Корисні та шкідливі мікроорганізми. Бактерії корисні та шкідливі. Бактерії у житті людини
Бактерії — найдавніша група організмів із нині існуючих Землі. Перші бактерії з'явилися, ймовірно, понад 3,5 млрд років тому і протягом майже мільярда років були єдиними живими істотами на нашій планеті. Оскільки це були перші представники живої природи, їхнє тіло мало примітивну будову.
Згодом їх будова ускладнилася, але й досі бактерії вважаються найпримітивнішими одноклітинними організмами. Цікаво, деякі бактерії й нині ще зберегли примітивні риси своїх древніх предків. Це спостерігається у бактерій, що мешкають у гарячих сірчаних джерелах та безкисневих мулах на дні водойм.
Більшість бактерій безбарвна. Тільки деякі пофарбовані в пурпуровий або зелений колір. Але колонії багатьох бактерій мають яскраве забарвлення, яке обумовлюється виділенням забарвленої речовини в навколишнє середовищеабо пігментування клітин.
Першовідкривачем світу бактерій був Антоній Левенгук - голландський дослідник природи 17 століття, вперше створив досконалу лупу-мікроскоп, що збільшує предмети в 160-270 разів.
Бактерії відносять до прокаріотів і виділяють до окремого царства — Бактерії.
Форма тіла
Бактерії - численні та різноманітні організми. Вони різняться формою.
| Назва бактерії | Форма бактерії | Зображення бактерії |
| Кокі | Куляста | |
| Бацила |  | Паличкоподібна |
| Вібріон | Вигнута у вигляді коми | |
| Спірила |  | Спіралеподібна |
| Стрептококи |  | Ланцюжок з коків |
| Стафілококи |  | Грона коків |
| Диплококи | Дві круглі бактерії, ув'язнені в одній слизовій капсулі |
Способи пересування
Серед бактерій є рухомі та нерухомі форми. Рухливі пересуваються рахунок хвилеподібних скорочень чи з допомогою джгутиків (скручені гвинтоподібні нитки), які з особливого білка флагеллина. Джгутиків може бути один або кілька. Розташовуються вони в одних бактерій на одному кінці клітини, в інших - на двох або по всій поверхні.
Але рух притаманне і багатьом іншим бактеріям, у яких джгутики відсутні. Так, бактерії, покриті зовні слизом, здатні до ковзного руху.
У деяких позбавлених джгутиків водних та ґрунтових бактерій у цитоплазмі є газові вакуолі. У клітині може бути 40-60 вакуолей. Кожна їх заповнена газом (імовірно — азотом). Регулюючи кількість газу у вакуолях, водні бактерії можуть занурюватися в товщу води або підніматися на її поверхню, а ґрунтові бактерії пересуватися в капілярах ґрунту.
Місце проживання
У силу простоти організації та невибагливості бактерії широко поширені у природі. Бактерії виявлені скрізь: у краплі навіть найчистішої джерельної води, у крупинках ґрунту, у повітрі, на скелях, у полярних снігах, пісках пустель, на дні океану, у видобутій із величезної глибини нафти і навіть у воді гарячих джерел із температурою близько 80ºС. Мешкають вони на рослинах, плодах, у різних тварин і в людини в кишечнику, ротовій порожнині, кінцівках, поверхні тіла.
Бактерії — найдрібніші та найчисленніші живі істоти. Завдяки малим розмірам вони легко проникають у будь-які тріщини, щілини, пори. Дуже витривалі та пристосовані до різним умоваміснування. Переносять висушування, сильні холоди, нагрівання до 90 С, не втрачаючи при цьому життєздатність.
Практично немає місця на Землі, де не зустрічалися б бактерії, але в різних кількостях. Умови життя бактерій різноманітні. Одним з них необхідний кисень повітря, інші його не потребують і здатні жити в безкисневому середовищі.
У повітрі бактерії піднімаються у верхні шари атмосфери до 30 км. і більше.
Особливо багато їх у ґрунті. У 1 р. ґрунту можуть утримуватися сотні мільйонів бактерій.
У воді: у поверхневих шарах води відкритих водоймищ. Корисні водні бактерії мінералізують органічні рештки.
У живих організмах: хвороботворні бактерії потрапляють у організм із довкілля, але у сприятливих умовах викликаю захворювання. Симбіотичні живуть в органах травлення, допомагаючи розщеплювати та засвоювати їжу, синтезують вітаміни.
Зовнішня будова
Клітина бактерії одягнена особливою щільною оболонкою - клітинною стінкою, яка виконує захисну та опорну функції, а також надає бактерії постійну, характерну для неї форму. Клітинна стінка бактерії нагадує оболонку рослинної клітини. Вона проникна: через неї поживні речовини вільно проходять у клітину, а продукти обміну речовин виходять у довкілля. Часто поверх клітинної стінки у бактерій виробляється додатковий захисний шарслизу - капсула. Товщина капсули може багато разів перевищувати діаметр самої клітини, але може бути і дуже невеликий. Капсула - не обов'язкова частина клітини, вона утворюється залежно від умов, у які потрапляють бактерії. Вона оберігає бактерію від висихання.
На поверхні деяких бактерій є довгі джгутики (один, два або багато) або короткі тонкі ворсинки. Довжина джгутиків може значно перевищувати розмітки тіла бактерії. За допомогою джгутиків та ворсинок бактерії пересуваються.
Внутрішня будова
Усередині клітини бактерії знаходиться густа нерухома цитоплазма. Вона має шарувату будову, вакуолей немає, тому різні білки (ферменти) та запасні поживні речовини розміщуються у самій речовині цитоплазми. Клітини бактерій немає ядра. У центральній частині їх клітини сконцентровано речовину, яка несе спадкову інформацію. Бактерії - нуклеїнова кислота - ДНК. Але ця речовина не оформлена у ядро.
Внутрішня організація бактеріальної клітини складна та має свої специфічні особливості. Цитоплазма відокремлюється від клітинної стінки цитоплазматичної мембраною. У цитоплазмі розрізняють основну речовину, або матрикс, рибосоми і невелику кількість мембранних структур, що виконують різні функції (аналоги мітохондрій, ендоплазматичної мережі, апарату Гольджі). У цитоплазмі клітин бактерій часто містяться гранули різної формита розмірів. Гранули можуть складатися з сполук, які є джерелом енергії та вуглецю. У бактеріальній клітині трапляються і крапельки жиру.
У центральній частині клітини локалізована ядерна речовина - ДНК, не відмежована від цитоплазми мембраною. Це аналог ядра – нуклеоїд. Нуклеоїд не має мембрани, ядерця і набору хромосом.
Способи харчування
У бактерій спостерігаються різні способи харчування. Серед них є автотрофи та гетеротрофи. Автотрофи – організми, здатні самостійно утворювати органічні речовини для свого харчування.
Рослини потребують азоту, але самі засвоюють азот повітря не можуть. Деякі бактерії з'єднують молекули азоту, що містяться в повітрі, з іншими молекулами, в результаті чого виходять речовини, доступні для рослин.
Ці бактерії поселяються в клітинах молодого коріння, що призводить до утворення на коренях потовщень, званих бульбочками. Такі бульби утворюються на коренях рослин сімейства бобових та деяких інших рослин.
Коріння дає бактеріям вуглеводи, а бактерії корінням - такі речовини, що містять азот, які можуть бути засвоєні рослиною. Їхнє співжиття взаємовигідне.
Коріння рослин виділяють багато органічних речовин (цукри, амінокислоти та інші), якими харчуються бактерії. Тому в шарі ґрунту, що оточує коріння, поселяється особливо багато бактерій. Ці бактерії перетворюють відмерлі залишки рослин на доступні для рослини речовини. Цей шар ґрунту називають ризосферою.
Існує кілька гіпотез про проникнення бульбочкових бактерій у тканини кореня:
- через пошкодження епідермальної та корової тканини;
- через кореневі волоски;
- лише через молоду клітинну оболонку;
- завдяки бактеріям-супутникам, які продукують пектинолітичні ферменти;
- завдяки стимуляції синтезу В-індолілоцтової кислоти з триптофану, що завжди є в кореневих виділеннях рослин.
Процес впровадження бульбочкових бактерій у тканину кореня і двох фаз:
- інфікування кореневих волосків;
- процес утворення бульбочок.
У більшості випадків клітина, що впровадилася, активно розмножується, утворює так звані інфекційні нитки і вже у вигляді таких ниток переміщається в тканини рослини. Бульбякові бактерії, що вийшли з інфекційної нитки, продовжують розмножуватися в тканині господаря.
Рослинні клітини, що наповнюються швидко розмножуються клітинами бульбочкових бактерій, починають посилено ділитися. Зв'язок молодої бульбочки з коренем бобової рослини здійснюється завдяки судинно-волокнистим пучкам. У період функціонування бульби зазвичай щільні. До моменту прояву оптимальної активності бульби набувають рожевого забарвлення (завдяки пігменту легоглобіну). Фіксувати азот здатні лише бактерії, які містять легоголобін.
Бактерії бульбочок створюють десятки та сотні кілограмів азотних добрив на гектарі ґрунту.
Обмін речовин
Бактерії відрізняються одна від одної обміном речовин. В одних він йде за участю кисню, в інших без його участі.
Більшість бактерій харчуються готовими органічними речовинами. Лише деякі з них (синьо-зелені, або ціанобактерії) здатні створювати органічні речовини з неорганічних. Вони зіграли важливу рольу накопиченні кисню у атмосфері Землі.
Бактерії вбирають речовини ззовні, розривають їх молекули на частини, із цих частин збирають свою оболонку і поповнюють свій вміст (так вони ростуть), а непотрібні молекули викидають назовні. Оболонка та мембрана бактерії дозволяє їй вбирати тільки потрібні речовини.
Якби оболонка та мембрана бактерії були повністю непроникними, у клітину не потрапили б жодні речовини. Якби вони були проникними всім речовин, вміст клітини перемішалося б із середовищем — розчином, у якій живе бактерія. Для виживання бактерії необхідна оболонка, яка потрібні речовини пропускає, а непотрібні – ні.
Бактерія поглинає живильні речовини, що знаходяться поблизу неї. Що відбувається згодом? Якщо вона може самостійно пересуватися (рухаючи джгутик або виштовхуючи слиз назад), то вона переміщається, поки не знайде необхідні речовини.
Якщо вона рухатися не може, то чекає, поки дифузія (здатність молекул однієї речовини проникати в гущавину молекул іншої речовини) не принесе до неї необхідні молекули.
Бактерії разом із іншими групами мікроорганізмів виконують величезну хімічну роботу. Перетворюючи різні з'єднанняВони отримують необхідну для їх життєдіяльності енергію та поживні речовини. Процеси обміну речовин, способи добування енергії та потреби у матеріалах для побудови речовин свого тіла у бактерій різноманітні.
Інші бактерії всі потреби у вуглеці, необхідному для синтезу органічних речовин тіла, задовольняють рахунок неорганічних сполук. Вони називаються автотроф. Автотрофні бактерії здатні синтезувати органічні речовини із неорганічних. Серед них розрізняють:
Хемосинтез
Використання променистої енергії – найважливіший, але не єдиний шлях створення органічної речовини з вуглекислого газу та води. Відомі бактерії, які як джерело енергії для такого синтезу використовують не сонячне світло, а енергію хімічних зв'язків, що відбуваються в клітинах організмів при окисленні деяких неорганічних сполук - сірководню, сірки, аміаку, водню, азотної кислоти, закисних сполук заліза та марганцю. Утворену з використанням цієї хімічної енергії органічну речовину використовують для побудови клітин свого тіла. Тому такий процес називають хемосинтезом.
Найважливішу групу хемосинтезуючих мікроорганізмів становлять бактерії, що нітрифікують. Ці бактерії живуть у ґрунті та здійснюють окислення аміаку, що утворився при гнитті органічних залишків, до азотної кислоти. Остання, що реагує з мінеральними сполуками ґрунту, перетворюються на солі азотної кислоти. Цей процес відбувається у дві фази.
Залізобактерії перетворюють закисне залізо на окисне. Утворений гідроокис заліза осідає і утворює так звану болотяну залізну руду.
Деякі мікроорганізми існують рахунок окислення молекулярного водню, забезпечуючи цим автотрофний спосіб харчування.
Характерною особливістю водневих бактерій є здатність перемикатися на гетеротрофний спосіб життя при забезпеченні їх органічними сполуками та відсутності водню.
Таким чином, хемоавтотрофи є типовими автотрофами, оскільки самостійно синтезують з неорганічних речовин необхідні органічні сполуки, а не беруть їх у готовому виглядіз інших організмів, як гетеротрофи. Від фототрофних рослин хемоавтотрофні бактерії відрізняються повною незалежністю від світла як джерела енергії.
Бактеріальний фотосинтез
Деякі пігментовмісні серобактерії (пурпурні, зелені), що містять специфічні пігменти - бактеріохлорофіл, здатні поглинати сонячну енергію, з допомогою якої сірководень у тому організмах розщеплюється і віддає атоми водню на відновлення відповідних сполук. Цей процес має багато спільного з фотосинтезом і відрізняється лише тим, що у пурпурових та зелених бактерій донором водню є сірководень (зрідка – карбонові кислоти), а у зелених рослин – вода. У тих та інших відщеплення та перенесення водню здійснюється завдяки енергії поглинених сонячних променів.
Такий бактеріальний фотосинтез, який відбувається без виділення кисню, називається фоторедукцією. Фоторедукція вуглекислого газу пов'язана з перенесенням водню не від води, а від сірководню:
6СО 2 +12Н 2 S + hv → С6Н 12 О 6 +12S = 6Н 2 О
Біологічне значення хемосинтезу та бактеріального фотосинтезу в масштабах планети відносно невелике. Тільки хемосинтезуючі бактерії відіграють істотну роль у процесі кругообігу сірки в природі. Поглинаючись зеленими рослинами у формі солей сірчаної кислоти, сірка відновлюється та входить до складу білкових молекул. Далі при руйнуванні відмерлих рослинних та тваринних залишків гнильними бактеріями сірка виділяється у вигляді сірководню, який окислюється серобактеріями до вільної сірки (або сірчаної кислоти), що утворює в ґрунті доступні для рослини сульфіти. Хемо- та фотоавтотрофні бактерії мають істотне значення у кругообігу азоту та сірки.
Спороутворення
Усередині бактеріальної клітини утворюються суперечки. У процесі спороутворення бактеріальна клітина зазнає ряду біохімічних процесів. У ній зменшується кількість вільної води, знижується ферментативна активність. Це забезпечує стійкість суперечок до несприятливих умов довкілля (високої температури, високої концентрації солей, висушування та інших.). Спороутворення властиве лише невеликій групі бактерій.
Суперечки — це не обов'язкова стадія життєвого циклу бактерій. Спороутворення починається лише за браку поживних речовинабо накопичення продуктів обміну. Бактерії у вигляді суперечок можуть довгий часперебувати у стані спокою. Спори бактерій витримують тривале кип'ятіння та дуже тривале проморожування. При настанні сприятливих умов суперечки проростає і стає життєздатною. Спору бактерій - це пристосування до виживання у несприятливих умовах.
Розмноження
Розмножуються бактерії розподілом однієї клітини на дві. Досягши певного розміру, бактерія поділяється на дві однакові бактерії. Потім кожна з них починає харчуватися, росте, ділиться тощо.
Після подовження клітини поступово утворюється поперечна перегородка, та був дочірні клітини розходяться; у багатьох бактерій у певних умовах клітини після поділу залишаються пов'язаними до характерних груп. При цьому залежно від напрямку площини поділу та числа поділів з'являються різні форми. Розмноження брунькуванням зустрічається у бактерій як виняток.
За сприятливих умов розподіл клітин у багатьох бактерій відбувається через кожні 20-30 хвилин. При такому швидкому розмноженні потомство однієї бактерії за 5 діб здатне утворити масу, якою можна заповнити всі моря та океани. Простий підрахунок показує, що за добу може утворитися 72 покоління (720 000 000 000 000 000 000 клітин). Якщо перевести у вагу – 4720 тонн. Однак у природі цього немає, оскільки більшість бактерій швидко гинуть під впливом сонячного світла, при висушуванні, нестачі їжі, нагріванні до 65-100ºС, внаслідок боротьби між видами тощо.
Бактерія (1), що поглинула достатньо їжі, збільшується в розмірах (2) і починає готуватися до розмноження (розподілу клітини). Її ДНК (у бактерії молекула ДНК замкнута в кільце) подвоюється (бактерія виготовляє копію цієї молекули). Обидві молекули ДНК (3,4) виявляються прикріплені до стінки бактерії і при подовженні бактерії розходяться в сторони (5,6). Спочатку ділиться нуклеотид, потім цитоплазма.
Після розходження двох молекул ДНК на бактерії з'являється перетяжка, яка поступово поділяє тіло бактерії на дві частини, у кожній з яких є молекула ДНК (7).
Буває (у сінної палички), дві бактерії злипаються, і між ними утворюється перемичка (1,2).
По перемичці ДНК із однієї бактерії переправляється до іншої (3). Опинившись в одній бактерії, молекули ДНК сплітаються, злипаються у деяких місцях (4), після чого обмінюються ділянками (5).
Роль бактерій у природі
Колообіг
Бактерії - найважливіша ланка загального кругообігу речовин у природі. Рослини створюють складні органічні речовини з вуглекислого газу, води та мінеральних солей ґрунту. Ці речовини повертаються у ґрунт із відмерлими грибами, рослинами та трупами тварин. Бактерії розкладають складні речовини на прості, які використовують рослини.
Бактерії руйнують складні органічні речовини відмерлих рослин та трупів тварин, виділення живих організмів та різні покидьки. Живлячись цими органічними речовинами, сапрофітні бактерії гниття перетворюють їх на перегній. Це своєрідні санітари нашої планети. Таким чином, бактерії беруть активну участь у кругообігу речовин у природі.
Ґрунтоутворення
Оскільки бактерії поширені практично повсюдно і зустрічаються у величезній кількості, вони багато в чому визначають різні процеси, що відбуваються в природі. Восени опадає листя дерев і чагарників, відмирають надземні пагони трав, опадають старі гілки, іноді падають стовбури старих дерев. Все це поступово перетворюється на перегній. 1 см 3 . поверхневого шару лісового ґрунту містяться сотні мільйонів сапрофітних ґрунтових бактерій кількох видів. Ці бактерії перетворюють перегній на різні мінеральні речовини, які можуть бути поглинені з ґрунту корінням рослин.
Деякі грунтові бактерії здатні поглинати азот із повітря, використовуючи його у процесах життєдіяльності. Ці азотофіксуючі бактерії живуть самостійно або поселяються в корінні бобових рослин. Проникнувши в коріння бобових, ці бактерії викликають розростання клітин коренів та утворення на них бульбочок.
Ці бактерії виділяють азотні сполуки, які використовують рослини. Від рослин бактерії одержують вуглеводи та мінеральні солі. Таким чином, між бобовою рослиною та бульбочковими бактеріями існує тісний зв'язок, корисний як одному, так і іншому організму. Це носить назву симбіозу.
Завдяки симбіозу з бульбочковими бактеріями бобові рослинизбагачують ґрунт азотом, сприяючи підвищенню врожаю.
Поширення у природі
Мікроорганізми поширені повсюдно. Виняток становлять лише кратери вулканів, що діють, і невеликі майданчики в епіцентрах підірваних. атомних бомб. Ні низькі температуриАнтарктики, ні киплячі струмені гейзерів, ні насичені розчини солей у соляних басейнах, ні сильна інсоляція гірських вершин, ні жорстке опромінення атомних реакторів не заважають існуванню та розвитку мікрофлори. Всі живі істоти постійно взаємодіють із мікроорганізмами, будучи часто не лише їхніми сховищами, а й розповсюджувачами. Мікроорганізми - аборигени нашої планети, які активно освоюють найнеймовірніші природні субстрати.
Мікрофлора ґрунту
Кількість бактерій у ґрунті надзвичайно велика — сотні мільйонів та мільярдів особин в 1 грамі. У ґрунті їх значно більше, ніж у воді та повітрі. Загальна кількість бактерій у ґрунтах змінюється. Кількість бактерій залежить від типу ґрунтів, їх стану, глибини розташування шарів.
На поверхні ґрунтових частинок мікроорганізми розташовуються невеликими мікроколоніями (по 20-100 клітин у кожній). Часто вони розвиваються в товщах згустків органічної речовини, на живих та відмираючих коренях рослин, у тонких капілярах і всередині грудочок.
Мікрофлора ґрунту дуже різноманітна. Тут зустрічаються різні фізіологічні групи бактерій: бактерії гниття, нітрифікуючі, азотфіксуючі, серобактерії та ін. Серед них є аероби та анаероби, спорові та не спорові форми. Мікрофлора - один із факторів утворення ґрунтів.
Сферою розвитку мікроорганізмів у грунті є зона, що примикає до коріння живих рослин. Її називають ризосферою, а сукупність мікроорганізмів, які у ній, — ризосферной мікрофлорою.
Мікрофлора водойм
Вода - природне середовище, де у великій кількості розвиваються мікроорганізми. Основна маса їх потрапляє у воду із ґрунту. Чинник, що визначає кількість бактерій у воді, наявність у ній поживних речовин. Найбільш чистими є води артезіанських свердловин та джерельні. Дуже багаті на бактерії відкриті водоймища, річки. Найбільша кількість бактерій знаходиться у поверхневих шарах води, ближче до берега. При віддаленні від берега та збільшенні глибини кількість бактерій зменшується.
Чиста вода містить 100-200 бактерій на 1 мл., а забруднена - 100-300 тис. і більше. Багато бактерій у донному мулі, особливо у поверхневому шарі, де бактерії утворюють плівку. У цій плівці багато сіро- та залізобактерій, які окислюють сірководень до сірчаної кислоти і тим самим запобігають замору риби. У мулі більше спороносних форм, тоді як у воді переважають неспороносні.
За видовим складом мікрофлора води подібна до мікрофлори грунту, але зустрічаються і специфічні форми. Руйнуючи різні покидьки, що у воду, мікроорганізми поступово здійснюють так зване біологічне очищення води.
Мікрофлора повітря
Мікрофлора повітря менш численна, ніж мікрофлора грунту та води. Бактерії піднімаються в повітря з пилом, деякий час можуть бути там, а потім осідають на поверхню землі і гинуть від нестачі живлення або під дією ультрафіолетових променів. Кількість мікроорганізмів у повітрі залежить від географічної зони, місцевості, пори року, забрудненістю пилом та ін. Кожна порошинка є носієм мікроорганізмів. Найбільше бактерій у повітрі над промисловими підприємствами. Повітря сільскої місцевостічистіше. Найбільш чисте повітря над лісами, горами, сніговими просторами. Верхні шари повітря містять менше бактерій. У мікрофлорі повітря багато пігментованих та спороносних бактерій, які більш стійкі, ніж інші, до ультрафіолетових променів.
Мікрофлора організму людини
Тіло людини, навіть цілком здорової, завжди є носієм мікрофлори. При зіткненні тіла людини з повітрям та ґрунтом на одязі та шкірі осідають різноманітні мікроорганізми, у тому числі й патогенні (палички правця, газової гангрени та ін.). Найчастіше забруднюються відкриті частини людського тіла. На руках виявляють кишкові палички, стафілококи. У ротовій порожнині налічують понад 100 видів бактерій. Рот з його температурою, вологістю, живильними залишками - прекрасне середовище для розвитку мікроорганізмів.
Шлунок має кислу реакцію, тому переважна більшість мікроорганізмів у ньому гине. Починаючи з тонкого кишківника реакція стає лужною, тобто. сприятливою для бактерій. У товстих кишках мікрофлора дуже різноманітна. Кожна доросла людина виділяє щодня із екскрементами близько 18 млрд. бактерій, тобто. більше особин, ніж людей на земній кулі.
Внутрішні органи, що не з'єднуються із зовнішнім середовищем (мозок, серце, печінка, сечовий міхур та ін), зазвичай вільні від мікробів. У ці органи мікроби потрапляють лише під час хвороби.
Бактерії у кругообігу речовин
Мікроорганізми взагалі і бактерії зокрема грають велику роль у біологічно важливих кругообігах речовин на Землі, здійснюючи хімічні перетворення, абсолютно недоступні ні рослинам, ні тваринам. Різні етапи кругообігу елементів здійснюються організмами різного типу. Існування кожної окремої групи організмів залежить від хімічного перетворення елементів, яке здійснюється іншими групами.
Кругообіг азоту
Циклічне перетворення азотистих сполук грає першорядну роль постачанні необхідними формами азоту різних за харчовими потребами організмів біосфери. Понад 90% загальної фіксації азоту зумовлено метаболічною активністю певних бактерій.
Кругообіг вуглецю
Біологічне перетворення органічного вуглецю на вуглекислий газ, що супроводжується відновленням молекулярного кисню, потребує спільної метаболічної активності різноманітних мікроорганізмів. Багато аеробних бактерій здійснюють повне окислення органічних речовин. В аеробних умовах органічні сполуки спочатку розщеплюються шляхом зброджування, а кінцеві органічні продукти бродіння окислюються далі в результаті анаеробного дихання, якщо є неорганічні акцептори водню (нітрат, сульфат або СО 2).
Кругообіг сірки
Для живих організмів сірка доступна в основному у формі сульфатів розчинних або відновлених органічних сполук сірки.
Кругообіг заліза
У деяких водоймах з прісною водоюмістяться у високих концентраціях відновлені солі заліза. У таких місцях розвивається специфічна бактеріальна мікрофлора - залізобактерії, що окислюють відновлене залізо. Вони беруть участь у освіті болотних залізняку і водних джерел, багатих солями заліза.
Бактерії є найдавнішими організмами, що з'явилися близько 3,5 млрд років тому в археї. Близько 2,5 млрд. років вони домінували Землі, формуючи біосферу, брали участь у освіті кисневої атмосфери.
Бактерії є одними з найпростіше влаштованих живих організмів (крім вірусів). Вважають, що вони перші організми, що з'явилися на Землі.
Сукупність бактерій, що населяють людський організм, має загальна назва– мікробіота. У нормальній, здоровій мікрофлорі людини налічується кілька мільйонів бактерій. Кожна з них відіграє важливу роль для нормального функціонуваннялюдського тіла.
За відсутності будь-якого виду корисних бактерій людина починає захворювати, порушується робота ШКТ, дихальних шляхів. Корисні бактерії для людини концентруються на шкірі, кишечнику, на слизових оболонках тіла. Кількість мікроорганізмів регулюється імунною системою.
В нормі тіло людини містить як корисну, так і патогенну мікрофлору. Бактерія буває корисна та патогенна.
Корисних бактерій набагато більше. Вони становлять 99% від загальної кількості мікроорганізмів.
За такого положення дотримується необхідний баланс.
Серед різних видів бактерій, що мешкають на тілі людини, можна виділити:
- біфідобактерії;
- лактобактерії;
- ентерококи;
- кишкова паличка.
Біфідобактерії
Цей вид мікроорганізмів найпоширеніший, бере участь у процесі вироблення молочної кислоти та ацетату. Він створює кисле середовище, цим нейтралізує більшість хвороботворних мікробів. Патогенна флора перестає розвиватися та викликати процеси гниття та бродіння.
Біфідобактерії відіграють важливу роль у житті дитини, оскільки саме вони відповідають за наявність алергічної реакції на будь-які харчові продукти. Крім того вони мають антиоксидантну дію, запобігають розвитку пухлин.
Синтез вітаміну С не обходиться без біфідобактерій. До того ж є інформація, що біфідобактерії допомагають засвоюватися вітамінам D і B, які необхідні людині для нормальної життєдіяльності. За наявності дефіциту біфідобактерій навіть прийом синтетичних вітамінів цієї групи не дасть жодного результату.
Лактобактерії
Ця група мікроорганізмів також є важливою для здоров'я людини. Завдяки їхній взаємодії з іншими мешканцями кишечника блокується зростання та розвиток патогенних мікроорганізмів, пригнічуються збудники кишкових інфекцій.
Лактобактерії беруть участь у освіті молочної кислоти, лізоцину, бактеріоцинів. Це чудова допомога імунній системі. Якщо у кишечнику є дефіцит цих бактерій, то дуже швидко розвивається дисбактеріоз.
Лактобактерії заселяють як кишечник, а й слизові. Так, ці мікроорганізми важливі для жіночого здоров'я. Вони підтримують кислотність середовища піхви, не допускають розвитку.
Кишкова паличка
Не всі види кишкової палички є хвороботворними. Більшість із них навпаки виконують захисну функцію. Корисність роду полягає в синтезі коциліну, який активно протистоїть більшості патогенної мікрофлори.
Дані бактерії корисні для синтезу різних груп вітамінів, фолієвої та нікотинової кислоти. Не можна недооцінювати їхню роль для здоров'я. Наприклад, фолієва кислота необхідна для виробництва червоних кров'яних тілець та підтримання нормального рівня гемоглобіну.
Ентерококи
Вони допомагають засвоюватися цукрозі. Живучи переважно в тонкому кишечнику, вони, як і інші корисні не патогенні бактерії забезпечують захист від надмірного розмноження шкідливих елементів. У той же час, ентерококи відносяться до умовно безпечних бактерій.
Якщо починають перевищувати допустимі норми, розвиваються різні бактеріальні захворювання. Список хвороб дуже великий. Починаючи від кишкових інфекцій, закінчуючи менінгококовою.
Позитивний вплив бактерій на організм
Корисні властивостіЧи не патогенних бактерій дуже різноманітно. Доки існує баланс між мешканцями кишечника і слизових, організм людини нормально функціонує.
Більшість бактерій бере участь у процесах синтезу та розщеплення вітамінів. Без їхньої присутності вітаміни групи В не засвоюються кишечником, що призводить до порушень з боку нервової системи, захворювань шкіри, зниження гемоглобіну.
Переважна більшість не перетравлених компонентів їжі, досягли товстого кишечника, розщеплюється саме завдяки бактеріям. Крім того, мікроорганізмами забезпечується сталість водно-сольового обміну. Більше половини всієї мікрофлори бере участь у регуляції всмоктування жирних кислот, гормонів.
Мікрофлора кишківника формує місцевий імунітет. Саме тут відбувається знищення більшості патогенних організмів, блокується шкідливий мікроб.
Відповідно, люди не відчувають здуття та метеоризму. Збільшення лімфоцитів провокує активні фагоцити боротьби з ворогом, стимулюють продукування імуноглобуліну А.
Корисні непатогенні мікроорганізми позитивно впливають на стінки тонкого та товстого кишечника. Вони підтримують там постійний рівень кислотності, стимулюють лімфоїдний апарат, епітелій стає стійким до різних канцерогенів.
Перистальтика кишечника також великою мірою залежить від цього, які бувають мікроорганізми у ньому. Пригнічення процесів гниття та бродіння – одне з основних завдань біфідобактерій. Багато мікроорганізмів довгі роки розвиваються в симбіозі з хвороботворними бактеріями, тим самим контролюючи їх.
Біохімічні реакції, що постійно відбуваються з бактеріями, виділяють багато теплової енергії, підтримуючи загальний тепловий баланс організму. Харчуються мікроорганізми не перетравленими залишками.
Дисбактеріоз
Дисбактеріоз– це зміна кількісного та якісного складубактерій в організмі людини . У цьому корисні організми гинуть, а шкідливі активно розмножуються.
Дисбактеріоз зачіпає як кишечник, а й слизові (може бути дисбактеріоз ротової порожнини, піхви). В аналізах будуть превалювати назви: стрептокок, стафілокок, мікрокок.
У нормальному стані корисні бактеріїрегулюють розвиток патогенної мікрофлори Шкірні покриви, органи дихання зазвичай перебувають під надійним захистом. Коли порушується баланс, людина відчуває такі симптоми: метеоризм кишечника, здуття, біль у животі, розлад.
Пізніше може початися зниження ваги, анемія, авітаміноз. З боку статевої системи спостерігаються рясні виділення, що часто супроводжуються неприємним запахом. На шкірі з'являються подразнення, шорсткості, тріщини. Дисбактеріоз побічна дія після прийому антибіотиків.
При виявленні подібних симптомів слід обов'язково звернутися до лікаря, який призначить комплекс заходів щодо відновлення нормальної мікрофлори. Часто для цього потрібний прийом пробіотиків.
Бактерії з'явилися приблизно 3,5-3,9 млрд. років тому, вони були першими живими організмами на нашій планеті. Згодом життя розвивалося і ускладнювалося - з'являлися нові, щоразу більше складні формиорганізмів. Бактерії весь цей час не стояли осторонь, а вони були найважливішою складовою еволюційного процесу. Саме вони першими виробили нові форми життєзабезпечення, такі як дихання, бродіння, фотосинтез, каталіз... а також знайшли ефективні способи співіснування практично з кожною живою істотою. Винятком не стала і людина.
Але бактерії – цілий домен організмів, що налічує понад 10 000 видів. Кожен вид унікальний і йшов своїм еволюційним шляхом, як наслідок, виробив свої унікальні форми співіснування з іншими організмами. Одні бактерії пішли на тісну взаємовигідну співпрацю з людиною, тваринами та іншими істотами – їх можна назвати корисними. Інші види навчилися існувати за рахунок інших, використовуючи енергію та ресурси організмів-донорів, – їх прийнято вважати шкідливими чи патогенними. Треті пішли ще далі і стали практично самодостатніми, все необхідне для життєдіяльності вони одержують від довкілля.
Усередині людини, як і всередині інших ссавців, живе неймовірно велика кількість бактерій. У наших тілах їх у 10 разів більше, ніж у всіх клітин організму разом узятих. Серед них абсолютна більшість – корисні, але парадокс у тому, що їхня життєдіяльність, їхня присутність усередині нас – це нормальний стан справ, вони залежать від нас, ми у свою чергу від них і при цьому ознак цієї співпраці ми ніяк не відчуваємо. Інша справа - шкідливі, наприклад патогенні бактерії, опинившись усередині нас, їх присутність відразу стає помітною, а наслідки їх активності можуть стати дуже серйозними.
Корисні бактерії
Переважна більшість із них - це істоти, що живуть у симбіотичних або мутуалістичних зв'язках з організмами-донорами (всередині яких живуть). Зазвичай такі бактерії беруть він частина функцій, куди не здатний організм господаря. Прикладом можуть бути бактерії, що у травному тракті людини і переробні частина їжі, справитися з якою сам шлунок неспроможна.
Деякі види корисних бактерій:
Кишкова паличка (лат. Escherichia coli)
Є невід'ємною частиною флори кишечника людини та більшості тварин. Її користь важко переоцінити: розщеплює незасвоювані моносахариди, сприяючи травленню; синтезує вітаміни групи K; запобігає розвитку патогенних та хвороботворних мікроорганізмів у кишечнику.
Макрофотографія: колонія бактерій Escherichia coli
Молочнокислі бактерії (Lactococcus lactis, Lactobacillus acidophilus та ін.)
Представники цього загону присутні в молоці, молочних та ферментованих продуктах, і водночас є частиною мікрофлори кишечнику та ротової порожнини. Здатні зброджувати вуглеводи і зокрема лактозу та виробляти молочну кислоту, яка є основним джерелом вуглеводів для людини. З допомогою постійно кислого середовища стримують зростання несприятливих бактерій.
Біфідобактерії
Найбільш значний вплив біфідобактерії надають на грудних дітей та ссавців, становлячи до 90% їх кишкової мікрофлори. За допомогою вироблення молочної та оцтових кислотвони повністю запобігають розвитку гнильних та хвороботворних мікробів у дитячому організмі. Крім того, біфідобактерії: сприяють перетравленню вуглеводів; забезпечують захист кишкового бар'єру від проникнення мікробів та токсинів у внутрішнє середовище організму; синтезують різні амінокислоти та білки, вітаміни групи K та B, корисні кислоти; сприяють всмоктуванню кишечником кальцію, заліза та вітаміну D.
Шкідливі (патогенні) бактерії
Деякі види патогенних бактерій:
Salmonella typhi
Ця бактерія є збудником гострої кишкової інфекції, черевного тифу. Salmonella typhi виробляє небезпечні токсини виключно для людей. При зараженні відбувається загальна інтоксикація організму, що призводить до сильної лихоманки, висипання по всьому тілу, у важких випадках – до ураження лімфатичної системи та як наслідок до смерті. Щорічно у світі фіксується 20 млн випадків захворювання на черевний тиф, 1% випадків призводить до смерті.
Колонія бактерій Salmonella typhi
Стовпнячна паличка (Clostridium tetani)
Ця бактерія - одна з найстійкіших і водночас найнебезпечніших у світі. Clostridium tetani виробляє надзвичайно токсичну отруту, правцевий екзотоксин, що призводить до практично повного ураження нервової системи. Люди, які захворіли на правець, відчувають страшні муки: мимоволі до краю напружуються всі м'язи тіла, відбуваються потужні судоми. Смертність надзвичайно висока – у середньому близько 50% інфікованих гинуть. На щастя, ще в 1890 році було винайдено вакцину від правця, її роблять новонародженим у всіх розвинених країнах світу. У слаборозвинених країнах від правця щороку гине 60 000 людей.
Мікобактерії (Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae та ін.)
Мікобактерії – сімейство бактерій, частина з яких є патогенними. Різні представники цього сімейства викликають такі небезпечні захворюванняяк туберкульоз, мікобактеріоз, лепра (проказа) – всі вони передаються повітряно-краплинним шляхом. Щороку мікобактерії спричиняють понад 5 млн смертей.
Мал. 1. Людський організм на 90% складається із мікробних клітин. У ньому міститься від 500 до 1000 різних видів бактерій або трильйони цих дивовижних мешканців, що становить до 4-х кг сукупної ваги.
Мал. 2. Бактерії, що населяють ротову порожнину: Streptococcus mutants (зелений колір). Bakteroides gingivalis, викликає періодонтит ( бузковий колір). Candida albicus (жовтий колір). Викликає кандидози шкірних покривів та внутрішніх органів.
Мал. 7. Мікобактерії туберкульозу. Бактерії багато тисячоліть викликають захворювання у людини та тварин. Туберкульозна паличка вкрай стійка до зовнішньому середовищі. У 95% випадків передається повітряно-краплинним шляхом. Найчастіше вражає легені.
Мал. 8. Збудник дифтерії – коринебактерії чи палички Леффлера. Найчастіше розвивається в епітелії слизового шару мигдаликів, рідше за гортань. Набряк гортані та збільшені лімфовузли можуть призвести до асфіксії. Токсин збудника фіксується на мембранах клітин серцевого м'яза, нирок, надниркових залоз та нервових гангліях і руйнує їх.
Мал. 9. Збудники стафілококової інфекції. Патогенні стафілококи викликають великі ураження шкіри та її придатків, ураження багатьох внутрішніх органів, харчову токсикоінфекцію, ентерити та коліт, сепсис та токсичний шок.
Мал. 10. Менінгококи – збудники менінгококової інфекції. До 80% хворих складають діти. Інфекція передається повітряно-краплинним шляхом від хворих та здорових носіїв бактерій.
Мал. 11. Бордетелли кашлюку.
Мал. 12. Збудники скарлатини стрептококи pyogenes.
Шкідливі бактерії мікрофлори води
Місцем проживання безлічі мікробів є вода. У 1 см3 води можна нарахувати до 1 млн мікробних тіл. Патогенні мікроорганізми потрапляють у воду від промислових підприємств, населених пунктів та тваринницьких ферм. Вода із патогенними мікробами може стати джерелом дизентерії, холери, черевного тифу туляремії, лептоспірозу та ін.Холерний вібріон і можуть бути у воді досить багато часу.
Мал. 13. Шигелли. Збудники спричиняють бактеріальну дизентерію. Шигели руйнують епітелій слизової оболонки товстої кишки, викликаючи тяжкий виразковий коліт. Їхні токсини вражають міокард, нервову та судинну системи.
Мал. 14. . Вібріони не руйнують клітини слизового шару тонкого кишечника, а знаходиться на їхній поверхні. Виділяють токсин холероген, дія якого призводить до порушення водно-сольового обміну у зв'язку з чим організм втрачає до 30 літрів рідини на добу.
Мал. 15. Сальмонели - збудники черевного тифу та паратифів. Вражають епітелій та лімфоїдні елементи тонкої кишки. З током крові потрапляють у кістковий мозок, селезінку та жовчний міхур, з якого знову збудники потрапляють у тонкий кишечник Внаслідок імунного запалення стінка тонкого кишечника розривається і виникає перитоніт.
Мал. 16. Збудники туляремії (коккобактерії блакитного кольору). Вражають респіраторний відділ та кишечник. Мають особливість проникати в організм людини через цілісні шкірні покриви та слизові оболонки очей, носоглотки, гортані та кишечника. Особливість захворювання – ураження лімфовузлів (первинний бубон).
Мал. 17. Лептоспіри. Вражають капілярну мережу людини, часто печінку, нирки та м'язи. Захворювання називають інфекційною жовтяницею.
Шкідливі бактерії мікрофлори ґрунту
Мільярди «поганих» бактерій живуть у ґрунті. У 30-ти сантиметровій товщі 1-го гектара землі знаходиться до 30-ти тонн бактерій. Маючи потужний набір ферментів, займаються розщепленням білків до амінокислот, тим самим беруть активну участь у процесах гниття. Однак ці бактерії завдають людині чимало неприємностей. Завдяки діяльності цих мікробів дуже швидко псуються продукти харчування. Людина навчилася оберігати продукти тривалого зберіганняшляхом стерилізації, засолювання, копчення та заморожування. Деякі види цих бактерій здатні зіпсувати навіть засолені та заморожені продукти. потрапляють у ґрунт від хворих тварин та людини. Деякі види бактерій та грибів перебувають у ґрунті десятиліття. Цьому сприяє особливість цих мікроорганізмів утворювати суперечки, які довгі роки захищають їхню відмінність від несприятливих умов довкілля. Вони викликають найгрізніші захворювання – сибірку, ботулізм, і правець.
Мал. 18. Збудник сибірки. Десятиліття перебуває у ґрунті у спороподібному стані. Особливо небезпечна хвороба. Її друга назва – злоякісний карбункул. Прогноз захворювання несприятливий.
Мал. 19. Збудник ботулізму виділяє найсильніший токсин. 1 мкг цієї отрути вбиває людину. Ботулотоксин уражає нервову систему, окорухові нерви, аж до паралічу та черепно-мозкові нерви. Смертність від ботулізму сягає 60%.
Мал. 20. Збудники газової гангрени швидко розмножуються в м'яких тканинах організму без доступу повітря, викликаючи важкі поразки. У спороподібному стані зберігається у зовнішньому середовищі тривалий час.
Мал. 21. Гнильні бактерії.
Мал. 22. Поразка гнильними бактеріями продуктів харчування.
Шкідливі бактерії, що вражають деревину
Ряд бактерій та грибів інтенсивно розкладають клітковину, граючи важливу санітарну роль. Однак серед них є бактерії, що викликають тяжкі захворювання тварин. Цвілеві гриби руйнують деревину. Деревофарбуючі грибифарбують деревину у різні кольори. Домовий грибприводить деревину в трухлий стан. Внаслідок життєдіяльності цього гриба руйнуються дерев'яні споруди. Великих збитків завдає діяльність цих грибів у руйнуванні тваринницьких приміщень.
Мал. 23. На фото видно, як будинковий гриб зруйнував дерев'яні балкиперекриття.
Мал. 24. Зіпсований зовнішній виглядколод (синева), уражених деревофарбуючим грибом.
Мал. 25. Домовий гриб Merulius Lacrimans. а – ватоподібна грибниця; б – молоде плодове тіло; в – старе плодове тіло; г – стара грибниця, шнури та гниль деревини.
Шкідливі бактерії у харчових продуктах
Продукти, обсіменені небезпечними бактеріями, стають джерелом кишкових захворювань: черевного тифу, сальмонельозу, холери, дизентеріїта ін. Токсини, які виділяють стафілококи та палички ботулізму, Викликають токсикоіфекції. Сири та всі молочні продукти можуть зазнати впливу олійнокислих бактерій, Які викликають маслянокисле бродіння, в результаті чого у продуктів з'являється неприємний запах і колір. Оцтові паличкивикликають оцтове бродіння, що веде до прокисання вина та пива. Бактерії та мікрококи, що викликають гниття,містять протеолітичні ферменти, що розщеплюють білки, чим надають продуктам запах, що погано пахне, і гіркий смак. Цвілою покриваються продукти внаслідок ураження цвілевими грибами.
Мал. 26. Хліб уражений пліснявою.
Мал. 27. Сир уражений пліснявою та гнильними бактеріями.
Мал. 28. "Дикі дріжджі" Pichia pastoris. Фотографія зроблена з 600-кратним збільшенням. Злісний шкідник пива. Повсюдно зустрічається у природі.
Шкідливі бактерії, що розкладають харчові жири
Маслянокислі мікробизнаходяться всюди. 25 їх видів викликають маслянокисле бродіння. Життєдіяльність жиророзщеплюючих бактерійпризводить до прогоркання олії. Під їх впливом гіркують насіння сої та соняшнику. Маслянокисле бродіння, яке викликають ці мікроби, псують силос, і він погано поїдається худобою. А вологе зерно та сіно, уражене маслянокислими мікробами, самозігрівається. Волога, що міститься у вершковому маслі, є хорошим середовищем, де розмножуються гнильні бактерії та дріжджові гриби. Через це масло псується не лише зовні, а й усередині. Якщо масло зберігається довго, то на його поверхні можуть оселитися цвілеві гриби.
Мал. 29. Ікорна олія, уражена жиророзщеплюючими бактеріями.
Шкідливі бактерії, що вражають яйця та яєчні продукти
У яйця бактерії та гриби проникають через пори зовнішньої оболонки та її ушкодження. Найчастіше яйця інфікуються бактеріями сальмонелами та пліснявими грибами, яєчний порошок. сальмонелами та .
Мал. 30. Зіпсовані яйця.
Шкідливі бактерії у банкових консервах
для людини є токсини ботулінових паличок та паличок перфрингенс. Їхні суперечки виявляють високу термостійкість, що дозволяє мікробам зберігати життєдіяльність після пастеризації консервів. Перебувають усередині банки, без доступу кисню, вони починають розмножуватися. При цьому виділяється вуглекислий газ та водень, від яких банку здувається. Вживання такого продукту викликає важкий харчовий токсикоз, який характеризується вкрай важким перебігом і часто закінчується смертю хворого. М'ясні та овочеві консерви вражають оцтовокислі бактерії,у результаті вміст консерв закисає. Розвиток не викликає здуття консервів, оскільки стафілокок не виробляє гази.
Мал. 31. М'ясні консерви, уражені оцтовокислими бактеріями внаслідок чого вміст консервів закисає.
Мал. 32. У здутих консервах можуть перебувати ботулінові палички та палички перфрингенс. Здуває банку вуглекислий газ, який виділяють бактерії при розмноженні.
Шкідливі бактерії в зернових продуктах та хлібі
суперечкита інші цвілеві гриби, які вражають зерна, є найнебезпечнішими для людини. Токсини цих грибів термостійкі та не руйнуються при випіканні. Токсикози, спричинені вживанням такої продукції, протікають важко. Борошно, вражене молочнокислими бактеріями, має неприємний смак і специфічний запах, комковата на вигляд. Вже спечений хліб уражається бацилою субтиліс(Вас. subtilis) або «тягучою хворобою». Бацили виділяють ферменти, що розщеплюють хлібний крохмаль, що проявляється спочатку не властивим хлібу запахом, а потім липкістю і тягучістю хлібного м'якішу. Зелена, біла та головчаста пліснявавражають вже випечений хліб. Поширюється при цьому вона повітрям.
Мал. 33. На фото ріжків пурпурна. Низькі дози ріжків викликають сильні болі, розумові розлади та агресивну поведінку. Високі дози ріжків викликають болісну смерть. Її дія пов'язана зі скороченням м'язів під впливом алкалоїдів гриба.
Мал. 34. Грибниця цвілі.
Мал. 35. Суперечки зеленої, білої та головчастої плісняви можуть потрапити з повітря на вже випечений хліб і вразити його.
Шкідливі бактерії, що вражають фрукти, овочі та ягоди
Фрукти, овочі та ягоди насіння ґрунтові бактерії, плісняві грибита дріжджі, які викликають кишкові інфекції. Мікотоксин патулін, який виділяють гриби роду Penicillium, здатний викликати ракові захворювання у людини Yersinia enterocoliticaвикликає захворювання єрсиніоз або псевдотуберкульоз, при якому уражаються шкірні покриви, шлунково-кишковий тракт та інші органи та системи.
Мал. 36. Поразка ягід цвілевими грибами.
Мал. 37. Поразка шкіри при ієрсиніозі.
Шкідливі бактерії проникають в організм людини з продуктами харчування, через повітря, рани та слизові оболонки. Тяжкість захворювань, викликаних хвороботворними мікробами, Залежить від отрут, які вони виробляють і токсинів, що виникають при їх масовій загибелі. Протягом тисячоліть вони придбали безліч пристроїв, що дозволяють їм проникати та утримуватися у тканинах живого організму та протистояти імунітету.
Вивчити шкідливий вплив мікроорганізмів на організм та розробити профілактичні заходи- Ось завдання людини!
Бактерії – найчисленніші жителі планети Земля. Вони заселили її в давнину і продовжують існувати донині. Деякі види навіть мало змінилися з того часу. Бактерії корисні та шкідливі буквально оточують нас скрізь (і навіть проникають усередину інших організмів). При досить примітивній одноклітинній будові вони є однією з найбільш, напевно, ефективних форм живої природи і виділяються в особливе царство.
Запас міцності
Ці мікроорганізми, як то кажуть, у воді не тонуть і у вогні не горять. Буквально: витримують температури до плюс 90 градусів, заморожування, відсутність кисню, тиск - високий та низький. Можна сміливо сказати, що у них природа вклала величезний запас міцності.
Бактерії, корисні та шкідливі для людського організму
Як правило, бактеріям, які вдосталь населяють наші тіла, не приділяється належної уваги. Адже вони настільки малі, що, здається, не мають суттєвого значення. Ті, хто думає так, значною мірою помиляються. Бактерії корисні та шкідливі давно і надійним чином «колонізували» інші організми, які успішно співіснують з ними. Так, їх не можна побачити без допомоги оптики, але вони можуть або завдати шкоди нашому тілу.
Хто у кишечнику живе?
Лікарі кажуть, що якщо скласти разом лише бактерії, що мешкають у кишечнику, і зважити - вийде щось близько трьох кілограмів! З такою величезною армією не можна не зважати. У безперервно потрапляли багато мікроорганізмів, але тільки деякі види знаходять там сприятливі умовидля проживання та життєдіяльності. А в процесі еволюції навіть утворили постійну мікрофлору, яка має виконувати важливі фізіологічні функції.
«Мудрі» сусіди
Бактерії давно вже відіграють важливу роль, хоча до останнього часу людина про це і не здогадувалася. Вони допомагають своєму господареві в травленні та виконанні низки інших функцій. Що ж є ці невидимі сусіди?
Постійна мікрофлора
99% населення постійно мешкають у кишечнику. Вони затяті прихильники та помічники людини.
- Основні корисні бактерії. Назви: біфідобактерії та бактероїди. Їхня переважна більшість.
- Супутні корисні бактерії. Назви: кишкова паличка, ентерококи, лактобактерії. Їхня кількість повинна становити 1-9% від загального числа.
Необхідно знати також, що за відповідних негативних умов усі ці представники флори кишечника (виключення – біфідобактерії) можуть спричинити захворювання.
Що вони роблять?
Основні функції цих бактерій – допомогти нам у процесі травлення. Помічено, що людина при неправильному харчуванні може виникати дисбактеріоз. Як результат - застої та запори та інші незручності. При нормалізації збалансованості харчування хвороба зазвичай відступає.
Ще одна функція цих бактерій – сторожова. Вони стежать за тим, які корисні бактерії. За тим, щоб «чужинці» не проникали до їхньої спільноти. Якщо, наприклад, у кишечник намагається проникнути збудник дизентерії – шигелла Зонне, вони вбивають її. Однак, варто зауважити, що таке відбувається тільки в організмі щодо здорової людини з гарним імунітетом. В іншому випадку ризик захворіти збільшується в рази.
Непостійна мікрофлора
Приблизно 1% в організмі здорового індивіда складають так звані умовно-патогенні мікроби. Вони належать до непостійної мікрофлори. За нормальних умов вони виконують певні функції, які не завдають шкоди людині, працюють на благо. Але в певній ситуації можуть проявити себе як шкідники. Це в основному стафілококи та різного роду гриби.
Дислокація в ШКТ
Взагалі-то, весь травний тракт має неоднорідну та непостійну мікрофлору – бактерії корисні та шкідливі. Стравохід містить таких самих жителів, як і в ротовій порожнині. У шлунку знаходяться лише деякі, стійкі до кислоти: лактобацили, гелікобактери, стрептококи, гриби. У тонкій кишці мікрофлора також нечисленна. Найбільше бактерій знаходиться у товстій кишці. Так, випорожнюючи, людина здатна виділяти понад 15 трильйонів мікроорганізмів на добу!
Роль бактерій у природі
Вона також, безумовно, велика. Виділяють кілька глобальних функцій, без яких все живе на планеті, напевно, вже давно б припинило своє існування. Найважливіша – санітарна. Бактерії поїдають відмерлі організми, що у природі. Вони, по суті, працюють своєрідними двірниками, не дозволяючи накопичуватися відкладенням мертвих клітин. По-науковому їх називають сапротрофи.
Ще одна важлива роль бактерій - участь у всесвітньому на суші та на морі. На планеті Земля всі речовини у біосфері переходять від одного організму до іншого. Без деяких бактерій цей перехід просто став би неможливим. Неоціненна роль бактерій, наприклад, у кругообігу та відтворенні такого важливого елементаяк азот. У ґрунті існують певні бактерії, які роблять із азоту в повітрі азотисті добрива для рослин (мікроорганізми проживають прямо в їхньому корінні). Такий симбіоз між рослинами та бактеріями вивчається наукою.
Участь у харчових ланцюжках
Як вже було сказано, бактерії – найчисленніші мешканці біосфери. А відповідно, можуть і повинні брати участь у властивих природі тварин та рослин. Звичайно ж, для людини, наприклад, бактерії не є основною частиною раціону (хіба що можна використовувати як харчової добавки). Однак існують організми, які харчуються бактеріями. Цими організмами, своєю чергою, харчуються інші тварини.
Ціанобактерії
Ці (застаріла назва даних бактерій, докорінно неправильна з наукової точки зору) здатні виробляти величезну кількість кисню в результаті фотосинтезу. Колись давно саме вони почали насичувати нашу атмосферу киснем. Ціанобактерії продовжують успішно це робити і до цього дня, утворюючи певну частину кисню у сучасній атмосфері!
