Чем питаются болезнетворные бактерии

Чем питаются болезнетворные бактерии

В каждом из нас живут триллионы бактерий, большая часть из них- в нижней части кишечника.

Микробиом кишечника состоит из полезных и потенциально вредных бактерий.

Делимся несколькими советами о том, как питаться с пользой для себя и микробиоты.

Ешьте разнообразные продукты

В кишечнике обитают сотни видов бактерий, для роста и развития им нужны разные питательные вещества.

Ешьте продукты с клетчаткой

Вот некоторые продукты, которые можно включить в свой рацион:

Диета, в которой много фруктов и овощей предотвращает рост болезнетворных бактерий. Яблоки, черника, миндаль и фисташки увеличивают количество полезных бифидобактерий. Вегетарианские диеты благотворно влияют на состав микробиоты, снижая количество болезнетворных бактерий, таких как E. coli. Предполагается, что это связано с более высоким содержанием клетчатки в рационах без мяса. Кроме того, вегетарианцы, часто ведут более здоровый образ жизни, чем всеядные.

Ешьте ферментированные продукты

Наши бактерии особенно любят продукты, которые прошли ферментацию, например брожение или квашение.

Примеры ферментированных продуктов:

Кисломолочные продукты помогают уменьшить количество болезнетворных бактерий у людей с синдромом раздраженного кишечника. Употребление йогурта может благотворно сказаться на непереносимости лактозы у детей и взрослых. Максимальную пользу принесут кисломолочные продукты без сахара, вкусовых и ароматических добавок. Ферментированное соевое молоко и кимчи способствуют росту полезных бифидо- и лактобактерий, и уменьшают количество болезнетворных бактерий.

Ешьте цельнозерновые продукты

В продуктах из непереработанного зерна много клетчатки и неперевариваемых углеводов, таких как бета-глюканы. Эти углеводы не усваиваются в тонком кишечнике, как другие питательные вещества, и поступают в толстый кишечник, там они расщепляются микробиотой и способствуют росту бифидо- и лактобактерий.

Еще цельнозерновые дают длительное чувство сытости. Это снижает вероятность переедания в течение дня.

Ешьте продукты, богатые полифенолами

Полифенолы — это растительные антиоксиданты, они действуют как топливо для полезных бактерий.

В этих продуктах много полифенолов:

Полифенолы из какао помогают росту бифидо- и лактобактерий.

Ешьте продукты, богатые пробиотиками

Пробиотики — это живые бактерии, которые содержатся в некоторых пищевых продуктах. Эти бактерии полезны для человека, не вызывают никаких заболеваний и не продуцируют токсины. Они улучшают состав и биологическую активность микрофлоры кишечника. Отличный источник пробиотиков-квашеная капуста, к тому же, она богата клетчаткой, витаминами С, В и К.

Имейте в виду, что пробиотики, особенно если их вводить внезапно, могут увеличить газообразование в кишечнике, и привести к метеоризму и вздутию живота. Впрочем, этот небольшой дискомфорт быстро пройдет, если продукты, богатые пробиотиками есть регулярно.

Не обманывайте вкус.

Питайтесь с пользой для себя и своих бактерий!

Источник

Бактерии — что это? Полезные и вредные бактерии

» data-image-caption=»» data-medium-file=»https://i1.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2021/10/Что-такое-бактерии.jpg?fit=450%2C300&ssl=1″ data-large-file=»https://i1.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2021/10/Что-такое-бактерии.jpg?fit=825%2C550&ssl=1″ />

Бактерии — это микроорганизмы, встречающиеся во всех средах и играющие важную роль в организме.

Они исчисляются квинтиллионами, и по понятным причинам нам известна только лишь их часть. Бактерии также присутствуют в организме человека, и на их долю может приходиться до 2 килограммов общей массы тела. По этой причине к ним стоит присмотреться повнимательнее.

Что такое бактерии?

Бактерии — это прокариотические организмы, в основном одноклеточные. В них нет ядра, но есть молекулы ДНК разного размера. Они могут иметь разную форму, например круглую (наиболее распространенную), продолговатую или булавовидную. Интересно, что некоторые из них встречаются поодиночке, а другие — группами, образуя колонии.

Функции бактерий

Бактерии выполняют разные функции в зависимости от среды, в которой они живут. Они удобряют почву, участвуют в очистке воды и служат пищей для других организмов. В пищеварительной системе человека и животных они могут поддерживать процессы, регулирующие переваривание пищи. Более того, некоторые бактерии также могут способствовать лучшему усвоению питательных веществ и витаминов и регулировать иммунные процессы во всем организме.

Но бактерии также могут вызывать инфекции и болезни.

Полезные бактерии в микрофлоре кишечника

Это так называемые хорошие бактерии, поддерживающие естественный иммунитет. Если их много, они размножаются на эпителии кишечника, создавая таким образом кишечный барьер, защищающий организм от действия болезнетворных бактерий. Повышает иммунитет и укрепляет иммунную систему.

Плохие бактерии в микрофлоре кишечника

Хорошие бактерии уравновешиваются плохими бактериями, которые могут быть патогенными. По этой причине стоит позаботиться о кишечнике, чтобы поддерживать баланс микрофлоры кишечника. Он влияет на всю иммунную систему организма, а также отвечает за связь по оси кишечник-мозг.

Пробиотические бактерии

Полезные бактерии в микрофлоре кишечника называются пробиотиками. Они поступают извне через пищу (определенные продукты) или лекарства. Пробиотические бактерии — это в основном штаммы Lactobacillus и Bifidobacterium. Их можно найти в йогуртах, кефирах, сырах (но только не пастеризованных), маринованных огурцах, капусте, квасе.

Эти бактерии способны восстанавливать баланс микрофлоры кишечника после перенесенной болезни, укреплять естественный иммунитет, улучшать процессы пищеварения. Кроме того, они стимулируют организм вырабатывать антитела, защищающие его от другой инфекции. Нарушенная микрофлора кишечника может способствовать более частому заражению инфекциями, как вирусными, так и бактериальными.

Заболевания и инфекции, вызванные бактериями

Бактерии могут вызывать самые разные заболевания. К ним относятся, например, болезнь Лайма и гонорея, а также туберкулез и столбняк.

Бактериальные заболевания развиваются иначе, чем вирусные. Чаще всего для них характерно быстрое течение — болезнь может начаться внезапно и сразу вызвать высокую температуру и симптомы слабости организма. В отличие от вирусных инфекций, болезнь не проходит со временем, и симптоматическое лечение не будет эффективным. В этом случае необходима антибактериальная терапия.

Добавить комментарий Отменить ответ

Вы должны быть авторизованы, чтобы оставить комментарий.

Источник

Чем питаются болезнетворные бактерии

Бактерии, которые находятся в кишечнике человека, можно разделить на три основные группы: патогенные, которые оказывают вредное влияние на наш организм, условно-патогенные, которые могут оказывать неблагоприятное влияние при определенных условиях, и непатогенные, оказывающие полезное воздействие на организм хозяина.

Некоторые бактерии (например, Bifidobacterium, Lactobacilli) продуцируют короткоцепочечные жирные кислоты и витамины, стимулируют иммунную систему, улучшают пищеварение и всасывание и ингибируют рост патогенных бактерий.

Другие бактерии содержат ферменты, превращающие прокарциногены в канцерогены и производящие продукты брожения, такие как аммиак и фенолы, которые могут быть вредными для организма хозяина.

В настоящее время известно, что микроорганизмы толстой кишки играют важную роль в поддержании здоровья. Таким образом, существует интерес к возможности воздействия на микробиоту кишечника с целью поддержания и улучшения здоровья всего организма, то есть увеличения числа и активности бактериальных групп, таких как Biofydobacteria и Lactobacillus, которые обладают полезными для нашего организма свойствами.

Одним из подходов к такому воздействию было добавление живых культур к пищевым продуктам, например, к молоку, для производства йогурта путем ферментации. Ряд экзогенных бактериальных добавок во время транзита через желудочно-кишечный тракт остается в жизнеспособной форме и становится активным после достижения толстой кишки, где существуют соответствующие условия для их роста. Бактерии, добавляемые в пищу для этой цели, называются пробиотическими бактериями.

Йогурт использовался в качестве пищи в некоторых частях мира на протяжении веков. Приготовление йогурта из молока включает введение непатогенной бактериальной культуры (Lactobacillus), которая определяет кислый вкус и изменяет консистенцию молока. В йогурте присутствуют те же питательные вещества, что и в молоке, за исключением лактозы, которая частично расщепляется на глюкозу и галактозу. Бактерии становятся метаболически активными при достижении толстой кишки. Они производят молочную кислоту как конечный продукт метаболизма. Это снижает рН среды и, таким образом, оказывает антибактериальное (ингибирующее) действие на ряд грамположительных и грамотрицательных патогенных бактерий. Употребление йогурта приводит к преобладанию полезных штаммов в толстой кишке.

Большая часть взрослого населения мира не способна переварить лактозу, что приводит к ее присутствию в толстой кишке в нерасщепленном виде. Лактоза является субстратом для кишечных бактерий. Употребление молока лицами с дефицитом лактазы вызывает вздутие живота, дерматит и диарею. Употребление йогурта этими людьми повышает их способность переваривать молоко. Таким образом, йогурт является отличной альтернативой молоку как источнику кальция для людей с непереносимостью лактозы.

Некоторые эпидемиологические исследования подтвердили, что употребление йогурта и кисломолочных продуктов (например, кефира) может положительно влиять на заболеваемость раком толстой кишки и молочной железы.

Употребление йогурта также вызывает снижение холестерина в плазме, и поддерживает функцию иммунной системы. Йогурт также может быть полезен при диарее, запорах, для борьбы с кишечными патогенами и инактивации токсических соединений.

Есть и другие продукты, богатые пробиотиками. К ним относится, например, квашеная капуста, которая, помимо пробиотических свойств, богата клетчаткой и витаминами С, В и К, содержит натрий, железо и марганец. Выбирайте непастеризованную квашеную капусту, так как пастеризация убивает живые и активные бактерии.

Кимчхи – блюдо корейской кухни, остро приправленные ферментированные (квашеные) овощи, в первую очередь, пекинскую капусту
Кимчхи содержит молочнокислые бактерии Lactobacillus kimchii, другие молочнокислые бактерии, богата витамином К, рибофлавином (витамин В2) и железом.

Комбуча (чайный гриб) — это ферментированный напиток из черного или зеленого чая. В России комбуча известна как чайный квас. Поскольку чайный гриб сбраживается бактериями и дрожжами, он, обладает пробиотическими свойствами.

Соленые огурцы популярны во всем мире. При засолке огурцы оставляют для брожения в течение некоторого времени, используя естественно присутствующие в них молочнокислые бактерии. Такие огурцы являются отличным источником полезных пробиотических бактерий. Также огурцы низкокалорийны, являются хорошим источником витамина К и натрия. Важно отметить, что соленые огурцы, приготовленные с уксусом, не содержат живых пробиотиков.

Пахта — это кисломолочный напиток, жидкость, оставшаяся от приготовления масла. Именно она содержит пробиотики, ее еще иногда называют «бабушкиным пробиотиком». Пахта содержит также витамин B12, рибофлавин, кальций и фосфор, и имеет низкое содержание жира и калорийность.

Хотя большинство видов сыра ферментируется, это не означает, что все они содержат пробиотики. Полезные бактерии выдерживают процесс старения в некоторых сырах, включая Гауду, моцареллу, чеддер. Сыр является прекрасным источником белка, кальция, витамина B12, фосфора и селена. Умеренное потребление сыра может снизить риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и остеопороза.

Включите эти продукты в свой обычный рацион и ваш кишечник скажет вам спасибо.

Узнать больше о пробиотиках и пребиотиках можно здесь

Источник

Бактерии

Бактерии — самая древняя группа организмов из ныне существующих на Земле. Первые бактерии появились, вероятно, более 3,5 млрд лет назад и на протяжении почти миллиарда лет были единственными живыми существами на нашей планете. Поскольку это были первые представители живой природы, их тело имело примитивное строение.

Со временем их строение усложнилось, но и поныне бактерии считаются наиболее примитивными одноклеточными организмами. Интересно, что некоторые бактерии и сейчас ещё сохранили примитивные черты своих древних предков. Это наблюдается у бактерий, обитающих в горячих серных источниках и бескислородных илах на дне водоёмов.

Большинство бактерий бесцветно. Только немногие окрашены в пурпурный или в зелёный цвет. Но колонии многих бактерий имеют яркую окраску, которая обусловливается выделением окрашенного вещества в окружающую среду или пигментированием клеток.

Первооткрывателем мира бактерий был Антоний Левенгук — голландский естествоиспытатель 17 века, впервые создавший совершенную лупу-микроскоп, увеличивающую предметы в 160-270 раз.

Бактерии относят к прокариотам и выделяют в отдельное царство — Бактерии.

Форма тела

Бактерии — многочисленные и разнообразные организмы. Они различаются по форме.

Название бактерии	Форма бактерии	Изображение бактерии
Кокки		Шарообразная
Бацилла		Палочковидная
Вибрион		Изогнутая в виде запятой
Спирилла		Спиралевидная
Стрептококки		Цепочка из кокков
Стафилококки		Грозди кокков
Диплококки		Две круглые бактерии, заключённые в одной слизистой капсуле

Способы передвижения

Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы. Подвижные передвигаются за счёт волнообразных сокращений или при помощи жгутиков (скрученные винтообразные нити), которые состоят из особого белка флагеллина. Жгутиков может быть один или несколько. Располагаются они у одних бактерий на одном конце клетки, у других — на двух или по всей поверхности.

Но движение присуще и многим иным бактериям, у которых жгутики отсутствуют. Так, бактерии, покрытые снаружи слизью, способны к скользящему движению.

У некоторых лишённых жгутиков водных и почвенных бактерий в цитоплазме имеются газовые вакуоли. В клетке может быть 40-60 вакуолей. Каждая из них заполнена газом (предположительно — азотом). Регулируя количество газа в вакуолях, водные бактерии могут погружаться в толщу воды или подниматься на её поверхность, а почвенные бактерии — передвигаться в капиллярах почвы.

Место обитания

В силу простоты организации и неприхотливости бактерии широко распространены в природе. Бактерии обнаружены везде: в капле даже самой чистой родниковой воды, в крупинках почвы, в воздухе, на скалах, в полярных снегах, песках пустынь, на дне океана, в добытой с огромной глубины нефти и даже в воде горячих источников с температурой около 80ºС. Обитают они на растениях, плодах, у различных животных и у человека в кишечнике, ротовой полости, на конечностях, на поверхности тела.

Бактерии — самые мелкие и самые многочисленные живые существа. Благодаря малым размерам они легко проникают в любые трещины, щели, поры. Очень выносливы и приспособлены к различным условиям существования. Переносят высушивание, сильные холода, нагревание до 90ºС, не теряя при этом жизнеспособность.

Практически нет места на Земле, где не встречались бы бактерии, но в разных количествах. Условия жизни бактерий разнообразны. Одним из них необходим кислород воздуха, другие в нём не нуждаются и способны жить в бескислородной среде.

В воздухе: бактерии поднимаются в верхние слои атмосферы до 30 км. и больше.

Особенно много их в почве. В 1 г. почвы могут содержаться сотни миллионов бактерий.

В воде: в поверхностных слоях воды открытых водоёмов. Полезные водные бактерии минерализуют органические остатки.

В живых организмах: болезнетворные бактерии попадают в организм из внешней среды, но лишь в благоприятных условиях вызываю заболевания. Симбиотические живут в органах пищеварения, помогая расщеплять и усваивать пищу, синтезируют витамины.

Внешнее строение

Клетка бактерии одета особой плотной оболочкой — клеточной стенкой, которая выполняет защитную и опорную функции, а также придаёт бактерии постоянную, характерную для неё форму. Клеточная стенка бактерии напоминает оболочку растительной клетки. Она проницаема: через неё питательные вещества свободно проходят в клетку, а продукты обмена веществ выходят в окружающую среду. Часто поверх клеточной стенки у бактерий вырабатывается дополнительный защитный слой слизи — капсула. Толщина капсулы может во много раз превышать диаметр самой клетки, но может быть и очень небольшой. Капсула — не обязательная часть клетки, она образуется в зависимости от условий, в которые попадают бактерии. Она предохраняет бактерию от высыхания.

На поверхности некоторых бактерий имеются длинные жгутики (один, два или много) или короткие тонкие ворсинки. Длина жгутиков может во много раз превышать разметы тела бактерии. С помощью жгутиков и ворсинок бактерии передвигаются.

Внутреннее строение

Внутри клетки бактерии находится густая неподвижная цитоплазма. Она имеет слоистое строение, вакуолей нет, поэтому различные белки (ферменты) и запасные питательные вещества размещаются в самом веществе цитоплазмы. Клетки бактерий не имеют ядра. В центральной части их клетки сконцентрировано вещество, несущее наследственную информации. Бактерии, — нуклеиновая кислота — ДНК. Но это вещество не оформлено в ядро.

Внутренняя организация бактериальной клетки сложна и имеет свои специфические особенности. Цитоплазма отделяется от клеточной стенки цитоплазматической мембраной. В цитоплазме различают основное вещество, или матрикс, рибосомы и небольшое количество мембранных структур, выполняющих самые различные функции (аналоги митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи). В цитоплазме клеток бактерий часто содержатся гранулы различной формы и размеров. Гранулы могут состоять из соединений, которые служат источником энергии и углерода. В бактериальной клетке встречаются и капельки жира.

Способы питания

У бактерий наблюдаются разные способы питания. Среди них есть автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы — организмы, способные самостоятельно образовывать органические вещества для своего питания.

Гетеротрофы — организмы, использующие для своего питания готовые органические вещества. Гетеротрофные бактерии подразделяются на сапрофитов, симбионтов и паразитов.

Растения нуждаются в азоте, но сами усваивают азот воздуха не могут. Некоторые бактерии соединяют содержащиеся в воздухе молекулы азота с другими молекулами, в результате чего получаются вещества, доступные для растений.

Эти бактерии поселяются в клетках молодых корней, что приводит к образованию на корнях утолщений, называемых клубеньками. Такие клубеньки образуются на корнях растений семейства бобовых и некоторых других растений.

Корни дают бактериям углеводы, а бактерии корням — такие содержащие азот вещества, которые могут быть усвоены растением. Их сожительство взаимовыгодно.

Корни растений выделяют много органических веществ (сахара, аминокислоты и другие), которыми питаются бактерии. Поэтому в слое почвы, окружающем корни, поселяется особенно много бактерий. Эти бактерии превращают отмершие остатки растений в доступные для растения вещества. Этот слой почвы называют ризосферой.

Существует несколько гипотез о проникновении клубеньковых бактерий в ткани корня:

Процесс внедрения клубеньковых бактерий в ткань корня состоит из двух фаз:

В большинстве случаев внедрившаяся клетка, активно размножается, образует так называемые инфекционные нити и уже в виде таких нитей перемещается в ткани растения. Клубеньковые бактерии, вышедшие из инфекционной нити, продолжают размножаться в ткани хозяина.

Наполняющиеся быстро размножающимися клетками клубеньковых бактерий растительные клетки начинают усиленно делиться. Связь молодого клубенька с корнем бобового растения осуществляется благодаря сосудисто-волокнистым пучкам. В период функционирования клубеньки обычно плотные. К моменту проявления оптимальной активности клубеньки приобретают розовую окраску (благодаря пигменту легоглобину). Фиксировать азот способны лишь те бактерии, которые содержат легоглобин.

Бактерии клубеньков создают десятки и сотни килограммов азотных удобрений на гектаре почвы.

Обмен веществ

Бактерии отличаются друг от друга обменом веществ. У одних он идёт при участии кислорода, у других — без его участия.

Большинство бактерий питается готовыми органическими веществами. Лишь некоторые из них (сине-зелёные, или цианобактерии), способны создавать органические вещества из неорганических. Они сыграли важную роль в накоплении кислорода в атмосфере Земли.

Бактерии впитывают вещества извне, разрывают их молекулы на части, из этих частей собирают свою оболочку и пополняют своё содержимое (так они растут), а ненужные молекулы выбрасывают наружу. Оболочка и мембрана бактерии позволяет ей впитывать только нужные вещества.

Если бы оболочка и мембрана бактерии были полностью непроницаемыми, в клетку не попали бы никакие вещества. Если бы они были проницаемыми для всех веществ, содержимое клетки перемешалось бы со средой — раствором, в которой обитает бактерия. Для выживания бактерии необходима оболочка, которая нужные вещества пропускает, а ненужные — нет.

Бактерия поглощает находящиеся близ неё питательные вещества. Что происходит потом? Если она может самостоятельно передвигаться (двигая жгутик или выталкивая назад слизь), то она перемещается, пока не найдёт необходимые вещества.

Если она двигаться не может, то ждёт, пока диффузия (способность молекул одного вещества проникать в гущу молекул другого вещества) не принесёт к ней необходимые молекулы.

Бактерии в совокупности с другими группами микроорганизмов выполняют огромную химическую работу. Превращая различные соединения, они получают необходимую для их жизнедеятельности энергию и питательные вещества. Процессы обмена веществ, способы добывания энергии и потребности в материалах для построения веществ своего тела у бактерий разнообразны.

Одни бактерии нуждаются в готовых органических веществах — аминокислотах, углеводах, витаминах, — которые должны присутствовать в среде, так как сами они не смогут их синтезировать. Такие микроорганизмы называются гетеротрофами. Они получают необходимую им энергию при окислении органических веществ кислородом или при сбраживании (без участия кислорода). В зависимости от субстрата, на котором развиваются бактерии, различают:

Другие бактерии все потребности в углероде, необходимом для синтеза органических веществ тела, удовлетворяют за счёт неорганических соединений. Они называются автотрофами. Автотрофные бактерии способны синтезировать органические вещества из неорганических. Среди них различают:

Cинтезируют органические вещества за счёт солнечной энергии.

Цианобактерии, пурпурные бактерии и зелёные бактерии.

Хемосинтез

Использование лучистой энергии — важнейший, но не единственный путь создания органического вещества из углекислого газа и воды. Известны бактерии, которые в качестве источника энергии для такого синтеза используют не солнечный свет, а энергию химических связей, происходящих в клетках организмов при окислении некоторых неорганических соединений — сероводорода, серы, аммиака, водорода, азотной кислоты, закисных соединений железа и марганца. Образованное с использованием этой химической энергии органическое вещество они используют для построения клеток своего тела. Поэтому такой процесс называют хемосинтезом.

Важнейшую группу хемосинтезирующих микроорганизмов составляют нитрифицирующие бактерии. Эти бактерии живут в почве и осуществляют окисление аммиака, образовавшегося при гниении органических остатков, до азотной кислоты. Последняя, реагирует с минеральными соединениями почвы, превращаются в соли азотной кислоты. Этот процесс проходит в две фазы.

Железобактерии превращают закисное железо в окисное. Образованная гидроокись железа оседает и образует так называемую болотную железную руду.

Некоторые микроорганизмы существуют за счёт окисления молекулярного водорода, обеспечивая тем самым автотрофный способ питания.

Характерной особенностью водородных бактерий является способность переключаться на гетеротрофный образ жизни при обеспечении их органическими соединениями и отсутствии водорода.

Таким образом, хемоавтотрофы являются типичными автотрофами, так как самостоятельно синтезируют из неорганических веществ необходимые органические соединения, а не берут их в готовом виде от других организмов, как гетеротрофы. От фототрофных растений хемоавтотрофные бактерии отличаются полной независимостью от света как источника энергии.

Бактериальный фотосинтез

Некоторые пигментосодержащие серобактерии (пурпурные, зелёные), содержащие специфические пигменты — бактериохлорофиллы, способны поглощать солнечную энергию, с помощью которой сероводород в их организмах расщепляется и отдаёт атомы водорода для восстановления соответствующих соединений. Этот процесс имеет много общего с фотосинтезом и отличается только тем, что у пурпурных и зелёных бактерий донором водорода является сероводород (изредка — карбоновые кислоты), а у зелёных растений — вода. У тех и других отщепление и перенесение водорода осуществляется благодаря энергии поглощённых солнечных лучей.

Такой бактериальный фотосинтез, который происходит без выделения кислорода, называется фоторедукцией. Фоторедукция углекислого газа связана с перенесением водорода не от воды, а от сероводорода:

Биологическое значение хемосинтеза и бактериального фотосинтеза в масштабах планеты относительно невелико. Только хемосинтезирующие бактерии играют существенную роль в процессе круговорота серы в природе. Поглощаясь зелёными растениями в форме солей серной кислоты, сера восстанавливается и входит в состав белковых молекул. Далее при разрушении отмерших растительных и животных остатков гнилостными бактериями сера выделяется в виде сероводорода, который окисляется серобактериями до свободной серы (или серной кислоты), образующий в почве доступные для растения сульфиты. Хемо- и фотоавтотрофные бактерии имеют существенное значение в круговороте азота и серы.

Спорообразование

Внутри бактериальной клетки образуются споры. В процессе спорообразования бактериальная клетка претерпевает ряд биохимических процессов. В ней уменьшается количество свободной воды, снижается ферментативная активность. Это обеспечивает устойчивость спор к неблагоприятным условиям внешней среды (высокой температуре, высокой концентрации солей, высушиванию и др.). Спорообразование свойственно только небольшой группе бактерий.

Споры — не обязательная стадия жизненного цикла бактерий. Спорообразование начинается лишь при недостатке питательных веществ или накоплении продуктов обмена. Бактерии в виде спор могут длительное время находиться в состоянии покоя. Споры бактерий выдерживают продолжительное кипячение и очень длительное проммораживание. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и становится жизнеспособной. Спора бактерий — это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.

Размножение

Размножаются бактерии делением одной клетки на две. Достигнув определённого размера, бактерия делится на две одинаковые бактерии. Затем каждая из них начинает питаться, растёт, делится и так далее.

После удлинения клетки постепенно образуется поперечная перегородка, а затем дочерние клетки расходятся; у многих бактерий в определённых условиях клетки после деления остаются связанными в характерные группы. При этом в зависимости от направления плоскости деления и числа делений возникают разные формы. Размножение почкованием встречается у бактерий как исключение.

При благоприятных условиях деление клеток у многих бактерий происходит через каждые 20-30 минут. При таком быстром размножении потомство одной бактерии за 5 суток способно образовать массу, которой можно заполнить все моря и океаны. Простой подсчёт показывает, что за сутки может образоваться 72 поколения (720 000 000 000 000 000 000 клеток). Если перевести в вес — 4720 тонн. Однако в природе этого не происходит, так как большинство бактерий быстро погибают под действием солнечного света, при высушивании, недостатке пищи, нагревании до 65-100ºС, в результате борьбы между видами и т.д.

Бактерия (1), поглотившая достаточно пищи, увеличивается в размерах (2) и начинает готовиться к размножению (делению клетки). Её ДНК (у бактерии молекула ДНК замкнута в кольцо) удваивается (бактерия производит копию этой молекулы). Обе молекулы ДНК (3,4) оказываются, прикреплены к стенке бактерии и при удлинении бактерии расходятся в стороны (5,6). Сначала делится нуклеотид, затем цитоплазма.

После расхождения двух молекул ДНК на бактерии появляется перетяжка, которая постепенно разделяет тело бактерии на две части, в каждой из которых есть молекула ДНК (7).

Бывает (у сенной палочки), две бактерии слипаются, и между ними образуется перемычка (1,2).

По перемычке ДНК из одной бактерии переправляется в другую (3). Оказавшись в одной бактерии, молекулы ДНК сплетаются, слипаются в некоторых местах (4), после чего обмениваются участками (5).

Роль бактерий в природе

Круговорот

Бактерии — важнейшее звено общего круговорота веществ в природе. Растения создают сложные органические вещества из углекислого газа, воды и минеральных солей почвы. Эти вещества возвращаются в почву с отмершими грибами, растениями и трупами животных. Бактерии разлагают сложные вещества на простые, которые снова используют растения.

Бактерии разрушают сложные органические вещества отмерших растений и трупов животных, выделения живых организмов и разные отбросы. Питаясь этими органическими веществами, сапрофитные бактерии гниения превращают их в перегной. Это своеобразные санитары нашей планеты. Таким образом, бактерии активно участвуют в круговороте веществ в природе.

Почвообразование

Некоторые почвенные бактерии способны поглощать азот из воздуха, используя его в процессах жизнедеятельности. Эти азотофиксирующие бактерии живут самостоятельно или поселяются в корнях бобовых растений. Проникнув в корни бобовых, эти бактерии вызывают разрастание клеток корней и образование на них клубеньков.

Эти бактерии выделяют азотные соединения, которые используют растения. От растений бактерии получают углеводы и минеральные соли. Таким образом, между бобовым растением и клубеньковыми бактериями существует тесная связь, полезная как одному, так и другому организму. Это явление носит название симбиоза.

Благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями бобовые растения обогащают почву азотом, способствуя повышению урожая.

Распространение в природе

Микрофлора почвы

Количество бактерий в почве чрезвычайно велико — сотни миллионов и миллиардов особей в 1 грамме. В почве их значительно больше, чем в воде и воздухе. Общее количество бактерий в почвах меняется. Количество бактерий зависит от типа почв, их состояния, глубины расположения слоёв.

На поверхности почвенных частиц микроорганизмы располагаются небольшими микроколониями (по 20-100 клеток в каждой). Часто они развиваются в толщах сгустков органического вещества, на живых и отмирающих корнях растений, в тонких капиллярах и внутри комочков.

Микрофлора почвы очень разнообразна. Здесь встречаются разные физиологические группы бактерий: бактерии гниения, нитрифицирующие, азотфиксирующие, серобактерии и др. среди них есть аэробы и анаэробы, споровые и не споровые формы. Микрофлора — один из факторов образования почв.

Областью развития микроорганизмов в почве является зона, примыкающая к корням живых растений. Её называют ризосферой, а совокупность микроорганизмов, содержащихся в ней, — ризосферной микрофлорой.

Микрофлора водоёмов

Вода — природная среда, где в большом количестве развиваются микроорганизмы. Основная масса их попадает в воду из почвы. Фактор, определяющий количество бактерий в воде, наличие в ней питательных веществ. Наиболее чистыми являются воды артезианских скважин и родниковые. Очень богаты бактериями открытые водоёмы, реки. Наибольшее количество бактерий находится в поверхностных слоях воды, ближе к берегу. При удалении от берега и увеличении глубины количество бактерий уменьшается.

Чистая вода содержит 100-200 бактерий в 1 мл., а загрязнённая — 100-300 тыс. и более. Много бактерий в донном иле, особенно в поверхностном слое, где бактерии образуют плёнку. В этой плёнке много серо- и железобактерий, которые окисляют сероводород до серной кислоты и тем самым предотвращают замор рыбы. В иле больше спороносных форм, в то время как в воде преобладают неспороносные.

По видовому составу микрофлора воды сходна с микрофлорой почвы, но встречаются и специфические формы. Разрушая различные отбросы, попавшие в воду, микроорганизмы постепенно осуществляют так называемое биологическое очищение воды.

Микрофлора воздуха

Микрофлора воздуха менее многочисленна, чем микрофлора почвы и воды. Бактерии поднимаются в воздух с пылью, некоторое время могут находиться там, а затем оседают на поверхность земли и гибнут от недостатка питания или под действием ультрафиолетовых лучей. Количество микроорганизмов в воздухе зависит от географической зоны, местности, времени года, загрязнённостью пылью и др. каждая пылинка является носителем микроорганизмов. Больше всего бактерий в воздухе над промышленными предприятиями. Воздух сельской местности чище. Наиболее чистый воздух над лесами, горами, снежными пространствами. Верхние слои воздуха содержат меньше микробов. В микрофлоре воздуха много пигментированных и спороносных бактерий, которые более устойчивы, чем другие, к ультрафиолетовым лучам.

Микрофлора организма человека

Тело человека, даже полностью здорового, всегда является носителем микрофлоры. При соприкосновении тела человека с воздухом и почвой на одежде и коже оседают разнообразные микроорганизмы, в том числе и патогенные (палочки столбняка, газовой гангрены и др.). Наиболее часто загрязняются открытые части человеческого тела. На руках обнаруживают кишечные палочки, стафилококки. В ротовой полости насчитывают свыше 100 видов микробов. Рот с его температурой, влажностью, питательными остатками — прекрасная среда для развития микроорганизмов.

Желудок имеет кислую реакцию, поэтому основная масса микроорганизмов в нём гибнет. Начиная с тонкого кишечника реакция становится щелочной, т.е. благоприятной для микробов. В толстых кишках микрофлора очень разнообразна. Каждый взрослый человек выделяет ежедневно с экскрементами около 18 млрд. бактерий, т.е. больше особей, чем людей на земном шаре.

Внутренние органы, не соединяющиеся с внешней средой (мозг, сердце, печень, мочевой пузырь и др.), обычно свободны от микробов. В эти органы микробы попадают только во время болезни.

Бактерии в круговороте веществ

Микроорганизмы вообще и бактерии в частности играют большую роль в биологически важных круговоротах веществ на Земле, осуществляя химические превращения, совершенно недоступные ни растениям, ни животным. Различные этапы круговорота элементов осуществляются организмами разного типа. Существование каждой отдельной группы организмов зависит от химического превращения элементов, осуществляемого другими группами.

Круговорот азота

Циклическое превращение азотистых соединений играет первостепенную роль в снабжении необходимыми формами азота различных по пищевым потребностям организмов биосферы. Свыше 90% общей фиксации азота обусловлено метаболической активностью определённых бактерий.

Круговорот углерода

Биологическое превращение органического углерода в углекислый газ, сопровождающееся восстановлением молекулярного кислорода, требует совместной метаболической активности разнообразных микроорганизмов. Многие аэробные бактерии осуществляют полное окисление органических веществ. В аэробных условиях органические соединения первоначально расщепляются путём сбраживания, а органические конечные продукты брожения окисляются далее в результате анаэробного дыхания, если имеются неорганические акцепторы водорода (нитрат, сульфат или СО₂).

Круговорот серы

Для живых организмов сера доступна в основном в форме растворимых сульфатов или восстановленных органических соединений серы.

Круговорот железа

В некоторых водоёмах с пресной водой содержатся в высоких концентрациях восстановленные соли железа. В таких местах развивается специфическая бактериальная микрофлора — железобактерии, окисляющие восстановленное железо. Они участвуют в образовании болотных железных руд и водных источников, богатых солями железа.

Бактерии являются самыми древними организмами, появившимися около 3,5 млрд. лет назад в архее. Около 2,5 млрд. лет они доминировали на Земле, формируя биосферу, участвовали в образовании кислородной атмосферы.

После появления многоклеточных организмов между ними и бактериями образовались многочисленные связи, включая преобразование органических веществ органотрофами, и разного рода симбиотические отношения, паразитизм, иногда внутриклеточный (риккетсии), и патогенез. Наличие бактерий и др. микроорганизмов в естественных местах обитания является важнейшим фактором, определяющим целостность экологии, систем. В экстремальных условиях, непригодных для существования других организмов, бактерии могут представлять единственную форму жизни.

Бактерии являются одними из наиболее просто устроенных живых организмов (кроме вирусов). Полагают, что они — первые организмы, появившиеся на Земле.

Источник

• ← Чем питаются божьи коровки
• Чем питаются болотные птицы →