mund të transferohet midis qelizave që nuk ndahen. Në të njëjtën kohë, shkrirja e tyre (si tek eukariotët) nuk ndodh, numri i individëve nuk rritet dhe zakonisht vetëm një pjesë e vogël e gjenomit (grupi i plotë i gjeneve) transferohet në një qelizë tjetër, ndryshe nga Procesi seksual "i vërtetë", në të cilin pasardhësi merr komplet i plotë gjenet nga secili prind. Ky transferim i ADN-së mund të ndodhë në tre mënyra. Gjatë transformimit, bakteri thith ADN "të zhveshur" nga mjedisi, i cili arriti atje gjatë shkatërrimit të baktereve të tjera ose ishte "rrëshqitur" qëllimisht nga eksperimentuesi. Procesi quhet transformim sepse në fazat e hershme të studimit të tij vëmendja kryesore iu kushtua shndërrimit (transformimit) të organizmave të padëmshëm në virulentë në këtë mënyrë. Fragmentet e ADN-së gjithashtu mund të transferohen nga bakteret në baktere nga viruse të veçanta - bakteriofagë. Kjo quhet transduksion. Një proces që të kujton fekondimin dhe i quajtur konjugim është gjithashtu i njohur: bakteret lidhen me njëra-tjetrën me anë të daljeve të përkohshme tubulare (fimbritë kopuluese), përmes të cilave ADN-ja kalon nga një qelizë "mashkullore" në një "femër". Ndonjëherë bakteret përmbajnë kromozome shtesë shumë të vogla - plazmide, të cilat gjithashtu mund të transferohen nga individi në individ. Nëse plazmidet përmbajnë gjene që shkaktojnë rezistencë ndaj antibiotikëve, ato flasin për rezistencë infektive. Është e rëndësishme nga pikëpamja mjekësore, sepse mund të përhapet midis llojeve të ndryshme, madje edhe gjinive të baktereve, si rezultat i së cilës e gjithë flora bakteriale e, të themi, zorrëve bëhet rezistente ndaj veprimit të disa ilaçeve.
METABOLIZMI
Pjesërisht për shkak të madhësisë së vogël të baktereve, shkalla e metabolizmit të tyre është shumë më e lartë se ajo e eukarioteve. Në maksimum kushte të favorshme disa baktere mund të dyfishojnë masën e tyre totale dhe numërojnë afërsisht çdo 20 minuta. Kjo shpjegohet me faktin se një numër i sistemeve të tyre enzimatike më të rëndësishme funksionojnë me një shpejtësi shumë të lartë. Kështu, një lepur ka nevojë për disa minuta për të sintetizuar një molekulë proteine, ndërsa baktereve u duhen sekonda. Megjithatë, në një mjedis natyror, për shembull në tokë, shumica e baktereve janë "në një dietë uria", kështu që nëse qelizat e tyre ndahen, kjo nuk ndodh çdo 20 minuta, por një herë në disa ditë.
Të ushqyerit. Bakteret janë autotrofe dhe heterotrofe. Autotrofët ("vetëushqyerja") nuk kanë nevojë për substanca të prodhuara nga organizma të tjerë. Ata përdorin dioksidin e karbonit (CO2) si burimin kryesor ose të vetëm të karbonit. Duke përfshirë CO2 dhe substanca të tjera inorganike, në veçanti amoniakun (NH3), nitratet (NO-3) dhe lidhje të ndryshme squfuri në reaksione kimike komplekse, ata sintetizojnë të gjitha produktet biokimike që u nevojiten. Heterotrofët (“ushqehen me të tjerët”) përdorin substanca organike (që përmbajnë karbon) të sintetizuara nga organizma të tjerë, në veçanti sheqernat, si burimin kryesor të karbonit (disa specie kanë nevojë edhe për CO2). Kur oksidohen, këto komponime furnizojnë energji dhe molekula të nevojshme për rritjen dhe funksionimin e qelizave. Në këtë kuptim, bakteret heterotrofike, të cilat përfshijnë shumicën dërrmuese të prokariotëve, janë të ngjashme me njerëzit.
Burimet kryesore të energjisë. Nëse kryesisht energjia e dritës (fotonet) përdoret për formimin (sintezën) e komponentëve qelizorë, atëherë procesi quhet fotosintezë, dhe speciet e afta për të quhen fototrofe. Bakteret fototrofike ndahen në fotoheterotrofe dhe fotoautotrofe në varësi të asaj se cilat përbërës - organikë ose inorganikë - shërbejnë si burimi i tyre kryesor i karbonit. Cianobakteret fotoautotrofike (algat blu-jeshile), si bimët jeshile, shpërbëjnë molekulat e ujit (H2O) duke përdorur energjinë e dritës. Kjo lëshon oksigjen të lirë (1/2O2) dhe prodhon hidrogjen (2H+), i cili mund të thuhet se konverton dioksidin e karbonit (CO2) në karbohidrate. Bakteret e squfurit jeshil dhe vjollcë përdorin energjinë e dritës për të zbërthyer molekula të tjera inorganike, të tilla si sulfuri i hidrogjenit (H2S), në vend të ujit. Rezultati prodhon gjithashtu hidrogjen, i cili redukton dioksidin e karbonit, por nuk lëshohet oksigjen. Ky lloj fotosinteze quhet anoksigjenik. Bakteret fotoheterotrofike, të tilla si bakteret e purpurta jo sulfurore, përdorin energjinë e dritës për të prodhuar hidrogjen nga substanca organike, në veçanti izopropanoli, por burimi i tyre mund të jetë edhe gazi H2. Nëse burimi kryesor i energjisë në qelizë është oksidimi kimikatet, bakteret quhen kemoheterotrofë ose kimiautotrofë në varësi të faktit nëse molekulat shërbejnë si burim kryesor i karbonit - organik apo inorganik. Për të parën, lënda organike siguron energji dhe karbon. Kemoautotrofët marrin energji nga oksidimi i substancave inorganike, si hidrogjeni (në ujë: 2H4 + O2 deri në 2H2O), hekuri (Fe2+ në Fe3+) ose squfuri (2S + 3O2 + 2H2O në 2SO42- + 4H+), dhe karboni nga CO2. Këta organizma quhen edhe kemolitotrofë, duke theksuar kështu që ata "ushqehen" me shkëmbinj.
Frymëmarrje. Frymëmarrja qelizore është procesi i çlirimit të energjisë kimike të ruajtur në molekulat e "ushqimit" për përdorimin e saj të mëtejshëm në reaksionet jetësore. Frymëmarrja mund të jetë aerobike dhe anaerobe. Në rastin e parë, ajo kërkon oksigjen. Është e nevojshme për punën e të ashtuquajturit. Sistemi i transportit të elektroneve: elektronet lëvizin nga një molekulë në tjetrën (energjia lirohet) dhe në fund bashkohen me oksigjenin së bashku me jonet e hidrogjenit - formohet uji. Organizmat anaerobe nuk kanë nevojë për oksigjen dhe për disa lloje të këtij grupi është edhe helmues. Elektronet e lëshuara gjatë frymëmarrjes lidhen me pranuesit e tjerë inorganik, si nitrati, sulfati ose karbonati, ose (në një formë të tillë frymëmarrjeje - fermentimi) me një molekulë organike specifike, në veçanti glukozën. Shihni gjithashtu METABOLIZMI.
KLASIFIKIMI
Në shumicën e organizmave, një specie konsiderohet të jetë një grup individësh të izoluar riprodhues. NË në një kuptim të gjerë kjo do të thotë që përfaqësuesit e një specieje të caktuar mund të prodhojnë pasardhës pjellorë duke u çiftuar vetëm me llojin e tyre, por jo me individë të specieve të tjera. Kështu, gjenet e një specie të veçantë, si rregull, nuk shtrihen përtej kufijve të saj. Sidoqoftë, në bakteret, shkëmbimi i gjeneve mund të ndodhë midis individëve jo vetëm të specieve të ndryshme, por edhe të gjinive të ndryshme, kështu që nëse është legjitime të zbatohen këtu konceptet e zakonshme të origjinës evolucionare dhe farefisnisë nuk është plotësisht e qartë. Për shkak të kësaj dhe vështirësive të tjera, ende nuk ka një klasifikim të pranuar përgjithësisht të baktereve. Më poshtë është një nga variantet e përdorur gjerësisht.
MBRETËRIA E MONERA
Phylum Gracilicutes (baktere gram-negative me mure të hollë)
Klasa Scotobacteria (forma jo-fotosintetike, si myxobakteret) Klasa e anoksifotobaktereve (forma fotosintetike jo-prodhuese të oksigjenit, si bakteret e squfurit të purpurt) Klasa e Oksifotobaktereve (format fotosintetike që prodhojnë oksigjen, të tilla si cyano)
Phylum Firmicutes (baktere gram-pozitive me mure të trasha)
Klasa Firmibacteria (forma me qeliza të forta, të tilla si clostridia)
Klasa e talobaktereve (forma të degëzuara, p.sh. aktinomicet)
Phylum Tenericutes (bakteret gram-negative pa mur qelizor)
Klasa Mollicutes (forma me qeliza të buta, të tilla si mykoplazmat)
Phylum Mendosicutes (baktere me mure qelizore të dëmtuara)
Klasa e arkebaktereve (format e lashta, p.sh. formimi i metanit)
Domenet. Studimet e fundit biokimike kanë treguar se të gjithë prokariotët ndahen qartë në dy kategori: një grup i vogël arkebakteresh (Archaebacteria - "bakteret e lashta") dhe të gjitha të tjerat, të quajtura eubaktere (Eubacteria - "bakteret e vërteta"). Besohet se arkebakteret, në krahasim me eubakteret, janë më primitive dhe më afër paraardhësit të përbashkët të prokariotëve dhe eukariotëve. Ato ndryshojnë nga bakteret e tjera në disa karakteristika domethënëse, duke përfshirë përbërjen e molekulave të ARN-së ribozomale (rARN) të përfshira në sintezën e proteinave, strukturën kimike të lipideve (substanca të ngjashme me yndyrën) dhe praninë në murin qelizor të disa substancave të tjera në vend të mureinë polimer protein-karbohidrate. Në sistemin e mësipërm të klasifikimit, arkebakteret konsiderohen vetëm një nga llojet e së njëjtës mbretëri, e cila bashkon të gjitha eubakteret. Megjithatë, sipas disa biologëve, dallimet midis arkebaktereve dhe eubaktereve janë aq të thella sa është më e saktë të konsiderohen arkebakteret brenda Monera si një nënmbretë e veçantë. NË kohët e fundit u shfaq një propozim edhe më radikal. Analiza molekulare ka zbuluar dallime kaq të rëndësishme në strukturën e gjeneve midis këtyre dy grupeve të prokariotëve, saqë disa e konsiderojnë praninë e tyre brenda të njëjtës mbretëri organizmash si të palogjikshme. Në këtë drejtim, propozohet të krijohet një kategori taksonomike (takson) e një rangu edhe më të lartë, duke e quajtur atë një domen, dhe të ndahen të gjitha gjallesat në tre fusha - Eucaria (eukariotët), Arkea (arkebakteret) dhe Bakteret (eubakteret aktuale). .
EKOLOGJIA
Dy funksionet më të rëndësishme ekologjike të baktereve janë fiksimi i azotit dhe mineralizimi i mbetjeve organike.
Fiksimi i azotit. Lidhja e azotit molekular (N2) për të formuar amoniak (NH3) quhet fiksim i azotit dhe oksidimi i këtij të fundit me nitritet (NO-2) dhe nitratet (NO-3) quhet nitrifikim. Këto janë procese jetike për biosferën, pasi bimët kanë nevojë për azot, por ato mund të thithin vetëm format e tij të lidhura. Aktualisht, afërsisht 90% (rreth 90 milion ton) e sasisë vjetore të këtij azoti "fiks" sigurohet nga bakteret. Pjesa tjetër prodhohet nga impiantet kimike ose ndodh gjatë goditjeve të rrufesë. Azoti në ajër, i cili është përafërsisht. 80% e atmosferës është e lidhur kryesisht nga gjinia gram-negative Rhizobium dhe cianobakteret. Llojet e Rhizobium hyjnë në simbiozë me afërsisht 14,000 lloje të bimëve bishtajore (familja Leguminosae), të cilat përfshijnë, për shembull, tërfilin, jonxhën, sojën dhe bizelet. Këto baktere jetojnë në të ashtuquajturat. nyje - ënjtje të formuara në rrënjë në prani të tyre. Bakteret marrin substanca organike (ushqim) nga bima, dhe në këmbim furnizojnë bujtësin me azot fiks. Gjatë një viti, në këtë mënyrë fiksohet deri në 225 kg azot për hektar. Bimët jo bishtajore, si alderi, gjithashtu hyjnë në simbiozë me baktere të tjera fiksuese të azotit. Cianobakteret fotosintezojnë, si bimët e gjelbra, duke çliruar oksigjen. Shumë prej tyre janë gjithashtu në gjendje të fiksojnë azotin atmosferik, i cili më pas konsumohet nga bimët dhe në fund të fundit nga kafshët. Këta prokariote shërbejnë si një burim i rëndësishëm i azotit fiks në tokë në përgjithësi dhe në orizoret në Lindje në veçanti, si dhe si furnizuesi kryesor i tij për ekosistemet e oqeanit.
Mineralizimi. Ky është emri që i është dhënë zbërthimit të mbetjeve organike në dioksid karboni (CO2), ujë (H2O) dhe kripëra minerale. Nga pikëpamja kimike, ky proces është i barabartë me djegien, prandaj kërkon sasi të mëdha oksigjeni. Shtresa e sipërme e tokës përmban nga 100,000 deri në 1 miliard baktere për 1 g, d.m.th. afërsisht 2 tonë për hektar. Në mënyrë tipike, të gjitha mbetjet organike, sapo në tokë, oksidohen shpejt nga bakteret dhe kërpudhat. Më rezistente ndaj dekompozimit është një substancë organike me ngjyrë kafe e quajtur acid humik, i cili formohet kryesisht nga linjina që përmbahet në dru. Ai grumbullohet në tokë dhe përmirëson vetitë e tij.
BAKTERET DHE INDUSTRIA
Duke pasur parasysh shumëllojshmërinë e reaksioneve kimike që bakteret katalizojnë, nuk është për t'u habitur që ato janë përdorur gjerësisht në prodhim, në disa raste që nga kohërat e lashta. Prokariotët ndajnë lavdinë e ndihmësve të tillë mikroskopikë njerëzorë me kërpudhat, kryesisht maja, të cilat ofrojnë shumicën e proceseve të fermentimit alkoolik, për shembull, në prodhimin e verës dhe birrës. Tani që është bërë e mundur futja e gjeneve të dobishme në baktere, duke bërë që ato të sintetizojnë substanca të vlefshme si insulina, aplikimi industrial i këtyre laboratorëve të gjallë ka marrë një nxitje të re të fuqishme. Shihni gjithashtu INXHINIERIA GJENETIKE.
Industria ushqimore. Aktualisht, bakteret përdoren nga kjo industri kryesisht për prodhimin e djathrave, produkteve të tjera të qumështit të fermentuar dhe uthullës. Reaksionet kryesore kimike këtu janë formimi i acideve. Kështu, kur prodhohet uthull, bakteret e gjinisë Acetobacter oksidohen etanol të përfshira në musht ose lëngje të tjera, deri në acid acetik. Procese të ngjashme ndodhin kur lakra turshi është lakër turshi: bakteret anaerobe fermentojnë sheqernat që përmbahen në gjethet e kësaj bime në acid laktik, si dhe acid acetik dhe alkoole të ndryshme.
Shpëlarja e xeheve. Bakteret përdoren për shpëlarjen e xeheve të shkallës së ulët, d.m.th. duke i kthyer ato në një tretësirë të kripërave të metaleve të vlefshme, kryesisht bakri (Cu) dhe uraniumit (U). Një shembull është përpunimi i kalkopiritit, ose piritit të bakrit (CuFeS2). Grumbuj të këtij minerali ujiten periodikisht me ujë, i cili përmban baktere kemolitotrofike të gjinisë Thiobacillus. Gjatë aktivitetit të tyre jetësor, ata oksidojnë squfurin (S), duke formuar sulfate të tretshme të bakrit dhe hekurit: CuFeS2 + 4O2 në CuSO4 + FeSO4. Teknologji të tilla thjeshtojnë shumë nxjerrjen e metaleve të vlefshme nga xehet; në parim, ato janë ekuivalente me proceset që ndodhin në natyrë gjatë gërryerjes së shkëmbinjve.
Riciklimi i mbetjeve. Bakteret gjithashtu shërbejnë për të kthyer materialet e mbeturinave, si ujërat e zeza, në produkte më pak të rrezikshme apo edhe të dobishme. Ujërat e zeza janë një nga problemet më urgjente të njerëzimit modern. Mineralizimi i plotë i tyre kërkon sasi të mëdha oksigjeni dhe në rezervuarët e zakonshëm ku është zakon të hidhen këto mbetje, nuk ka më oksigjen të mjaftueshëm për t'i "neutralizuar" ato. Zgjidhja qëndron në ajrimin shtesë të ujërave të zeza në pishina të posaçme (rezervë ajrimi): si rezultat, bakteret mineralizuese kanë oksigjen të mjaftueshëm për të dekompozuar plotësisht lëndën organike, dhe në rastet më të favorshme, një nga produktet përfundimtare të procesit bëhet. ujë të pijshëm. Sedimenti i patretshëm që mbetet gjatë rrugës mund t'i nënshtrohet fermentimit anaerobik. Për të siguruar që impiante të tilla të trajtimit të ujit të zënë sa më pak hapësirë dhe para, është e nevojshme një njohuri e mirë e bakteriologjisë.
Përdorime të tjera. Fusha të tjera të rëndësishme të aplikimit industrial të baktereve përfshijnë, për shembull, lobin e lirit, d.m.th. ndarja e fibrave të saj rrotulluese nga pjesët e tjera të bimës, si dhe prodhimi i antibiotikëve, në veçanti streptomicina (bakteret e gjinisë Streptomyces).
LUFTIMI I BAKTERIVE NË INDUSTRI
Bakteret nuk janë vetëm të dobishme; Lufta kundër riprodhimit masiv të tyre, për shembull në produktet ushqimore ose në sistemet ujore të fabrikave të pulpës dhe letrës, është bërë një fushë e tërë veprimtarie. Ushqimi prishet nën ndikimin e baktereve, kërpudhave dhe enzimave të veta që shkaktojnë autolizë ("vetë-tretje"), përveç nëse ato çaktivizohen nga nxehtësia ose mjete të tjera. Meqenëse bakteret janë shkaktari kryesor i prishjes, zhvillimi i sistemeve efikase të ruajtjes së ushqimit kërkon njohuri për kufijtë e tolerancës së këtyre mikroorganizmave. Një nga teknologjitë më të zakonshme është pasterizimi i qumështit, i cili vret bakteret që shkaktojnë, për shembull, tuberkulozin dhe brucelozën. Qumështi mbahet në 61-63°C për 30 minuta ose në 72-73°C për vetëm 15 sekonda. Kjo nuk dëmton shijen e produktit, por çaktivizon bakteret patogjene. Vera, birra dhe lëngjet e frutave gjithashtu mund të pasterizohen. Përfitimet e ruajtjes së ushqimit në të ftohtë janë të njohura prej kohësh. Temperaturat e ulëta nuk i vrasin bakteret, por i pengojnë ato të rriten dhe të riprodhohen. Vërtetë, kur ngrihen, për shembull, në -25 ° C, numri i baktereve zvogëlohet pas disa muajsh, por një numër i madh i këtyre mikroorganizmave ende mbijetojnë. Në temperatura pak nën zero, bakteret vazhdojnë të shumohen, por shumë ngadalë. Kulturat e tyre të qëndrueshme mund të ruhen pothuajse për një kohë të pacaktuar pas liofilizimit (tharjes në ngrirje) në një mjedis që përmban proteina, siç është serumi i gjakut. Metoda të tjera të njohura të ruajtjes së ushqimit përfshijnë tharjen (tharjen dhe pirjen e duhanit), aditivin sasi të mëdha kripë ose sheqer, që fiziologjikisht është e barabartë me dehidratimin, dhe turshi, d.m.th. vendosja në një tretësirë të koncentruar të acidit. Kur aciditeti i mjedisit korrespondon me pH 4 dhe më poshtë, aktiviteti jetësor i baktereve zakonisht frenohet ose ndalet shumë.
BAKTERET DHE SËMUNDJET
STUDIMI I BAKTERIVE
Shumë baktere janë të lehta për t'u rritur në të ashtuquajturat. mjedis kulturor, i cili mund të përfshijë lëng mishi, proteina pjesërisht të tretur, kripëra, dekstrozë, gjak të plotë, serumin e tij dhe përbërës të tjerë. Përqendrimi i baktereve në kushte të tilla zakonisht arrin rreth një miliard për centimetër kub, duke bërë që mjedisi të bëhet i turbullt. Për të studiuar bakteret, është e nevojshme të jeni në gjendje të merrni kulturat e tyre të pastra, ose klonet, të cilat janë pasardhës të një qelize të vetme. Kjo është e nevojshme, për shembull, për të përcaktuar se çfarë lloj bakteri ka infektuar pacientin dhe ndaj cilit antibiotik këtij lloji e ndjeshme. Mostrat mikrobiologjike, të tilla si tamponët e fytit ose plagëve, mostrat e gjakut, mostrat e ujit ose materiale të tjera, janë shumë të holluara dhe aplikohen në sipërfaqen e një mediumi gjysmë të ngurtë: mbi të, zhvillohen koloni të rrumbullakëta nga qelizat individuale. Agjenti forcues për mjedisin e kulturës është zakonisht agar, një polisaharid i marrë nga disa alga deti që nuk tretet pothuajse nga çdo lloj bakteri. Media agar përdoret në formën e "shoals", d.m.th. sipërfaqet e pjerrëta të formuara në epruveta që qëndrojnë në një kënd të madh kur mjedisi i kulturës i shkrirë ngurtësohet, ose në formën e shtresave të holla në enët Petri prej qelqi - enë të rrumbullakëta të sheshta, të mbyllura me një kapak të së njëjtës formë, por pak më të madh në diametër. Zakonisht, brenda një dite, qeliza bakteriale arrin të shumëzohet aq shumë sa të formojë një koloni që është lehtësisht e dukshme me sy të lirë. Mund të transferohet në një mjedis tjetër për studime të mëtejshme. Të gjitha mjediset e kulturës duhet të jenë sterile përpara se të fillojnë të rriten bakteret dhe në të ardhmen duhet të merren masa për të parandaluar vendosjen e mikroorganizmave të padëshiruar mbi to. Për të ekzaminuar bakteret e rritura në këtë mënyrë, ngrohni një lak të hollë teli në një flakë, prekeni fillimisht në një koloni ose njollë dhe më pas në një pikë uji të aplikuar në një rrëshqitje xhami. Pas shpërndarjes së barabartë të materialit të marrë në këtë ujë, gota thahet dhe kalohet shpejt mbi flakën e djegësit dy ose tre herë (ana me bakteret duhet të jetë e kthyer lart): si rezultat, mikroorganizmat, pa u dëmtuar, janë fort. ngjitur në nënshtresë. Bojëja hidhet në sipërfaqen e preparatit, më pas gota lahet në ujë dhe thahet përsëri. Tani mund të ekzaminoni mostrën nën një mikroskop. Kulturat e pastra të baktereve identifikohen kryesisht nga karakteristikat e tyre biokimike, d.m.th. përcaktoni nëse ato formojnë gaz ose acide nga disa sheqerna, nëse janë në gjendje të tresin proteinat (të lëngëzojnë xhelatinë), nëse kanë nevojë për oksigjen për rritje, etj. Ata gjithashtu kontrollojnë nëse janë të lyer me ngjyra specifike. Ndjeshmëri ndaj disa barna, për shembull, antibiotikët, mund të përcaktohen duke vendosur disqe të vogla letre filtri të njomur me këto substanca në një sipërfaqe të infektuar me baktere. Nëse ka përbërje kimike vret bakteret, një zonë e lirë prej tyre formohet rreth diskut përkatës.
Enciklopedia e Collier. - Shoqëria e Hapur. 2000 .
Bakteret- një nga organizmat më të lashtë në Tokë. Pavarësisht nga thjeshtësia e strukturës së tyre, ata jetojnë në të gjitha habitatet e mundshme. Shumica e tyre gjenden në tokë (deri në disa miliardë qeliza bakteriale për 1 gram tokë). Ka shumë baktere në ajër, ujë, ushqim, brenda dhe në trupat e organizmave të gjallë. Bakteret janë gjetur në vende ku organizmat e tjerë nuk mund të jetojnë (në akullnaja, në vullkane).
Në mënyrë tipike një bakter është një qelizë e vetme (edhe pse ka forma koloniale). Për më tepër, kjo qelizë është shumë e vogël (nga fraksionet e një mikron në disa dhjetëra mikronë). Por tipar kryesor Një qelizë bakteriale është mungesa e një bërthame qelizore. Me fjalë të tjera, bakteret i përkasin prokariotët.
Bakteret janë ose të lëvizshme ose të palëvizshme. Në rastin e formave jolëvizëse, lëvizja kryhet duke përdorur flagjela. Mund të ketë disa prej tyre, ose mund të ketë vetëm një.
Qelizat e llojeve të ndryshme të baktereve mund të ndryshojnë shumë në formë. Ka baktere sferike ( cocci), në formë shufre ( bacilet), e ngjashme me një presje ( dridhjet), i shtrënguar ( spiroketa, spirilla), etj.
Struktura e një qelize bakteriale
Shumë qeliza bakteriale kanë kapsulë mukoze. Kryen një funksion mbrojtës. Në veçanti, mbron qelizën nga tharja.
Ashtu si qelizat bimore, edhe qelizat bakteriale kanë muri qelizor. Megjithatë, ndryshe nga bimët, struktura e saj dhe përbërjen kimike disi ndryshe. Muri qelizor përbëhet nga shtresa të karbohidrateve komplekse. Struktura e tij është e tillë që lejon substanca të ndryshme të depërtojnë në qelizë.
Nën murin qelizor është membrana citoplazmikenA.
Bakteret klasifikohen si prokariote sepse qelizat e tyre nuk kanë një bërthamë të formuar. Ata nuk kanë kromozomet karakteristike të qelizave eukariote. Kromozomi përmban jo vetëm ADN, por edhe proteina. Në bakteret, kromozomi i tyre përbëhet vetëm nga ADN dhe është një molekulë rrethore. Ky aparat gjenetik i baktereve quhet nukleoid. Nukleoidi ndodhet direkt në citoplazmë, zakonisht në qendër të qelizës.
Bakteret nuk kanë mitokondri të vërteta dhe një numër organelesh të tjera qelizore (kompleksi Golgi, retikulumi endoplazmatik). Funksionet e tyre kryhen nga invaginimet e membranës citoplazmike qelizore. Invaginime të tilla quhen mezozomet.
Në citoplazmë ka ribozomet, si dhe organike te ndryshme përfshirjes: proteina, karbohidrate (glikogjen), yndyrna. Qelizat bakteriale gjithashtu mund të përmbajnë të ndryshme pigmente. Në varësi të pranisë ose mungesës së disa pigmenteve, bakteret mund të jenë të pangjyrë, jeshile ose vjollcë.
Ushqyerja e baktereve
Bakteret u ngritën në agimin e jetës në Tokë. Ata ishin ata që “zbuluan” mënyra të ndryshme të ushqyerit. Vetëm më vonë, me ndërlikimin e organizmave, u shfaqën qartë dy mbretëri të mëdha: Bimët dhe Kafshët. Ato ndryshojnë nga njëri-tjetri kryesisht në mënyrën se si ushqehen. Bimët janë autotrofe, dhe kafshët janë heterotrofe. Bakteret kanë të dy llojet e të ushqyerit.
Të ushqyerit është mënyra se si një qelizë ose trup merr substancat e nevojshme organike. Ato mund të merren nga jashtë ose të sintetizohen në mënyrë të pavarur nga substanca inorganike.
Bakteret autotrofike
Bakteret autotrofike sintetizojnë substanca organike nga ato inorganike. Procesi i sintezës kërkon energji. Varësisht se nga e marrin këtë energji bakteret autotrofike, ato ndahen në fotosintetike dhe kimiosintetike.
Bakteret fotosintetike përdorin energjinë e Diellit, duke kapur rrezatimin e tij. Në këtë ato janë të ngjashme me bimët. Megjithatë, ndërsa bimët lëshojnë oksigjen gjatë fotosintezës, shumica e baktereve fotosintetike nuk e lëshojnë atë. Kjo do të thotë, fotosinteza bakteriale është anaerobe. Gjithashtu, pigmenti jeshil i baktereve ndryshon nga pigmenti i ngjashëm i bimëve dhe quhet bakteroklorofil. Bakteret nuk kanë kloroplaste. Kryesisht bakteret fotosintetike jetojnë në trupat ujorë (të freskët dhe të kripur).
Bakteret kemosintetike Për të sintetizuar substanca organike nga ato inorganike, përdoret energjia e reaksioneve të ndryshme kimike. Energjia nuk çlirohet në të gjitha reaksionet, por vetëm në ato ekzotermike. Disa nga këto reaksione ndodhin në qelizat bakteriale. Pra në bakteret nitrifikuese ndodh oksidimi i amoniakut në nitrite dhe nitrate. Bakteret e hekurit oksidojnë hekurin hekuri në hekur oksid. Bakteret e hidrogjenit oksidojnë molekulat e hidrogjenit.
Bakteret heterotrofike
Bakteret heterotrofike nuk janë të afta të sintetizojnë substanca organike nga ato inorganike. Prandaj, ne jemi të detyruar t'i marrim ato nga mjedisi.
Bakteret që ushqehen me mbetjet organike të organizmave të tjerë (përfshirë trupat e vdekur) quhen bakteret saprofite. Ndryshe quhen baktere të kalbura. Ka shumë baktere të tilla në tokë, ku zbërthejnë humusin në substanca inorganike, të cilat më pas përdoren nga bimët. Bakteret e acidit laktik ushqehen me sheqerna, duke i kthyer ato në acid laktik. Bakteret e acidit butirik dekompozojnë acidet organike, karbohidratet dhe alkoolet në acid butirik.
Bakteret nodule jetojnë në rrënjët e bimëve dhe ushqehen me lëndën organike të bimës së gjallë. Megjithatë, ata rregullojnë azotin nga ajri dhe ia japin bimës. Kjo do të thotë, në këtë rast ka një simbiozë. Të tjera heterotrofike bakteret simbiont jetojnë në sistemin tretës të kafshëve, duke ndihmuar në tretjen e ushqimit.
Gjatë procesit të frymëmarrjes, substancat organike shkatërrohen dhe lirohet energji. Kjo energji shpenzohet më pas në procese të ndryshme jetësore (për shembull, lëvizje).
Një mënyrë efektive për të marrë energji është frymëmarrje me oksigjen. Megjithatë, disa baktere mund të marrin energji pa oksigjen. Kështu, ekzistojnë baktere aerobe dhe anaerobe.
Bakteret aerobike oksigjeni është i nevojshëm, kështu që ata jetojnë në vendet ku ai është i disponueshëm. Oksigjeni është i përfshirë në reagimin e oksidimit të substancave organike ndaj dioksidit të karbonit dhe ujit. Në procesin e një frymëmarrjeje të tillë, bakteret marrin një sasi relativisht të madhe energjie. Kjo metodë e frymëmarrjes është karakteristike për shumicën dërrmuese të organizmave.
Bakteret anaerobe Ata nuk kërkojnë oksigjen për të marrë frymë, kështu që ata mund të jetojnë në një mjedis pa oksigjen. Ata marrin energji nga reaksionet e fermentimit. Kjo metodë oksidimi është i paefektshëm.
Riprodhimi i baktereve
Në shumicën e rasteve, bakteret riprodhohen duke i ndarë qelizat e tyre në dysh. Para kësaj, molekula rrethore e ADN-së dyfishohet. Çdo qelizë bijë merr një nga këto molekula dhe për këtë arsye është një kopje gjenetike e qelizës amë (klon). Kështu, është tipike për bakteret riprodhimi aseksual.
Në kushte të favorshme (me lëndë ushqyese të mjaftueshme dhe kushte të favorshme mjedisore), qelizat bakteriale ndahen shumë shpejt. Kështu, një bakter mund të prodhojë qindra miliona qeliza në ditë.
Edhe pse bakteret riprodhohen në mënyrë aseksuale, në disa raste ato shfaqin të ashtuquajturat procesi seksual, e cila rrjedh në formë konjugim. Gjatë konjugimit, dy qeliza të ndryshme bakteriale afrohen dhe krijohet një lidhje midis citoplazmave të tyre. Pjesë të ADN-së së një qelize transferohen në të dytën, dhe pjesë të ADN-së së qelizës së dytë transferohen në të parën. Kështu, gjatë procesit seksual, bakteret shkëmbejnë informacion gjenetik. Ndonjëherë bakteret nuk shkëmbejnë pjesë të ADN-së, por molekula të tëra të ADN-së.
Sporet bakteriale
Shumica dërrmuese e baktereve formojnë spore në kushte të pafavorshme. Sporet bakteriale janë kryesisht një mënyrë për të mbijetuar në kushte të pafavorshme dhe një metodë e shpërndarjes, sesa një metodë riprodhimi.
Kur formohet një spore, citoplazma e qelizës bakteriale tkurret dhe vetë qeliza mbulohet me një membranë të dendur dhe të trashë mbrojtëse.
Sporet bakteriale mbeten të qëndrueshme për një kohë të gjatë dhe janë në gjendje të mbijetojnë në kushte shumë të pafavorshme (temperatura jashtëzakonisht të larta dhe të ulëta, tharje).
Kur një spore gjendet në kushte të favorshme, ajo bymehet. Pas kësaj, guaska mbrojtëse derdhet dhe shfaqet një qelizë e zakonshme bakteriale. Ndodh që të ndodhë ndarja e qelizave dhe të formohen disa baktere. Kjo është, sporulimi është i kombinuar me riprodhimin.
Rëndësia e baktereve
Roli i baktereve në ciklin e substancave në natyrë është i madh. Kjo vlen kryesisht për bakteret e kalbura (saprofite). Ata quhen rregulloret e natyrës. Me zbërthimin e mbetjeve të bimëve dhe kafshëve, bakteret shndërrojnë substanca organike komplekse në substanca të thjeshta inorganike (dioksid karboni, ujë, amoniak, sulfur hidrogjeni).
Bakteret rrisin pjellorinë e tokës duke e pasuruar atë me azot. Bakteret nitrifikuese i nënshtrohen reaksioneve gjatë të cilave nitritet formohen nga amoniaku, dhe nitratet nga nitritet. Bakteret nyje janë në gjendje të asimilojnë azotin atmosferik, duke sintetizuar komponimet azotike. Ata jetojnë në rrënjët e bimëve, duke formuar nyje. Falë këtyre baktereve, bimët marrin komponimet e azotit që u nevojiten. Në thelb, bimët bishtajore hyjnë në simbiozë me bakteret nyje. Pasi ata vdesin, toka pasurohet me azot. Kjo përdoret shpesh në bujqësi.
Në stomakun e ripërtypësve, bakteret shpërbëjnë celulozën, gjë që promovon tretje më efikase.
Roli i madh pozitiv i baktereve në industria ushqimore. Shumë lloje bakteresh përdoren për të prodhuar produkte të acidit laktik, gjalpë dhe djathë, turshi perimesh, si dhe në verë.
Në industrinë kimike, bakteret përdoren për të prodhuar alkoole, aceton dhe acid acetik.
Në mjekësi, bakteret përdoren për të prodhuar një sërë antibiotikësh, enzimash, hormonesh dhe vitaminash.
Megjithatë, bakteret gjithashtu mund të shkaktojnë dëm. Jo vetëm që e prishin ushqimin, por me sekrecionet e tyre e bëjnë atë helmues.
Mikroorganizmat janë një grup kafshësh dhe bimësh shumë të vogla që mund të dallohen vetëm duke përdorur një mikroskop. Ato mund të jenë të dëmshme dhe të dobishme për njerëzit, marrin pjesë në ciklin natyror të substancave, në proceset e zbërthimit të lëndës organike, në zbërthimin e substancave komplekse në më të thjeshta, në fermentim etj.
Mikroorganizmat i përkasin formave të jetës prokariote, qelizat e tyre nuk kanë një bërthamë, përmbajnë pak organele dhe janë shumë më të thjeshta në strukturë se ato bërthamore. Por me gjithë thjeshtësinë e tyre, qelizat e tilla janë shumë të qëndrueshme, shumohen shpejt dhe për sa i përket shkallës së mbijetesës janë më të larta se organizmat shumëqelizorë.
Shumë baktere jetojnë në zorrët e kafshëve dhe ndihmojnë në tretjen e vështirë të arritshme ushqimet bimore, duke prodhuar enzimat e nevojshme, si dhe vitamina dhe aminoacide esenciale. Ndër bakteret e dobishme duhet të theksohen bakteret fiksuese të azotit - simbionet e bimëve bishtajore. Bakteret e nyjeve hyjnë në simbiozë me rrënjët, duke fiksuar azotin, i cili më vonë përdoret nga bimët për të ndërtuar indet qelizore për rritje.
Megjithatë, midis mikroorganizmave ka lloje të shumta patogjene që mund të shkaktojnë sëmundje të rënda dhe të çojnë në vdekje. Ndër këto janë kolera, antraksi, tifoja dhe të tjera.
Shumë lloje mikroorganizmave të dobishëm përdoret në industrinë ushqimore. Kështu prodhohen produktet e qumështit të fermentuar - kos, kefir dhe djathë, disa përdoren për turshi dhe fermentim, gjë që parandalon prishjen e produkteve. Megjithatë, ka edhe mikroorganizma të dëmshëm që çojnë në prishjen e produkteve. Midis tyre janë myku, lloje të ndryshme kërpudha Ato ndryshojnë karakteristikat kimike dhe fizike të produkteve, gjë që përfundimisht çon në prishjen e produkteve dhe pamundësinë për t'i ngrënë ato.
Llojet kryesore të mikroorganizmave përfshijnë si më poshtë:
- Kokët janë mikroorganizma me qeliza në formë të rrumbullakët që mund të ndryshojnë në pozicionet e tyre relative me njëra-tjetrën. Në varësi të vendndodhjes, ato ndahen në disa grupe. Për shembull, qelizat e streptokokut rreshtohen në një zinxhir të gjatë topash, diplokokët ekzistojnë në formën e dy qelizave fqinje që jetojnë vazhdimisht në çifte, stafilokokët karakterizohen nga fakti se qelizat e tyre janë të vendosura rastësisht në koloni. Nëse hyjnë në trupin e njeriut, mund të shkaktojnë sëmundje serioze. Megjithatë, jo të gjitha llojet e kokëve janë të dëmshëm dhe mund të ekzistojnë në simbiozë me trupin pa shkaktuar ndonjë dëm. Nëse imuniteti i një personi ulet, atëherë një shpërthim i mikroorganizmave shumëfishohet dhe sëmundja fillon të përparojë.
- Bakteret në formë shufre ndryshojnë në madhësi, formë dhe mund të formojnë spore. Bacilet janë baktere të afta për sporulim. Këto përfshijnë bacilet e antraksit dhe tetanozit. Sporet janë formacione të veçanta në jetën e baktereve, të krijuara për të mbijetuar në kushte të pafavorshme. Në këtë rast, qeliza është e mbuluar me një guaskë të fortë mbrojtëse dhe është në gjendje të qëndrojë në gjumë për një kohë të gjatë, duke pritur fillimin e kushteve të favorshme për zhvillim. Disa spore janë aq rezistente sa mund t'i rezistojnë temperaturave më shumë se 120 gradë Celsius.
- Qelizat me skajet e theksuara, për shembull, fusobakteret. Ata janë përfaqësues të mikroflorës normale të traktit respirator dhe nuk paraqesin rrezik për njerëzit, por përkundrazi, ndihmojnë funksionimin normal mbulesa epiteliale;
- Qeliza me skaje të trasha, në formë shkopi. Një përfaqësues i dukshëm i Corynebacterium - agjenti shkaktar i difterisë;
- Forma qelizore me skaje të rrumbullakosura. Një përfaqësues është E. coli, e cila është e nevojshme për tretjen në zorrët;
- Qeliza në formë shufre me skaje të drejta. Kjo është forma qelizore e patogjenit të antraksit.
Si rregull, bakteret në formë shufre ndodhen rastësisht në hapësirë në raport me njëra-tjetrën, por disa mund të vendosen në çifte ose në formën e një zinxhiri. Në rastin e parë, këto janë diplobaktere ose diplobacillus, në të dytën - streptobaktere ose streptobacilli.
Bakteret gram-negative dhe gram-pozitive
Më shumë se 100 vjet më parë, shkencëtari danez Gram shpiku një bojë që ndau botën e baktereve në dy grupe - baktere gram-negative dhe gram-pozitive. Ata quhen kështu për shkak të aftësisë së tyre për t'u ngjyrosur me një ngjyrë të shpikur. Fakti është se disa qeliza janë të mbuluara me një membranë lipidike shtesë, e cila parandalon depërtimin e substancave në murin qelizor dhe për këtë arsye qelizat e tilla nuk njollosen. Në të kundërt, ato që nuk kanë një membranë lipidike shtesë njollosen mirë me Gram, duke krijuar një lidhje të qëndrueshme me murin qelizor.
Membrana lipidike e baktereve gram-negative i bën ato më rezistente ndaj antibiotikëve, gjë që është tipar i rëndësishëm në diagnostikimin mjekësor të sëmundjeve dhe zgjedhjen e metodave të trajtimit. Klamidia dhe rikecia janë gram-negative, streptokokët dhe stafilokokët janë gram-pozitiv.
Bakteret aerobe dhe anaerobe
Bakteret më të thjeshta jetojnë në thellësi të mëdha nën ujë. Zhvillimi i tyre nuk kërkon praninë e oksigjenit, ndryshe nga ato që janë më të organizuara dhe kanë arritur në tokë. Prandaj në shkenca moderne Bakteret ndahen në aerobe dhe anaerobe, në varësi të nevojës së tyre për oksigjen.
Organizmat aerobikë nuk mund të ekzistojnë pa oksigjen:
- Aerobet e detyrueshme janë mikrobet që jetojnë lirshëm në mjedisin e jashtëm. Për shembull, bacili i Koch, agjenti shkaktar i tuberkulozit, është mjaft i qëndrueshëm dhe mund të mbijetojë në ujë për rreth 5 muaj, dhe në një dhomë të ngrohtë dhe të lagësht deri në 7 vjet;
- Mikroaerofilët. Për mikroorganizma të tillë mjafton një përmbajtje oksigjeni rreth 2% në mjedis, ku mund të riprodhohen dhe zhvillohen normalisht. Këto përfshijnë streptokoket, agjentët shkaktarë të sëmundjeve të traktit të sipërm respirator.
Organizmat anaerobe që nuk kanë nevojë për oksigjen për t'u zhvilluar:
- Anaerobet e detyrueshme. Për shembull, fusobakteret lulëzojnë në një mjedis me zero oksigjen;
- Anaerobet fakultative. Mund të zhvillohet pa oksigjen, për shembull, gonokokët ose streptokokët;
- Mikroorganizmat aerotolerantë. Ata nuk kërkojnë oksigjen për zhvillimin e tyre, por janë në gjendje të jetojnë në një mjedis që përmban oksigjen, për shembull, bakteret që shkaktojnë thartirën e qumështit.
Bakteret janë grupi më i vjetër i organizmave që ekzistojnë aktualisht në Tokë. Bakteret e para ndoshta u shfaqën më shumë se 3.5 miliardë vjet më parë dhe për gati një miliard vjet ata ishin të vetmet krijesa të gjalla në planetin tonë. Meqenëse këta ishin përfaqësuesit e parë të natyrës së gjallë, trupi i tyre kishte një strukturë primitive.
Me kalimin e kohës, struktura e tyre u bë më komplekse, por edhe sot e kësaj dite bakteret konsiderohen si organizmat më primitivë njëqelizorë. Është interesante që disa baktere ende ruajnë tiparet primitive të paraardhësve të tyre të lashtë. Kjo vërehet te bakteret që jetojnë në burime të nxehta squfuri dhe baltë anoksike në fund të rezervuarëve.
Shumica e baktereve janë pa ngjyrë. Vetëm disa janë vjollcë ose jeshile. Por kolonitë e shumë baktereve kanë një ngjyrë të ndritshme, e cila shkaktohet nga lëshimi i një substance me ngjyrë në mjedisi ose pigmentimi i qelizave.
Zbuluesi i botës së baktereve ishte Antony Leeuwenhoek, një natyralist holandez i shekullit të 17-të, i cili i pari krijoi një mikroskop zmadhues të përsosur që zmadhonte objektet 160-270 herë.
Bakteret klasifikohen si prokariote dhe klasifikohen në një mbretëri të veçantë - Bakteret.
Forma e trupit
Bakteret janë organizma të shumtë dhe të ndryshëm. Ato ndryshojnë në formë.
| Emri i bakterit | Forma e baktereve | Imazhi i baktereve |
| Cocci | Në formë topi | |
| Bacil |  | Në formë shufre |
| Vibrio | Në formë presjeje | |
| Spirillum |  | Spirale |
| Streptokoket |  | Zinxhiri i kokëve |
| Stafilokoku |  | Grupimet e kokëve |
| Diplokoku | Dy baktere të rrumbullakëta të mbyllura në një kapsulë mukoze |
Metodat e transportit
Midis baktereve ka forma të lëvizshme dhe të palëvizshme. Lëvizësit lëvizin për shkak të kontraktimeve të ngjashme me valë ose me ndihmën e flagjelave (fije spirale të përdredhura), të cilat përbëhen nga një proteinë e veçantë e quajtur flagelinë. Mund të ketë një ose më shumë flagjela. Në disa baktere ato janë të vendosura në një skaj të qelizës, në të tjerët - në dy ose mbi të gjithë sipërfaqen.
Por lëvizja është gjithashtu e natyrshme në shumë baktere të tjera që nuk kanë flagjela. Kështu, bakteret e mbuluara nga jashtë me mukozë janë të afta të lëvizin rrëshqitës.
Disa baktere ujore dhe tokësore pa flagjela kanë vakuola gazi në citoplazmë. Mund të ketë 40-60 vakuola në një qelizë. Secila prej tyre është e mbushur me gaz (me sa duket azot). Duke rregulluar sasinë e gazit në vakuola, bakteret ujore mund të zhyten në kolonën e ujit ose të ngrihen në sipërfaqen e tij, dhe bakteret e tokës mund të lëvizin në kapilarët e tokës.
Habitati
Për shkak të thjeshtësisë së tyre të organizimit dhe jopretenciozitetit, bakteret janë të përhapura në natyrë. Bakteret gjenden kudo: në një pikë të ujit më të pastër të burimit, në kokrra dheu, në ajër, në shkëmbinj, në dëborë polare, në rërën e shkretëtirës, në fundin e oqeanit, në vajin e nxjerrë nga thellësi të mëdha, madje edhe në uji i burimeve të nxehta me temperaturë rreth 80ºC. Ata jetojnë në bimë, fruta, kafshë të ndryshme dhe te njerëzit në zorrët, zgavrën e gojës, gjymtyrët dhe në sipërfaqen e trupit.
Bakteret janë krijesat e gjalla më të vogla dhe më të shumta. Për shkak të madhësisë së tyre të vogël, ato depërtojnë lehtësisht në çdo çarje, çarje ose pore. Shumë e qëndrueshme dhe e përshtatur me kushte të ndryshme jetese. Ato tolerojnë tharjen, të ftohtin ekstrem dhe ngrohjen deri në 90ºC pa humbur qëndrueshmërinë e tyre.
Praktikisht nuk ka vend në Tokë ku bakteret nuk gjenden, por në sasi të ndryshme. Kushtet e jetesës së baktereve janë të ndryshme. Disa prej tyre kërkojnë oksigjen atmosferik, të tjerët nuk kanë nevojë për të dhe janë në gjendje të jetojnë në një mjedis pa oksigjen.
Në ajër: bakteret ngrihen në atmosferën e sipërme deri në 30 km. dhe më shumë.
Ka veçanërisht shumë prej tyre në tokë. 1 g tokë mund të përmbajë qindra miliona baktere.
Në ujë: në shtresat sipërfaqësore të ujit në rezervuarë të hapur. Bakteret e dobishme ujore mineralizojnë mbetjet organike.
Në organizmat e gjallë: bakteret patogjene hyjnë në trup nga mjedisi i jashtëm, por vetëm në kushte të favorshme shkaktojnë sëmundje. Simbiotikët jetojnë në organet e tretjes, duke ndihmuar në zbërthimin dhe thithjen e ushqimit dhe sintetizimin e vitaminave.
Struktura e jashtme
Qeliza bakteriale është e mbuluar me një guaskë të veçantë të dendur - një mur qelizor, i cili kryen funksione mbrojtëse dhe mbështetëse, dhe gjithashtu i jep bakterit një formë të përhershme, karakteristike. Muri qelizor i një bakteri i ngjan murit të një qelize bimore. Është i përshkueshëm: përmes tij, lëndët ushqyese kalojnë lirshëm në qelizë dhe produktet metabolike dalin në mjedis. Bakteret shpesh prodhojnë shtesë shtresë mbrojtëse mukus - kapsulë. Trashësia e kapsulës mund të jetë shumë herë më e madhe se diametri i vetë qelizës, por mund të jetë edhe shumë i vogël. Kapsula nuk është një pjesë thelbësore e qelizës, ajo formohet në varësi të kushteve në të cilat gjenden bakteret. Ajo mbron bakteret nga tharja.
Në sipërfaqen e disa baktereve ka flagjela të gjata (një, dy ose shumë) ose villi të hollë të shkurtër. Gjatësia e flagjellës mund të jetë shumë herë më e madhe se madhësia e trupit të bakterit. Bakteret lëvizin me ndihmën e flagjelave dhe vileve.
Struktura e brendshme
Brenda qelizës bakteriale ka citoplazmë të dendur dhe të palëvizshme. Ajo ka një strukturë shtresore, nuk ka vakuola, prandaj proteina (enzima) të ndryshme dhe lëndë ushqyese rezervë ndodhen në substancën e vetë citoplazmës. Qelizat bakteriale nuk kanë një bërthamë. Një substancë që mbart informacion trashëgues është e përqendruar në pjesën qendrore të qelizës së tyre. Bakteret, - acidi nukleik - ADN. Por kjo substancë nuk është formuar në një bërthamë.
Organizimi i brendshëm i një qelize bakteriale është kompleks dhe ka karakteristikat e veta specifike. Citoplazma ndahet nga muri qelizor nga membrana citoplazmike. Në citoplazmë ekziston një substancë kryesore, ose matricë, ribozome dhe një numër i vogël strukturash membranore që kryejnë një sërë funksionesh (analoge të mitokondrive, rrjetit endoplazmatik, aparatit Golgi). Citoplazma e qelizave bakteriale shpesh përmban granula forma të ndryshme dhe madhësive. Granulat mund të përbëhen nga komponime që shërbejnë si burim energjie dhe karboni. Pikat e yndyrës gjenden gjithashtu në qelizën bakteriale.
Në pjesën qendrore të qelizës, substanca bërthamore është e lokalizuar - ADN, e cila nuk kufizohet nga citoplazma nga një membranë. Ky është një analog i bërthamës - një nukleoid. Nukleoidi nuk ka një membranë, një bërthamë ose një grup kromozomesh.
Metodat e të ushqyerit
Bakteret kanë mënyra të ndryshme të të ushqyerit. Midis tyre ka autotrofë dhe heterotrofë. Autotrofët janë organizma që janë të aftë të prodhojnë në mënyrë të pavarur substanca organike për ushqimin e tyre.
Bimët kanë nevojë për azot, por nuk mund të thithin vetë azotin nga ajri. Disa baktere kombinojnë molekulat e azotit në ajër me molekula të tjera, duke rezultuar në substanca që janë të disponueshme për bimët.
Këto baktere vendosen në qelizat e rrënjëve të reja, gjë që çon në formimin e trashjeve në rrënjë, të quajtura nyje. Nyje të tilla formohen në rrënjët e bimëve të familjes së bishtajoreve dhe disa bimëve të tjera.
Rrënjët sigurojnë bakteret me karbohidrate dhe bakteret u japin rrënjëve substanca që përmbajnë azot që mund të përthithen nga bima. Bashkëjetesa e tyre është e dobishme reciproke.
Rrënjët e bimëve sekretojnë shumë substanca organike (sheqerna, aminoacide dhe të tjera) me të cilat ushqehen bakteret. Prandaj, veçanërisht shumë baktere vendosen në shtresën e tokës që rrethon rrënjët. Këto baktere shndërrojnë mbeturinat e vdekura të bimëve në substanca të disponueshme nga bima. Kjo shtresë e tokës quhet rizosferë.
Ekzistojnë disa hipoteza në lidhje me depërtimin e baktereve të nyjeve në indet e rrënjës:
- përmes dëmtimit të indeve të epidermës dhe korteksit;
- përmes qimeve të rrënjës;
- vetëm përmes membranës qelizore të re;
- falë baktereve shoqëruese që prodhojnë enzima pektinolitike;
- për shkak të stimulimit të sintezës së acidit B-indolacetik nga triptofani, gjithmonë i pranishëm në sekrecionet e rrënjëve të bimëve.
Procesi i futjes së baktereve nyje në indin rrënjë përbëhet nga dy faza:
- infeksioni i qimeve të rrënjës;
- procesi i formimit të nyjeve.
Në shumicën e rasteve, qeliza pushtuese shumëfishohet në mënyrë aktive, formon të ashtuquajturat fije infeksioni dhe, në formën e fijeve të tilla, lëviz në indin bimor. Bakteret e nyjeve që dalin nga filli i infeksionit vazhdojnë të shumohen në indin pritës.
Qelizat bimore të mbushura me qeliza që shumohen me shpejtësi të baktereve nodule fillojnë të ndahen me shpejtësi. Lidhja e një nyje të re me rrënjën e një bime bishtajore kryhet falë tufave vaskulare-fibroze. Gjatë periudhës së funksionimit, nyjet zakonisht janë të dendura. Në kohën kur ndodh aktiviteti optimal, nyjet marrin një ngjyrë rozë (në sajë të pigmentit leghemoglobin). Vetëm ato baktere që përmbajnë leghemoglobinë janë të afta të fiksojnë azotin.
Bakteret e nyjeve krijojnë dhjetëra e qindra kilogramë pleh azotik për hektar tokë.
Metabolizmi
Bakteret ndryshojnë nga njëri-tjetri në metabolizmin e tyre. Për disa ndodh me pjesëmarrjen e oksigjenit, për të tjerët - pa të.
Shumica e baktereve ushqehen me substanca organike të gatshme. Vetëm disa prej tyre (blu-jeshile, ose cianobakteret) janë të afta të krijojnë substanca organike nga ato inorganike. Ata luajtën një rol të rëndësishëm në akumulimin e oksigjenit në atmosferën e Tokës.
Bakteret thithin substanca nga jashtë, grisin molekulat e tyre në copa, mbledhin guaskën e tyre nga këto pjesë dhe plotësojnë përmbajtjen e tyre (kështu rriten) dhe hedhin jashtë molekulat e panevojshme. Predha dhe membrana e bakterit e lejojnë atë të thithë vetëm substancat e nevojshme.
Nëse guaska dhe membrana bakteriale do të ishin plotësisht të papërshkueshme, asnjë substancë nuk do të hynte në qelizë. Nëse ato do të ishin të përshkueshme nga të gjitha substancat, përmbajtja e qelizës do të përzihej me mjedisin - tretësirën në të cilën jeton bakteri. Për të mbijetuar, bakteret kanë nevojë për një guaskë që lejon substancat e nevojshme të kalojnë, por jo substancat e panevojshme.
Bakteri thith lëndët ushqyese që ndodhen pranë tij. Çfarë ndodh më pas? Nëse mund të lëvizë në mënyrë të pavarur (duke lëvizur flagjelin ose duke e shtyrë mukozën prapa), atëherë lëviz derisa të gjejë substancat e nevojshme.
Nëse nuk mund të lëvizë, atëherë pret derisa difuzioni (aftësia e molekulave të një lënde për të depërtuar në grumbullin e molekulave të një substance tjetër) t'i sjellë molekulat e nevojshme.
Bakteret, së bashku me grupet e tjera të mikroorganizmave, kryejnë një punë të madhe kimike. Duke konvertuar komponime të ndryshme, ata marrin energjinë dhe lëndët ushqyese të nevojshme për jetën e tyre. Proceset metabolike, metodat e marrjes së energjisë dhe nevoja për materiale për ndërtimin e substancave të trupit të tyre janë të ndryshme në baktere.
Bakteret e tjera plotësojnë të gjitha nevojat e tyre për karbon të nevojshëm për sintezën e substancave organike në trup në kurriz të përbërjeve inorganike. Ata quhen autotrofë. Bakteret autotrofike janë të afta të sintetizojnë substanca organike nga ato inorganike. Ndër to janë:
Kemosinteza
Përdorimi i energjisë rrezatuese është mënyra më e rëndësishme, por jo e vetmja për të krijuar lëndë organike nga dioksidi i karbonit dhe uji. Janë të njohura bakteret që përdorin energji në vend të dritës së diellit si burim energjie për një sintezë të tillë. lidhjet kimike, që ndodhin në qelizat e organizmave gjatë oksidimit të disa përbërjeve inorganike - sulfur hidrogjeni, squfuri, amoniaku, hidrogjeni, acidi nitrik, komponimet me ngjyra dhe mangani. Ata përdorin lëndën organike të formuar duke përdorur këtë energji kimike për të ndërtuar qelizat e trupit të tyre. Prandaj, ky proces quhet kemosintezë.
Grupi më i rëndësishëm i mikroorganizmave kemosintetikë janë bakteret nitrifikuese. Këto baktere jetojnë në tokë dhe oksidojnë amoniakun e formuar gjatë kalbjes së mbetjeve organike në acid nitrik. Ky i fundit reagon me përbërjet minerale të tokës, duke u kthyer në kripëra të acidit nitrik. Ky proces zhvillohet në dy faza.
Bakteret e hekurit e shndërrojnë hekurin me ngjyra në hekur oksid. Hidroksidi i hekurit që rezulton vendoset dhe formon të ashtuquajturin mineral hekuri të kënetës.
Disa mikroorganizma ekzistojnë për shkak të oksidimit të hidrogjenit molekular, duke siguruar kështu një metodë autotrofike të të ushqyerit.
Një tipar karakteristik i baktereve të hidrogjenit është aftësia për të kaluar në një mënyrë jetese heterotrofike kur sigurohet me komponime organike dhe mungesa e hidrogjenit.
Kështu, kemoautotrofët janë autotrofë tipikë, pasi ato sintetizojnë në mënyrë të pavarur komponimet organike të nevojshme nga substancat inorganike dhe nuk i marrin ato të gatshme nga organizmat e tjerë, si heterotrofët. Bakteret kemoautotrofike ndryshojnë nga bimët fototrofike në pavarësinë e tyre të plotë nga drita si burim energjie.
Fotosinteza bakteriale
Disa baktere squfuri që përmbajnë pigment (vjollcë, jeshile), që përmbajnë pigmente specifike - bakteroklorofile, janë në gjendje të thithin energjinë diellore, me ndihmën e së cilës sulfidi i hidrogjenit në trupat e tyre shpërbëhet dhe lëshon atome hidrogjeni për të rivendosur përbërjet përkatëse. Ky proces ka shumë të përbashkëta me fotosintezën dhe ndryshon vetëm në atë që në bakteret vjollcë dhe jeshile dhuruesi i hidrogjenit është sulfidi i hidrogjenit (herë pas here acide karboksilike), dhe në bimët jeshile është uji. Në të dyja, ndarja dhe transferimi i hidrogjenit kryhet për shkak të energjisë së rrezeve diellore të absorbuara.
Kjo fotosintezë bakteriale, e cila ndodh pa çlirimin e oksigjenit, quhet fotoreduktim. Fotoreduktimi i dioksidit të karbonit shoqërohet me transferimin e hidrogjenit jo nga uji, por nga sulfuri i hidrogjenit:
6СО 2 +12Н 2 S+hv → С6Н 12 О 6 +12S=6Н 2 О
Rëndësia biologjike e kemosintezës dhe fotosintezës bakteriale në një shkallë planetare është relativisht e vogël. Vetëm bakteret kimiosintetike luajnë një rol të rëndësishëm në procesin e çiklizmit të squfurit në natyrë. I përthithur nga bimët e gjelbra në formën e kripërave të acidit sulfurik, squfuri reduktohet dhe bëhet pjesë e molekulave të proteinave. Më tej, kur mbetjet e ngordhura të bimëve dhe kafshëve shkatërrohen nga bakteret putrefaktive, squfuri lirohet në formën e sulfurit të hidrogjenit, i cili oksidohet nga bakteret e squfurit në squfur të lirë (ose acid sulfurik), duke formuar sulfite në tokë që janë të arritshme për bimët. Bakteret kimio- dhe fotoautotrofike janë thelbësore në ciklin e azotit dhe squfurit.
Sporizim
Sporet formohen brenda qelizës bakteriale. Gjatë procesit të sporulimit, qeliza bakteriale i nënshtrohet një sërë procesesh biokimike. Sasia e ujit të lirë në të zvogëlohet dhe aktiviteti enzimatik zvogëlohet. Kjo siguron rezistencën e sporeve ndaj kushteve të pafavorshme mjedisore ( temperaturë të lartë, përqendrim i lartë i kripës, tharje etj.). Sporulimi është karakteristik vetëm për një grup të vogël bakteresh.
Sporet janë një fazë fakultative në ciklin jetësor të baktereve. Sporulimi fillon vetëm me mungesën e lëndëve ushqyese ose akumulimin e produkteve metabolike. Bakteret në formën e spores mund të qëndrojnë në gjumë për një kohë të gjatë. Sporet bakteriale mund t'i rezistojnë zierjes së zgjatur dhe ngrirjes shumë të gjatë. Kur ndodhin kushte të favorshme, spora mbin dhe bëhet e qëndrueshme. Sporet bakteriale janë një përshtatje për të mbijetuar në kushte të pafavorshme.
Riprodhimi
Bakteret riprodhohen duke e ndarë një qelizë në dy. Pasi ka arritur një madhësi të caktuar, bakteri ndahet në dy baktere identike. Pastaj secila prej tyre fillon të ushqehet, rritet, ndahet etj.
Pas zgjatjes së qelizave, gradualisht formohet një septum tërthor dhe më pas qelizat bija ndahen; Në shumë baktere, në kushte të caktuara, pas ndarjes, qelizat mbeten të lidhura në grupe karakteristike. Në këtë rast, në varësi të drejtimit të planit të ndarjes dhe numrit të ndarjeve, lindin forma të ndryshme. Riprodhimi me lulëzim ndodh si përjashtim te bakteret.
Në kushte të favorshme, ndarja e qelizave në shumë baktere ndodh çdo 20-30 minuta. Me një riprodhim kaq të shpejtë, pasardhësit e një bakteri në 5 ditë mund të formojnë një masë që mund të mbushë të gjitha detet dhe oqeanet. Një llogaritje e thjeshtë tregon se 72 breza (720,000,000,000,000,000,000 qeliza) mund të formohen në ditë. Nëse konvertohet në peshë - 4720 ton. Sidoqoftë, kjo nuk ndodh në natyrë, pasi shumica e baktereve vdesin shpejt nën ndikimin e dritës së diellit, tharjes, mungesës së ushqimit, ngrohjes në 65-100ºC, si rezultat i luftës midis specieve, etj.
Bakteri (1), pasi ka thithur mjaftueshëm ushqim, rritet në madhësi (2) dhe fillon të përgatitet për riprodhim (ndarja e qelizave). ADN-ja e saj (në një bakter molekula e ADN-së është e mbyllur në një unazë) dyfishohet (bakteri prodhon një kopje të kësaj molekule). Të dy molekulat e ADN-së (3,4) e gjejnë veten të lidhur me murin e bakterit dhe, ndërsa bakteri zgjatet, largohen (5,6). Së pari ndahet nukleotidi, pastaj citoplazma.
Pas divergjencës së dy molekulave të ADN-së, në bakter shfaqet një shtrëngim, i cili gradualisht e ndan trupin e bakterit në dy pjesë, secila prej të cilave përmban një molekulë të ADN-së (7).
Ndodh (në Bacillus subtilis) që dy baktere të ngjiten së bashku dhe midis tyre krijohet një urë (1,2).
Jumperi transporton ADN-në nga një bakter në tjetrin (3). Pasi në një bakter, molekulat e ADN-së ndërthuren, ngjiten së bashku në disa vende (4) dhe më pas shkëmbejnë seksionet (5).
Roli i baktereve në natyrë
Gyre
Bakteret janë lidhja më e rëndësishme në ciklin e përgjithshëm të substancave në natyrë. Bimët krijojnë substanca organike komplekse nga dioksidi i karbonit, uji dhe kripërat minerale në tokë. Këto substanca kthehen në tokë me kërpudha të ngordhura, bimë dhe kufoma kafshësh. Bakteret shpërbëjnë substanca komplekse në të thjeshta, të cilat më pas përdoren nga bimët.
Bakteret shkatërrojnë substanca organike komplekse të bimëve të ngordhura dhe kufomave të kafshëve, jashtëqitjet e organizmave të gjallë dhe mbeturinave të ndryshme. Duke u ushqyer me këto substanca organike, bakteret saprofitike të kalbjes i kthejnë ato në humus. Këto janë një lloj rregulloresh të planetit tonë. Kështu, bakteret marrin pjesë në mënyrë aktive në ciklin e substancave në natyrë.
Formimi i tokës
Meqenëse bakteret shpërndahen pothuajse kudo dhe ndodhin në një numër të madh, ato kryesisht përcaktojnë procese të ndryshme që ndodhin në natyrë. Në vjeshtë, gjethet e pemëve dhe shkurreve bien, fidanet e barishteve mbi tokë vdesin, degët e vjetra bien dhe herë pas here bien trungjet e pemëve të vjetra. E gjithë kjo gradualisht shndërrohet në humus. Në 1 cm3. Shtresa sipërfaqësore e tokës pyjore përmban qindra miliona baktere saprofitike të tokës të disa llojeve. Këto baktere e shndërrojnë humusin në minerale të ndryshme që mund të përthithen nga toka nga rrënjët e bimëve.
Disa baktere të tokës janë në gjendje të thithin azotin nga ajri, duke e përdorur atë në procese jetësore. Këto baktere fiksuese të azotit jetojnë në mënyrë të pavarur ose vendosen në rrënjët e bimëve bishtajore. Pasi kanë depërtuar në rrënjët e bishtajoreve, këto baktere shkaktojnë rritjen e qelizave rrënjësore dhe formimin e nyjeve mbi to.
Këto baktere prodhojnë komponime azoti që përdorin bimët. Bakteret marrin karbohidrate dhe kripëra minerale nga bimët. Kështu, ekziston një marrëdhënie e ngushtë midis bimës së bishtajoreve dhe baktereve nodule, e cila është e dobishme si për njërin ashtu edhe për tjetrin. Ky fenomen quhet simbiozë.
Falë simbiozës me bakteret nyje, bimët bishtajore pasurojnë tokën me azot, duke ndihmuar në rritjen e rendimentit.
Shpërndarja në natyrë
Mikroorganizmat janë të kudondodhur. Përjashtimet e vetme janë krateret e vullkaneve aktive dhe zona të vogla në epiqendrat e shpërthimit. bombat atomike. As temperaturat e ulëta të Antarktidës, as rrjedhat e vlimit të gejzerëve, as solucionet e ngopura të kripës në pishinat e kripës, as izolimi i fortë i majave malore, as rrezatimi i ashpër i reaktorëve bërthamorë nuk ndërhyjnë në ekzistencën dhe zhvillimin e mikroflorës. Të gjitha qeniet e gjalla ndërveprojnë vazhdimisht me mikroorganizmat, duke qenë shpesh jo vetëm depot e tyre, por edhe shpërndarësit e tyre. Mikroorganizmat janë vendas të planetit tonë, duke eksploruar në mënyrë aktive substratet natyrore më të pabesueshme.
Mikroflora e tokës
Numri i baktereve në tokë është jashtëzakonisht i madh - qindra miliona e miliarda individë për gram. Ka shumë më tepër prej tyre në tokë sesa në ujë dhe ajër. Numri i përgjithshëm i baktereve në tokë ndryshon. Numri i baktereve varet nga lloji i tokës, gjendja e tyre dhe thellësia e shtresave.
Në sipërfaqen e grimcave të tokës, mikroorganizmat ndodhen në mikrokoloni të vogla (20-100 qeliza secila). Shpesh zhvillohen në trashësinë e mpiksjeve të lëndës organike, në rrënjët e bimëve të gjalla dhe që vdesin, në kapilarë të hollë dhe në gunga të brendshme.
Mikroflora e tokës është shumë e larmishme. Këtu ka grupe të ndryshme fiziologjike të baktereve: baktere kalbëzimi, baktere nitrifikuese, baktere azotfiksuese, baktere squfuri etj. Ndër to ka aerobe dhe anaerobe, forma spore dhe josporike. Mikroflora është një nga faktorët në formimin e tokës.
Zona e zhvillimit të mikroorganizmave në tokë është zona ngjitur me rrënjët e bimëve të gjalla. Ajo quhet rizosferë, dhe tërësia e mikroorganizmave që përmbahen në të quhet mikroflora e rizosferës.
Mikroflora e rezervuarëve
Uji është një mjedis natyror ku mikroorganizmat zhvillohen në numër të madh. Pjesa më e madhe e tyre hyn në ujë nga toka. Një faktor që përcakton numrin e baktereve në ujë dhe praninë e lëndëve ushqyese në të. Ujërat më të pastra janë puse arteziane dhe pranvera. Rezervuarët e hapur dhe lumenjtë janë shumë të pasur me baktere. Numri më i madh i baktereve gjendet në shtresat sipërfaqësore të ujit, më afër bregut. Ndërsa largoheni nga bregu dhe rriteni në thellësi, numri i baktereve zvogëlohet.
Uji i pastër përmban 100-200 baktere për ml, dhe uji i ndotur përmban 100-300 mijë ose më shumë. Ka shumë baktere në baltën e poshtme, veçanërisht në shtresa sipërfaqësore, ku bakteret formojnë një film. Ky film përmban shumë baktere squfuri dhe hekuri, të cilat oksidojnë sulfurin e hidrogjenit në acid sulfurik dhe në këtë mënyrë parandalojnë vdekjen e peshkut. Në llum ka më shumë forma spore, ndërsa në ujë mbizotërojnë format josporore.
Për nga përbërja e specieve, mikroflora e ujit është e ngjashme me mikroflora e tokës, por ka edhe forma specifike. Duke shkatërruar mbeturinat e ndryshme që futen në ujë, mikroorganizmat gradualisht kryejnë të ashtuquajturin pastrim biologjik të ujit.
Mikroflora e ajrit
Mikroflora e ajrit është më pak e madhe se mikroflora e tokës dhe e ujit. Bakteret ngrihen në ajër me pluhur, mund të qëndrojnë atje për ca kohë dhe më pas vendosen në sipërfaqen e tokës dhe vdesin nga mungesa e të ushqyerit ose nën ndikimin e rrezeve ultravjollcë. Numri i mikroorganizmave në ajër varet nga zona gjeografike, terreni, koha e vitit, ndotja nga pluhuri, etj. Çdo grimcë pluhuri është bartës i mikroorganizmave. Shumica e baktereve janë në ajër mbi ndërmarrjet industriale. Ajri në zonat rurale është më i pastër. Shumica ajër të pastër mbi pyje, male, zona me borë. Shtresat e sipërme të ajrit përmbajnë më pak mikrobe. Mikroflora e ajrit përmban shumë baktere të pigmentuara dhe me spore, të cilat janë më rezistente se të tjerat ndaj rrezeve ultravjollcë.
Mikroflora e trupit të njeriut
Trupi i njeriut, edhe ai plotësisht i shëndetshëm, është gjithmonë bartës i mikroflorës. Kur trupi i njeriut bie në kontakt me ajrin dhe tokën, në veshje dhe në lëkurë vendosen mikroorganizma të ndryshëm, duke përfshirë edhe ata patogjenë (bacilet e tetanozit, gangrena gazore etj.). Pjesët më të ekspozuara të trupit të njeriut janë të kontaminuara. Në duar gjenden E. coli dhe stafilokoku. Ka mbi 100 lloje mikrobesh në zgavrën e gojës. Goja, me temperaturën, lagështinë dhe mbetjet e lëndëve ushqyese, është një mjedis i shkëlqyer për zhvillimin e mikroorganizmave.
Stomaku ka një reaksion acidik, kështu që shumica e mikroorganizmave në të vdesin. Duke u nisur nga zorra e hollë, reaksioni bëhet alkalik, d.m.th. të favorshme për mikrobet. Mikroflora në zorrët e trasha është shumë e larmishme. Çdo i rritur nxjerr rreth 18 miliardë baktere çdo ditë në jashtëqitje, d.m.th. më shumë individë se sa njerëz në glob.
Organet e brendshme nuk janë të lidhura me mjedisi i jashtëm(truri, zemra, mëlçia, fshikëza etj.) zakonisht janë pa mikrobe. Mikrobet hyjnë në këto organe vetëm gjatë sëmundjes.
Bakteret në ciklin e substancave
Mikroorganizmat në përgjithësi dhe bakteret në veçanti luajnë një rol të madh në ciklet e rëndësishme biologjikisht të substancave në Tokë, duke kryer transformime kimike që janë plotësisht të paarritshme as për bimët, as për kafshët. Faza të ndryshme të ciklit të elementeve kryhen nga organizma të llojeve të ndryshme. Ekzistenca e çdo grupi individual organizmash varet nga transformimi kimik i elementeve të kryer nga grupe të tjera.
Cikli i azotit
Transformimi ciklik i përbërjeve azotike luan një rol parësor në furnizimin e formave të nevojshme të azotit për organizmat e biosferës me nevoja të ndryshme ushqyese. Mbi 90% e fiksimit total të azotit është për shkak të aktivitetit metabolik të baktereve të caktuara.
Cikli i karbonit
Shndërrimi biologjik i karbonit organik në dioksid karboni, i shoqëruar me reduktimin e oksigjenit molekular, kërkon aktivitetin e përbashkët metabolik të mikroorganizmave të ndryshëm. Shumë baktere aerobe kryejnë oksidimin e plotë të substancave organike. Në kushte aerobike, komponimet organike fillimisht zbërthehen me fermentim dhe produktet përfundimtare organike të fermentimit oksidohen më tej nga frymëmarrja anaerobe nëse pranuesit inorganik të hidrogjenit (nitrat, sulfat ose CO 2 ) janë të pranishëm.
Cikli i squfurit
Squfuri është i disponueshëm për organizmat e gjallë kryesisht në formën e sulfateve të tretshme ose përbërjeve organike të squfurit të reduktuar.
Cikli i hekurit
Disa trupa ujorë të ëmbël përmbajnë përqendrime të larta të kripërave të reduktuara të hekurit. Në vende të tilla, zhvillohet një mikroflora specifike bakteriale - bakteret e hekurit, të cilat oksidojnë hekurin e reduktuar. Ato marrin pjesë në formimin e xeheve të hekurit dhe burimeve të ujit të pasura me kripëra hekuri.
Bakteret janë organizmat më të lashtë, të shfaqur rreth 3.5 miliardë vjet më parë në Arkean. Për rreth 2.5 miliardë vjet ata dominuan Tokën, duke formuar biosferën dhe morën pjesë në formimin e atmosferës së oksigjenit.
Bakteret janë një nga organizmat e gjallë të strukturuar më thjeshtë (përveç viruseve). Ata besohet të jenë organizmat e parë që u shfaqën në Tokë.
Shumë lloje bakteresh janë të dobishme dhe përdoren me sukses nga njerëzit.
Së pari, bakteret e dobishme përdoren gjerësisht në industrinë ushqimore.
Në prodhimin e djathrave, kefirit dhe kremit, është e nevojshme të mpikset qumështi, i cili ndodh nën ndikimin e acidit laktik. Acidi laktik prodhohet nga bakteret e acidit laktik, të cilat janë pjesë e kulturave fillestare dhe ushqehen me sheqerin që përmban qumështi. Vetë acidi laktik nxit përthithjen e hekurit, kalciumit dhe fosforit. Këta elementë të dobishëm na ndihmojnë të luftojmë sëmundjet infektive.
Gjatë përgatitjes së djathit, ai shtypet në copa (kokë). Kokat e djathit dërgohen në dhomat e pjekjes, ku fillon aktiviteti i baktereve të ndryshme të acidit laktik dhe acidit propionik që përbëjnë djathin. Si rezultat i aktivitetit të tyre, djathi "piqet" - fiton një shije, erë, model dhe ngjyrë karakteristike.
Për të prodhuar kefir, përdoret një fillestar që përmban bacilet e acidit laktik dhe streptokoket e acidit laktik.
Kosi është një produkt qumështi i fermentuar i shijshëm dhe i shëndetshëm. Qumështi për prodhimin e kosit duhet të jetë shumë cilësi të lartë. Ai duhet të përmbajë një sasi minimale të baktereve të dëmshme që mund të ndërhyjnë në zhvillimin e baktereve të dobishme të kosit. Bakteret e kosit e shndërrojnë qumështin në kos dhe i japin shijen e tij të veçantë.
Oriz. 14. Lactobacilli – bakteret e acidit laktik.
Acidi laktik dhe bakteret e kosit që hyjnë në trupin e njeriut me ushqim ndihmojnë në luftimin e jo vetëm baktereve të dëmshme në zorrë, por edhe viruseve që shkaktojnë ftohje dhe infeksione të tjera. Në procesin e aktivitetit të tyre jetësor, këto baktere të dobishme krijojnë një mjedis të tillë acid (për shkak të produkteve metabolike të ekskretuara) sa që pranë tyre mund të mbijetojë vetëm një mikrob shumë i përshtatur ndaj kushteve të vështira, si E. coli.
Aktiviteti i baktereve të dobishme përdoret në fermentimin e lakrës dhe perimeve të tjera.
Së dyti, bakteret përdoren për shpëlarjen e xeheve në nxjerrjen e bakrit, zinkut, nikelit, uraniumit dhe metaleve të tjera nga xehet natyrore. Shpëlarja është nxjerrja e mineraleve nga xeherori që nuk është i pasur me to duke përdorur baktere, kur metodat e tjera të nxjerrjes (për shembull, shkrirja e mineralit) janë joefektive dhe të shtrenjta. Shpëlarja kryhet nga bakteret aerobe.
Së treti, bakteret e dobishme aerobike përdoren për të pastruar ujërat e zeza nga qytetet dhe ndërmarrjet industriale nga mbetjet organike.
Qëllimi kryesor i një trajtimi të tillë biologjik është neutralizimi i substancave organike komplekse dhe të patretshme në ujërat e zeza që nuk mund të nxirren prej tyre. pastrim mekanik, dhe zbërthimi i tyre në elementë të thjeshtë të tretshëm në ujë.
Së katërti, bakteret përdoren në prodhimin e mëndafshit dhe përpunimit të lëkurës, etj. Lëndët e para për prodhimin e mëndafshit artificial prodhohen nga baktere të veçanta transgjenike. Bakteret teknike të acidit laktik përdoren në industrinë e rrezitjes për ënjtje dhe zbërthim (përpunimi i lëndëve të para nga komponimet e ngurta), në industrinë e tekstilit, si ndihmë për ngjyrosje dhe printim.
E pesta, bakteret përdoren për të kontrolluar dëmtuesit bujqësorë. Bimët bujqësore trajtohen me preparate të veçanta që përmbajnë lloje të caktuara bakteresh. Dëmtuesit e insekteve, duke konsumuar pjesë të bimëve të trajtuara me preparate biologjike, gllabërojnë sporet bakteriale me ushqim. Kjo çon në vdekjen e dëmtuesve.
E gjashta, bakteret përdoren për të prodhuar medikamente të ndryshme (për shembull, interferon) që vrasin viruset dhe mbështesin imunitetin e njeriut (mbrojtjen).
Dhe së fundi, bakteret e dëmshme kanë edhe veti të dobishme.
Bakteret e kalbjes (bakteret koprofitike) shkatërrojnë kufomat e kafshëve të ngordhura, gjethet e pemëve dhe shkurreve që kanë rënë në tokë dhe vetë trungjet e pemëve të ngordhura. Këto baktere janë një lloj rregulluesi për planetin tonë. Ata ushqehen me lëndë organike dhe e kthejnë atë në humus - një shtresë pjellore e tokës.
Bakteret e tokës jetojnë në tokë dhe gjithashtu ofrojnë shumë përfitime në natyrë. Kripërat minerale të prodhuara nga bakteret e tokës më pas thithen nga toka nga rrënjët e bimëve. Një centimetër kub i shtresës sipërfaqësore të tokës pyjore përmban qindra miliona baktere të tokës.
Oriz. 15. Klostridia janë baktere të tokës.
Bakteret gjithashtu jetojnë në tokë dhe thithin azotin nga ajri, duke e grumbulluar atë në trupat e tyre. Ky azot më pas shndërrohet në proteina. Pasi qelizat bakteriale vdesin, këto proteina shndërrohen në komponime azotike (nitrate), të cilat veprojnë si pleh dhe absorbohen mirë nga bimët.
konkluzioni.
Bakteret janë një grup i madh mikroorganizmash i studiuar mirë. Bakteret gjenden kudo dhe njerëzit i ndeshen gjatë gjithë kohës në jetën e tyre. Bakteret mund të jenë të dobishme për njerëzit, ose mund të bëhen burim i sëmundjeve të rrezikshme.
Studimi i vetive të baktereve, luftimi i manifestimeve të tyre të dëmshme dhe përdorimi vetitë e dobishme Aktiviteti jetësor i baktereve është një nga detyrat kryesore për njerëzit.
Nxënës i klasës së 6-të B _________________________________ / Yaroslav Shchipanov /
Letërsia.
1. Berkinblit M.B., Glagolev S.M., Maleeva Yu.V., Biologjia: Libër mësuesi për klasën 6. – M.: Binom. Laboratori i Dijes, 2008.
2. Ivchenko, T. V. Libër shkollor elektronik "Biologjia: klasa e 6-të. Organizëm i gjallë”. // Biologjia në shkollë. - 2007.
3. Pasechnik V.V. Biologjia. klasën e 6-të Bakteret, kërpudhat, bimët: Libër mësuesi. për arsimin e përgjithshëm teksti shkollor institucionet, - botimi i 4-të, stereotip. - M.: Bustard, 2000.
4. Smelova, V.G. Mikroskopi dixhital në mësimet e biologjisë // Shtëpia Botuese "Shtatori i Parë" Biologji. - 2012. - Nr. 1.
