Największa bakteria Bakterie Największa bakteria na świecie
![Największa bakteria Bakterie Największa bakteria na świecie](https://i2.wp.com/lahtasever.ru/wp-content/uploads/2018/8560084.jpg)
Krasnale i olbrzymy wśród bakterii
Bakterie to najmniejsze żywe organizmy, które są najpowszechniejszą formą życia na Ziemi. Zwykłe bakterie są około 10 razy mniejsze niż komórka ludzka. Ich rozmiar wynosi około 0,5 mikrona i można je zobaczyć tylko pod mikroskopem. Jednak w świecie bakterii okazuje się, że są też karły i olbrzymy. Jednym z tych gigantów jest bakteria Epulopiscium fishelsoni, której wymiary sięgają pół milimetra! Oznacza to, że osiąga wielkość ziarenka piasku lub ziarenka soli i można go zobaczyć gołym okiem.
Przy pomocy pereł siarkowych natura znalazła zaskakujące rozwiązanie problemu krytycznych rozmiarów: bakterie są puste w środku. Wewnątrz znajduje się ogromny pojemnik, 50 razy większy niż cytoplazma, żywa część komórki. Podobnie jak skórka pomarańczy, celuloza otacza żywą część jamy.
Bakterie zadomowiły się na świecie na różne fantastyczne sposoby. Ze wszystkich stworzeń, często zapominane, jednokomórkowe są najskuteczniejsze, a mimo to często wykorzystywane przez ludzi do ponownej oceny siebie jako szczytu ewolucji. Bakterie żyją w ludzkich kamieniach nerkowych i jelitach robaków, w powietrzu, we wrzących gejzerach i lodzie Antarktydy. Niektóre przynoszą na cały świat cierpienia takie jak dżuma, cholera czy gruźlica, inne pomagają rosnąć roślinom lub ludziom trawić, jeszcze inne żywią się ropą, morza są zanieczyszczone, a niektóre są nawet odporne na silną radioaktywność.
Reprodukcja Epulopiscium
W Akademii Kornwalijskiej przeprowadzono badania w celu ustalenia przyczyn tak dużych rozmiarów. Jak się okazało, bakteria przechowuje 85 000 kopii DNA. Dla porównania, w komórkach ludzkich znajdują się tylko 3 kopie. To urocze stworzenie zamieszkuje przewód pokarmowy tropikalnej ryby rafowej Acanthurus nigrofuscus (ryba chirurgiczna).
Perła siarkowa odgrywa ważną rolę w naturalnym obiegu materii w Namibii i ta rola formalnie spowodowała jej gigantyzm. Żywi się związkami siarki występującymi w osadzie szlamowym, który jest ich domem. Aby strawić siarkę, bakterie, podobnie jak metabolizm zwierząt, zależą od tlenu - pilnie potrzebne są azotany. Ale tego nie ma we wrogim sosie, w którym żyje Thiomargarita Namibiansis.
Ten dylemat nie złamał pierwotniaka, ale uczynił go olbrzymem: co kilka miesięcy, gdy burza uderza w morze, woda bogata w azotany na krótko przedostaje się również do znajdujących się w głębinach bakterii. Sulphur Pearl może teraz przechowywać w swojej jamie cenny azotan, którego zużywa w dużych ilościach przez krótki czas; zarządza rezerwami jak nurek, który zabiera ze sobą w głębiny sprężone powietrze.
Zwykłe gatunki bakterii są bardzo małe i prymitywne, nie mają narządów, a odżywianie odbywa się przez otoczkę. Składniki odżywcze są równomiernie rozmieszczone w całym organizmie bakterii, dlatego powinny być małe. W przeciwieństwie do nich Epulopiscium wielokrotnie kopiuje swoje DNA, równomiernie rozprowadza kopie wzdłuż skorupy i otrzymuje wystarczające odżywienie. Taka struktura daje jej możliwość natychmiastowego reagowania na bodźce zewnętrzne. W przeciwieństwie do innych bakterii i sposobu, w jaki się dzielą. Jeśli zwykłe bakterie po prostu podzielą się na pół, wówczas wyhoduje w sobie dwie komórki, które po jej śmierci po prostu wyjdą na zewnątrz.
Ponieważ największa bakteria na Ziemi może również magazynować siarkę, może miesiącami bez jedzenia – pierzastej perły Namibii – a potem po prostu zatrzymać powietrze i poczekać na lepsze czasy. Dziś wiemy, że „Namibijska Perła Siarki” nie tylko ma wielu bliskich krewnych w innych obszarach morskich, ale także odgrywa ważną rolę ekologiczną: bakterie te mogą powodować powstawanie skał o dużej zawartości fosforu. Zmniejsza to ilość fosforanów w wodzie morskiej, tak że nie jest on już dostępny jako składnik odżywczy dla innych żywych istot.
Namibijska perła siarkowa
Jednak nawet tak odległej od małej bakterii nie da się porównać z taką bakterią największa bakteria na świecie, co jest brane pod uwagę Thiomargarita namibiensis, inaczej „namibijska perła siarkowa” – Gram-ujemna bakteria morska, odkryta w 1997 roku. Nie tylko składa się z tylko jednej komórki, ale brakuje mu również szkieletu podtrzymującego, tak samo jak eukarionty. Wymiary Thiomargarity sięgają 0,75-1 mm, co pozwala zobaczyć ją gołym okiem.
Zatem powstawanie tych skał przeciwdziała nadmiernemu wzbogacaniu oceanów w fosforany. Większość bakterii jest zwykle bardzo mała i można je zobaczyć tylko pod mikroskopem. Ale w kilku grupach bakterii pojawiły się gigantyczne formy. Są ponad setki razy większe niż zwykłe bakterie i można je łatwo rozpoznać gołym okiem. Największe znane bakterie należą do grupy bakterii siarkowych. Bakterie te można rozpoznać po jasnoszarych wtrąceniach siarki, które powodują utlenianie bakterii siarkowych przez siarczek do siarki, a następnie siarczanowanie w celu produkcji energii.
W zależności od rodzaju metabolizmu Thiomargarita jest organizmem, który otrzymuje energię w wyniku reakcji redukcji-utleniania i może wykorzystywać azotany jako końcowy obiekt odbierający elektrony. Komórki Namibijskiej Perły Siarki są nieruchome, dlatego zawartość azotanów może się zmieniać. Thiomargarita może przechowywać azotany w wakuoli, która zajmuje około 98% całej komórki. Przy niskim stężeniu azotanów jego zawartość wykorzystywana jest do oddychania. Siarczki są utleniane przez azotany do siarki, która gromadzi się w wewnętrznym środowisku bakterii w postaci małych granulek, co wyjaśnia perłowy kolor Thiomargarity.
Aby to zrobić, używają tlenu lub azotanów. Za niezwykłe rozmiary odpowiada również azotan oddechowy. Olbrzymie komórki bakteryjne składają się głównie z dużych, otoczonych błoną wakuoli, w których mogą przechowywać azotany w wysokim stężeniu.
Zachowując azotany do oddychania i siarkę jako źródło energii, gigantyczne bakterie mogą przetrwać przez długi czas w niesprzyjających warunkach środowiskowych.
W pobliżu Namibii dno morskie zawiera znacznie więcej siarczków niż w innych obszarach przybrzeżnych, co w oczywisty sposób przynosi korzyści temu gigantowi ze względu na odpowiadający mu duży zbiornik azotanów. Ponadto szczególnie miękkie dno morskie Namibii jest regularnie wirowane przez wyrzuty metanu na dużą skalę. Od czasu ich odkrycia 14 lat temu bakterie te zyskały rozgłos i zostały wpisane do Księgi Rekordów Guinnessa oraz na znaczku Namibii.
Studium Thiomargarity
Ostatnie badania wykazały, że Thiomargarita namibiensis może nie być organizmem obligatoryjnym, ale fakultatywnym, który pozyskuje energię bez obecności tlenu. Potrafi oddychać tlenem, jeśli ten gaz wystarczy. Kolejną cechą wyróżniającą tę bakterię jest możliwość podziału palintomicznego, który zachodzi bez wzrostu wzrostu pośredniego. Proces ten wykorzystuje Thiomargarita namibiensis w warunkach stresowych spowodowanych głodem.
Oczywiście po odkryciu w Namibii poszukiwania tiomargarytu rozpoczęły się w innych obszarach morskich bogatych w siarczki i rzeczywiście bardzo podobne bakterie można było znaleźć gdzie indziej, ale nigdzie w takiej liczbie i w tak wielu różnych formach, jak u wybrzeży Namibii . Dopiero niedawno możliwe było genetyczne badanie tej różnorodności objawów. Ponadto odkryto dwa inne nieznane wcześniej rodzaje, zwane obecnie Thiopilula i Thiophysa.
Bakterie siarkowe i obieg fosforu
Chociaż znaleziono go także na dnie morskim u wybrzeży Chile i Kostaryki, występuje tam jedynie jako samotna komora i nie tworzy typowych naszyjników z pereł, którym Tiomargarita zawdzięcza swoją nazwę.
W ogromnych komórkach bakterii siarkowych jest wystarczająco dużo miejsca do przechowywania substancji. Siarka nie tylko służy do dostarczania energii, a azotany jako środek utleniający, ale fosforan może być również magazynowany w ogniwie jako rodzaj magazynu energii w postaci polifosforanu w dużych ilościach. Na obszarach przybrzeżnych, gdzie żyje szczególnie duża liczba bakterii siarkowych, tworzą się także skały o dużej zawartości fosforu, tzw. fosforyty.
Bakteria została odkryta w osadach dennych wyrównanego brzegu kontynentu, w pobliżu wybrzeża Namibii, przez Heide Schulz, niemiecką biolog i jej współpracowników w 1997 r. oraz w 2005 r. w zimnych skałach dna Zatoki Meksykańskiej odkryto podobny szczep, co potwierdza szerokie rozpowszechnienie perły siarkowej z Namibii.
W starożytnych skałach pochodzących z regionów morskich i przybrzeżnych często można znaleźć skamieniałości w kształcie bakterii siarkowych. Wszystko to sugeruje, że przez długi czas duże bakterie siarkowe mogą odgrywać bezpośrednią rolę w obiegu fosforu w morzu, co sprzyja tworzeniu się fosforytów. Powstaje teraz pytanie o warunki, w jakich powstają fosforyty, ponieważ proces ten zmniejsza ilość rozpuszczonego fosforanu dostępnego w wodzie morskiej jako składnika odżywczego dla wszystkich żywych organizmów.
Wiktor Ostrowski, Samogo.Net
Bakterie są pierwszymi „mieszkańcami” naszej planety. Te prymitywne mikroorganizmy niejądrowe, z których większość składa się tylko z jednej komórki, dały później początek innym, bardziej złożonym formom życia. Naukowcy zbadali ponad dziesięć tysięcy ich gatunków, ale około miliona kolejnych pozostaje niezbadanych. Standardowy rozmiar przedstawiciela mikrokosmosu wynosi 0,5-5 mikronów, ale największa bakteria ma rozmiar ponad 700 mikronów.
Dlatego zwiększona produkcja fosforu oznacza w dłuższej perspektywie mniejszy wzrost wszystkich organizmów. W rzeczywistości wydaje się, że istnieje bezpośredni związek między powstawaniem fosforynów a dużymi bakteriami siarkowymi. W efekcie powstaje bogaty w fosfor mineralny apatyt, co stanowi pierwszy krok w kierunku powstania fosforytów.
Dno morskie u wybrzeży Namibii jest tak bogate w fosforyty, że są one nawet przydatne jako surowce w przemyśle nawozowym. Podejrzewamy, że podobne mechanizmy dotyczą także tiomargarytu.
Bakterie są najstarszą formą życia na Ziemi
Bakterie mogą mieć kształty kuliste, spiralne, kuliste. Można je spotkać wszędzie, gęsto zamieszkują wodę, glebę, środowiska kwaśne, źródła radioaktywne. Naukowcy znajdują żywe jednokomórkowe mikroorganizmy w wiecznej zmarzlinie i w wybuchającej lawie wulkanów. Można je zobaczyć pod mikroskopem, ale niektóre bakterie rosną do gigantycznych rozmiarów, całkowicie zmieniając wyobrażenie człowieka o mikrokosmosie.
Nie wiadomo jeszcze, dlaczego siarczek powoduje uwalnianie fosforanów. W rzeczywistości jednak widać, że zarówno dzisiaj, jak i w historii Ziemi fosforyty powstawały w dnie morskim o dużej zawartości siarczków. Dlatego podejrzewamy, że te i podobne bakterie odgrywają ważną rolę w cyklu fosforu w morzu i prawdopodobnie przyczyniły się do powstawania fosforytów w przeszłości geologicznej. Jakiej rady udziela ekspert ds. zdrowia, gdy zadajemy jej pytania dotyczące tego, jak łatwo i niedrogo uniknąć rozwoju bakterii? „Mycie rąk” autorstwa dr Ackerleya, brytyjskiej higienistki.
W końcu patogeny szczególnie lubią się pojawiać i często pojawiają się tam, gdzie się ich nie spodziewano. Nic dziwnego, że 65% wszystkich przeziębień, 50% wszystkich chorób biegunkowych i 80% wszystkich chorób żołądkowo-jelitowych związanych z żywnością trafia do „czystych” gospodarstw domowych. Nie w łazience, ale w kuchni. W większości gospodarstw domowych ryzyko znalezienia bakterii w kale jest 200 razy większe.
- Thiomargarita namibiensis, Namibijska Perła Siarki, to nazwa największej bakterii znanej człowiekowi. Aby go zobaczyć, nie potrzeba mikroskopu, jego długość wynosi 750 mikronów. Giganta mikroświata odkrył niemiecki naukowiec w wodach przydennych podczas wyprawy rosyjskim statkiem naukowym.
- Epulopiscium fishelsoni żyje w jelitach chirurgów i ma długość 700 µm. Objętość tej bakterii jest 2000 razy większa niż objętość mikroorganizmu o standardowych rozmiarach. Początkowo dużą jednokomórkową rybę znaleziono w rybach chirurgicznych zamieszkujących Morze Czerwone, ale później znaleziono ją u innych gatunków ryb w Wielkiej Rafie Koralowej.
- Krętki to bakterie o długich, spiralnych komórkach. Bardzo mobilny. Żyją w wodzie, glebie lub innym pożywce. Wiele krętków jest przyczyną poważnych chorób człowieka, inne odmiany to saprofity - rozkładają martwą materię organiczną. Bakterie te mogą dorastać do długości 250 µm.
- Sinice to najstarsze mikroorganizmy. Naukowcy odkryli produkty ich życiowej aktywności, których wiek wynosi ponad 3,5 miliarda lat. Te organizmy jednokomórkowe są częścią planktonu oceanicznego i wytwarzają 20–40% tlenu na Ziemi. Spirulina jest suszona, mielona i dodawana do żywności. Fotosynteza tlenowa jest charakterystyczna dla glonów i roślin wyższych. Sinice to jedyne organizmy jednokomórkowe, które podczas fotosyntezy uwalniają tlen. To dzięki cyjanobakteriom w ziemskiej atmosferze pojawiła się duża podaż tlenu. Szerokość komórek tych bakterii waha się od 0,5 do 100 µm.
- Promieniowce żyją w jelitach większości bezkręgowców. Ich średnica wynosi 0,4-1,5 mikrona. Istnieją patogenne formy promieniowców, które żyją w płytce nazębnej i drogach oddechowych człowieka. Dzięki promieniowcom człowiek odczuwa także specyficzny „zapach deszczu”.
- Beggiatoa alba. Proteobakterie tego rodzaju zamieszkują miejsca bogate w siarkę, świeże rzeki i morza. Rozmiar tych bakterii wynosi 10x50 mikronów.
- Azotobacter ma średnicę 1-2 mikronów, żyje w środowiskach lekko zasadowych lub obojętnych, odgrywa ważną rolę w obiegu azotu, poprawia żyzność gleby i stymuluje wzrost roślin.
- Mycoplasma mycoides jest czynnikiem wywołującym choroby płuc u krów i kóz. Komórki te mają wielkość 0,25-0,75 µm. Bakterie nie mają twardej otoczki, przed środowiskiem zewnętrznym chroni je jedynie błona cytoplazmatyczna. Genom tego gatunku bakterii jest jednym z najprostszych.
Archaea nie są bakteriami, ale podobnie jak one składają się z jednej komórki. Te jednokomórkowe organizmy wyizolowano w pobliżu podwodnych źródeł termalnych, w szybach naftowych i pod powierzchnią lodu północnej Alaski. Archaea mają własną ewolucję rozwojową i różnią się od innych form życia niektórymi cechami biochemicznymi. Średni rozmiar archeonów wynosi 1 µm.
Zbuduj układ odpornościowy - i regularnie go oczyszczaj
Dobra obrona immunologiczna działa głównie jelitowo. Zatem dobra ochrona jelit jest odpowiedzialna za nasze zdrowie. Dlatego wskazane jest zwiększenie flory jelitowej dobrą dietą. Dla pozostałych 20 proc. należy zapewnić warunki płynne i higieniczne. Najbardziej brudne artykuły gospodarstwa domowego: gąbki i szmaty kuchenne, deski do krojenia, blaty kuchenne, odpływy, klamki i szczoteczki do zębów.
Wilgotny i ciepły – idealny klimat do hodowli. Ponadto bakterie bardzo łatwo przenoszą się z miejsca na miejsce za pomocą tekstyliów. Najlepiej używać pojedynczych tekstyliów i często je zmieniać. Regularne suszenie: większość szczepów bakteryjnych nie może przetrwać w suchych warunkach. Dobra wskazówka: możesz zdezynfekować gąbki, myjąc je w zmywarce.
Teoretycznie najmniejszy rozmiar jednokomórkowego mikroorganizmu: 0,15-0,20 mikrona. Przy mniejszym rozmiarze komórka nie będzie w stanie odtworzyć własnego rodzaju, ponieważ nie zmieszczą się w niej biopolimery w odpowiednim składzie i wymaganej ilości.
Rola bakterii w przyrodzie
W organizmie człowieka współistnieje ponad milion gatunków różnych jednokomórkowych mikroorganizmów. Niektóre z nich są niezwykle przydatne, inne mogą powodować nieodwracalne szkody dla zdrowia. Pierwszą „porcję” bakterii dziecko otrzymuje już od urodzenia – podczas przejścia przez kanał rodny matki oraz w pierwszych minutach po porodzie.
Nacięcia i pęknięcia w deskach stanowią doskonałą pożywkę dla bakterii. Ponownie uważaj, aby nie doszło do skażenia krzyżowego: nie używaj surowego mięsa i surowych ryb bez dezynfekcji. Aby utrzymać deskę do krojenia w całkowitej czystości, zaleca się stosowanie tego środka czyszczącego: Zmieszaj 1 łyżeczkę wybielacza chlorowego z 200 ml wody. Opróżnij deskę, pozostaw do wyschnięcia. Deski do krojenia można także myć w zmywarce.
Największy problem: czyścić powierzchnie robocze wyłącznie pozornie czystymi tekstyliami. Jeśli używasz tych samych brudnych ściereczek i gąbek kuchennych do różnych naczyń, zwiększa to ryzyko zarazków. Regularna dezynfekcja pomaga. Nawet dreny zapewniają bakteriom wilgotny klimat. Czyścisz je za pomocą sody lub sody oczyszczonej i szczoteczki do zębów. W ten sposób plamy, uporczywy brud, a nawet zapachy można łatwo usunąć. Śliwki można również regularnie leczyć.
Jeśli dziecko rodzi się przez cesarskie cięcie, w jego organizmie występują mikroorganizmy, które nie są z nim spokrewnione. W rezultacie zmniejsza się jego naturalna odporność, wzrasta ryzyko reakcji alergicznych. Do trzeciego roku życia większość mikrobiomu dziecka jest już dojrzała. Każdy człowiek ma swój własny, unikalny zestaw zamieszkujących go mikroorganizmów.
Z ręki do ręki: bakterie uwielbiają klamki. Jeśli członek nadal jest chory, mini szkodniki są jeszcze szczęśliwsze. Zwłaszcza w tym przypadku: regularnie myj ręce. Mydeł antybakteryjnych i tak należy unikać, ponieważ są to prawdziwe otoczki, które zabijają wszystkie szczepy bakterii. Naturalne mydło to zdrowsza alternatywa.
Różne szczepy bakterii
Musisz zmieniać co trzy miesiące. Nie tylko z powodu bakterii, ale także dlatego, że z biegiem czasu łamie się szczoteczki. Pomimo całego opisanego „domowego zamieszania”: bakterie same w sobie nie są złe. Istnieją dobre i złe szczepy bakterii i większość ludzi z łatwością radzi sobie z obydwoma szczepami. Normalne domy są kolonizowane przez zdrową florę bakteryjną.
Bakterie są wykorzystywane przez człowieka do produkcji leków i żywności. Rozkładają związki organiczne, oczyszczając je i zamieniając brudne ścieki w nieszkodliwą wodę. Mikroorganizmy glebowe wytwarzają związki azotu niezbędne do wzrostu roślin. Organizmy jednokomórkowe aktywnie przetwarzają materię organiczną i realizują cykl substancji w przyrodzie, który jest podstawą życia na naszej planecie.
Chyba w szkole słyszałyście o bakteriach.To takie małe stworzenia, które krążą wszędzie w ciemnościach i ciemnościach, a bez których nie moglibyśmy istnieć. Okazuje się więc, że są wśród nich olbrzymy i karły. Co więcej, największy z nich jest wielkości góry w porównaniu do pozostałych! Ta gigantyczna bakteria nazywa się Epulopiscium. Rozmiarem (do 0,5 mm) można go porównać do ziarenka soli - ogromnej wielkości w świecie mikroskopijnych stworzeń. Można to zobaczyć nawet gołym okiem. Zwierzę to może osiągnąć rozmiary małych owadów i skorupiaków.
W Akademii Kornwalijskiej przeprowadzono i opublikowano badania w celu ustalenia przyczyn tak dużych rozmiarów. Okazało się, że bakteria ta przechowuje aż 85 tysięcy kopii DNA. Dla porównania komórki ludzkie zawierają maksymalnie 3 kopie. To urocze stworzenie żyje dzięki symbiozie w przewodzie pokarmowym ryby chirurga (tropikalnej ryby rafowej). Odkryto to w 1985 roku.
„Inne bakterie również zawierają wiele kopii DNA, ale ich liczba nie przekracza 100-200. Ale ten przechowuje cały bank informacji genetycznej” – mówi Escher Angert, profesor mikrobiologii na Uniwersytecie Cornwell.
Zwykłe bakterie są bardzo małe i mają prostą budowę. Są pozbawione jakichkolwiek narządów (w komórkach nazywa się je organellami), które sprzyjają wzrostowi komórek, np. komórek roślinnych lub zwierzęcych. Bakterie żywią się wchłaniając składniki odżywcze przez ścianę komórkową. Wewnątrz składniki odżywcze są rozprowadzane „samobieżnie”, więc bakterie muszą być małe, w przeciwnym razie składniki odżywcze nie będą mogły rozprzestrzenić się w całej swojej objętości.
Jednak wspomniana gigantyczna bakteria kopiuje swoje DNA wielokrotnie i równomiernie rozprowadza kopie w pobliżu skorupy, dzięki czemu szybko i w wystarczającej ilości otrzymują składniki odżywcze.
„Posiadanie tysięcy kopii DNA rozmieszczonych na obwodzie umożliwia natychmiastową reakcję na czynniki zewnętrzne – temperaturę, podrażnienie i inne” – dodaje Escher Angert. Dlatego pomimo dużych rozmiarów bakteria ta natychmiast reaguje na ataki drapieżników w swoim świecie, których jest mnóstwo w przewodzie pokarmowym ryb. Kolejną jego cechą jest szczególny sposób podziału. Większość bakterii po prostu dzieli się na 2 części, ale Epulopiscium hoduje w sobie dwie komórki potomne, które po śmierci wychodzą.
Okazuje się jednak, że są jeszcze większe bakterie! W 1999 roku odkryto jeszcze większy gatunek, Thiomargarita namibiensis. Osiąga wielkość 0,75 mm. To stworzenie żywi się azotanami, syntetyzując z nich substancje organiczne. Ci giganci żyją na wybrzeżu Namibii, a niektórzy z ich odległych krewnych żyją w wodach Zatoki Meksykańskiej.
Bakterie to najmniejsze organizmy komórkowe, mniejsze są jedynie wirusy. Zwykła bakteria jest 10 razy mniejsza od komórki ludzkiej i mierzy 0,5–5,0 mikrometrów (można je zobaczyć tylko pod mikroskopem). Tysiące bakterii kilkudziesięciu gatunków znajdują się na przykład w kropli śliny. Gram gleby zawiera około 40 milionów bakterii, a najmniejsza kropla surowej wody również zawiera miliony bakterii. Planeta zawiera (oczywiście w przybliżeniu) 5 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 bakterii (30 zer). Reprezentują najpowszechniejszą formę życia, obecną wszędzie – od dna oceanu po śniegi w wysokich górach.
ps. Na zdjęciu bohaterka artykułu. Inne bakterie na tym zdjęciu wyglądają jak ledwo widoczne małe kropki dookoła.
Bakterie rozpoczęły życie na naszej planecie. Naukowcy wierzą, że wszystko się na nich skończy. Jest żart, że kiedy kosmici badali Ziemię, nie mogli zrozumieć, kto jest jej prawdziwym właścicielem - człowiekiem czy Bacillus. Najciekawsze fakty na temat bakterii wybraliśmy poniżej.
Bakteria to odrębny organizm, który rozmnaża się przez podział. Im bardziej sprzyjające siedlisko, tym szybciej się ono dzieli. Te mikroorganizmy żyją we wszystkich żywych istotach, a także w wodzie, jedzeniu, zgniłych drzewach i roślinach.
Ta lista nie jest ograniczona. Pałeczki bardzo dobrze przeżywają na przedmiotach, których dotyka człowiek. Na przykład na poręczy w transporcie publicznym, na uchwycie lodówki, na czubku ołówka. Interesujące fakty na temat bakterii odkryto niedawno na Uniwersytecie w Arizonie. Z ich obserwacji wynika, że na Marsie żyją „śpiące” mikroorganizmy. Naukowcy są pewni, że jest to jeden z dowodów na istnienie życia na innych planetach, ponadto ich zdaniem na Ziemi można „ożywić” obce bakterie.
Po raz pierwszy mikroorganizm został zbadany pod mikroskopem optycznym przez holenderskiego naukowca Anthony'ego van Leeuwenhoeka pod koniec XVII wieku. Obecnie znanych jest około dwóch tysięcy gatunków prątków. Wszystkie z nich można warunkowo podzielić na:
- szkodliwy;
- użyteczne;
- neutralny.
Jednocześnie szkodliwe zwykle walczą z pożytecznymi i neutralnymi. Jest to jeden z najczęstszych powodów, dla których dana osoba choruje.
Najciekawsze fakty
Ogólnie rzecz biorąc, organizmy jednokomórkowe biorą udział we wszystkich procesach życiowych.
Bakterie i ludzie
Od urodzenia człowiek wkracza w świat pełen różnorodnych mikroorganizmów. Niektóre pomagają mu przetrwać, inne powodują infekcje i choroby.
Najciekawsze ciekawostki na temat bakterii i ludzi:
Okazuje się, że Bacillus może zarówno całkowicie wyleczyć człowieka, jak i zniszczyć nasz gatunek. Toksyny bakteryjne już istnieją.
W jaki sposób bakterie pomogły nam przetrwać?
Oto kilka bardziej interesujących faktów na temat bakterii, które przynoszą korzyści ludziom:
- niektóre rodzaje prątków chronią osobę przed alergiami;
- bakterie można wykorzystać do utylizacji odpadów niebezpiecznych (na przykład produktów naftowych);
- Bez mikroorganizmów w jelitach człowiek nie przeżyłby.
Jak uczyć dzieci o prątkach?
Niemowlęta są gotowe rozmawiać o prątkach już w wieku 3-4 lat. Aby poprawnie przekazać informacje, warto opowiedzieć ciekawe fakty na temat bakterii. Na przykład w przypadku dzieci bardzo ważne jest zrozumienie, że istnieją złe i dobre mikroby. Że dobrzy potrafią zamienić mleko w sfermentowane mleko pieczone. A także, że pomagają żołądkowi trawić jedzenie.
Zwróć uwagę na złe bakterie. Powiedz, że są bardzo małe, więc nie są widoczne. Że dostając się do ludzkiego ciała, drobnoustroje szybko stają się liczne i zaczynają zjadać nas od środka.
Dziecko powinno wiedzieć, że zły drobnoustrój nie przedostaje się do organizmu:
- Myj ręce po ulicy i przed jedzeniem.
- Nie jedz dużo słodyczy.
- Podaj szczepionki.
Najlepszym sposobem na pokazanie bakterii są zdjęcia i encyklopedie.
Co powinien wiedzieć każdy uczeń?
Ze starszym dzieckiem lepiej rozmawiać nie o drobnoustrojach, ale o bakteriach. Warto argumentować interesujące fakty dla uczniów. Oznacza to, że mówiąc o znaczeniu mycia rąk, można stwierdzić, że na klamkach toalety żyje 340 kolonii szkodliwych pałeczek.
Wspólnie znajdziecie informacje o tym, które bakterie powodują próchnicę. A także powiedz uczniowi, że czekolada w niewielkiej ilości ma działanie antybakteryjne.
Nawet uczeń szkoły podstawowej będzie w stanie zrozumieć, czym jest szczepionka. Dzieje się tak, gdy do organizmu wprowadzana jest niewielka ilość wirusa lub bakterii, a układ odpornościowy je pokonuje. Dlatego tak ważne jest zaszczepienie się.
Już od dzieciństwa należy zrozumieć, że kraj bakterii to cały świat, który nie został jeszcze w pełni zbadany. I dopóki istnieją te mikroorganizmy, istnieje sam gatunek ludzki.
Bakterie to najstarsza grupa organizmów istniejąca obecnie na Ziemi. Pierwsze bakterie pojawiły się prawdopodobnie ponad 3,5 miliarda lat temu i przez prawie miliard lat były jedynymi żywymi istotami na naszej planecie. Ponieważ byli to pierwsi przedstawiciele dzikiej przyrody, ich ciało miało prymitywną strukturę.
Z biegiem czasu ich struktura stała się bardziej złożona, ale nawet dziś bakterie uważane są za najbardziej prymitywne organizmy jednokomórkowe. Co ciekawe, niektóre bakterie nadal zachowują prymitywne cechy swoich starożytnych przodków. Obserwuje się to u bakterii żyjących w gorących źródłach siarkowych i beztlenowych mułach na dnie zbiorników.
Większość bakterii jest bezbarwna. Tylko nieliczne są w kolorze fioletowym lub zielonym. Ale kolonie wielu bakterii mają jasny kolor, co wynika z uwolnienia kolorowej substancji do środowiska lub pigmentacji komórek.
Odkrywcą świata bakterii był Anthony Leeuwenhoek, holenderski przyrodnik z XVII wieku, który jako pierwszy stworzył doskonały mikroskop ze szkłem powiększającym, powiększającym obiekty 160-270 razy.
Bakterie są klasyfikowane jako prokarioty i są podzielone na odrębne królestwo - bakterie.
Figura
Bakterie to liczne i różnorodne organizmy. Różnią się formą.
nazwa bakterii | Kształt bakterii | Obraz bakterii |
ziarniaki | kulisty | |
Bakcyl | ![]() | w kształcie pręta |
Wibracja | zakrzywiony przecinek | |
Spirylla | ![]() | Spirala |
paciorkowce | ![]() | Łańcuch ziarniaków |
Gronkowce | ![]() | Skupiska ziarniaków |
diplokoki | Dwie okrągłe bakterie zamknięte w jednej śluzowatej kapsułce |
Sposoby transportu
Wśród bakterii wyróżnia się formy mobilne i nieruchome. Ruchome poruszają się za pomocą skurczów przypominających fale lub za pomocą wici (skręconych spiralnych nici), które składają się ze specjalnego białka flageliny. Może występować jedna lub więcej wici. U niektórych bakterii znajdują się one na jednym końcu komórki, u innych na dwóch lub na całej powierzchni.
Ale ruch jest także nieodłączną cechą wielu innych bakterii, które nie mają wici. Tak więc bakterie pokryte śluzem na zewnątrz są zdolne do ruchu ślizgowego.
Niektóre bakterie wodne i glebowe bez wici mają wakuole gazowe w cytoplazmie. W komórce może znajdować się 40-60 wakuoli. Każdy z nich wypełniony jest gazem (prawdopodobnie azotem). Regulując ilość gazu w wakuolach, bakterie wodne mogą zanurzać się w słupie wody lub wypływać na jego powierzchnię, natomiast bakterie glebowe mogą poruszać się w naczyniach włosowatych glebowych.
Siedlisko
Ze względu na prostotę organizacji i bezpretensjonalność bakterie są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Bakterie można znaleźć wszędzie: w kropli nawet najczystszej wody źródlanej, w ziarnach gleby, w powietrzu, na skałach, w polarnych śniegach, piaskach pustyni, na dnie oceanu, w ropie wydobywanej z dużych głębokości, a nawet w gorących woda źródlana o temperaturze około 80°С. Żyją na roślinach, owocach, u różnych zwierząt i u ludzi w jelitach, ustach, kończynach i na powierzchni ciała.
Bakterie to najmniejsze i najliczniejsze organizmy żywe. Dzięki swoim niewielkim rozmiarom z łatwością wnikają we wszelkie pęknięcia, szczeliny, pory. Bardzo wytrzymały i przystosowany do różnych warunków bytowania. Tolerują suszenie, ekstremalne zimno, nagrzewanie do 90 ° C, nie tracąc żywotności.
Praktycznie nie ma miejsca na Ziemi, gdzie nie byłoby bakterii, ale w różnych ilościach. Warunki życia bakterii są zróżnicowane. Niektóre z nich potrzebują tlenu z powietrza, inne go nie potrzebują i są w stanie żyć w środowisku beztlenowym.
W powietrzu: bakterie przedostają się do górnych warstw atmosfery na odległość do 30 km. i więcej.
Zwłaszcza dużo ich w glebie. Jeden gram gleby może zawierać setki milionów bakterii.
W wodzie: w powierzchniowych warstwach wód zbiorników otwartych. Pożyteczne bakterie wodne mineralizują pozostałości organiczne.
W organizmach żywych: bakterie chorobotwórcze dostają się do organizmu ze środowiska zewnętrznego, ale dopiero w sprzyjających warunkach powodują chorobę. Symbiotyki żyją w narządach trawiennych, pomagając rozkładać i przyswajać pokarm, syntetyzować witaminy.
Struktura zewnętrzna
Komórka bakteryjna otoczona jest specjalną gęstą otoczką – ścianą komórkową, która pełni funkcje ochronne i podporowe, a także nadaje bakterii trwały, charakterystyczny kształt. Ściana komórkowa bakterii przypomina otoczkę komórki roślinnej. Jest przepuszczalny: przez niego składniki odżywcze swobodnie przedostają się do komórki, a produkty przemiany materii wychodzą do środowiska. Bakterie często tworzą na ścianie komórkowej dodatkową warstwę ochronną śluzu, czyli otoczkę. Grubość kapsułki może być wielokrotnie większa niż średnica samej komórki, ale może być bardzo mała. Kapsuła nie jest obowiązkową częścią komórki, powstaje w zależności od warunków, w jakich dostają się bakterie. Chroni bakterie przed wysychaniem.
Na powierzchni niektórych bakterii znajdują się długie wici (jedna, dwie lub wiele) lub krótkie, cienkie włókna. Długość wici może być wielokrotnie większa niż wielkość ciała bakterii. Bakterie poruszają się za pomocą wici i kosmków.
Struktura wewnętrzna
Wewnątrz komórki bakteryjnej znajduje się gęsta, nieruchoma cytoplazma. Ma strukturę warstwową, nie ma wakuoli, dlatego w samej substancji cytoplazmy znajdują się różne białka (enzymy) i rezerwowe składniki odżywcze. Komórki bakteryjne nie mają jądra. W centralnej części ich komórek skoncentrowana jest substancja niosąca informację dziedziczną. Bakterie, - kwas nukleinowy - DNA. Ale ta substancja nie jest otoczona jądrem.
Wewnętrzna organizacja komórki bakteryjnej jest złożona i ma swoje specyficzne cechy. Cytoplazma jest oddzielona od ściany komórkowej błoną cytoplazmatyczną. W cytoplazmie wyróżnia się główną substancję lub macierz, rybosomy i niewielką liczbę struktur błonowych pełniących różne funkcje (analogi mitochondriów, retikulum endoplazmatycznego, aparatu Golgiego). Cytoplazma komórek bakteryjnych często zawiera granulki o różnych kształtach i rozmiarach. Granulki mogą składać się ze związków, które służą jako źródło energii i węgla. Krople tłuszczu znajdują się także w komórce bakteryjnej.
W centralnej części komórki zlokalizowana jest substancja jądrowa, DNA, nieoddzielona od cytoplazmy błoną. Jest to analog jądra - nukleoid. Nukleoid nie ma błony, jąderka i zestawu chromosomów.
Metody żywienia
Bakterie mają różne sposoby odżywiania się. Wśród nich są autotrofy i heterotrofy. Autotrofy to organizmy, które mogą samodzielnie wytwarzać substancje organiczne do odżywiania.
Rośliny potrzebują azotu, ale same nie są w stanie pobrać azotu z powietrza. Niektóre bakterie łączą cząsteczki azotu w powietrzu z innymi cząsteczkami, w wyniku czego powstają substancje dostępne dla roślin.
Bakterie te osadzają się w komórkach młodych korzeni, co prowadzi do powstawania zgrubień na korzeniach, zwanych guzkami. Takie guzki powstają na korzeniach roślin z rodziny strączkowych i niektórych innych roślin.
Korzenie dostarczają bakteriom węglowodanów, a bakterie dostarczają korzeniom substancji zawierających azot, które mogą być pobierane przez roślinę. Ich relacja jest korzystna dla obu stron.
Korzenie roślin wydzielają wiele substancji organicznych (cukrów, aminokwasów i innych), którymi żywią się bakterie. Dlatego szczególnie wiele bakterii osadza się w warstwie gleby otaczającej korzenie. Bakterie te przekształcają martwe pozostałości roślinne w substancje dostępne dla rośliny. Ta warstwa gleby nazywa się ryzosferą.
Istnieje kilka hipotez dotyczących przenikania bakterii guzkowych do tkanek korzenia:
- poprzez uszkodzenie tkanki naskórka i kory;
- przez włośniki;
- tylko przez młodą błonę komórkową;
- ze względu na bakterie towarzyszące wytwarzające enzymy pektynolityczne;
- dzięki stymulacji syntezy kwasu B-indolooctowego z tryptofanu, który zawsze występuje w wydzielinach korzeni roślin.
Proces wprowadzania bakterii guzkowych do tkanki korzenia składa się z dwóch faz:
- infekcja włośników;
- proces tworzenia guzków.
W większości przypadków atakująca komórka aktywnie się namnaża, tworzy tzw. nici zakaźne i już w postaci takich nici przedostaje się do tkanek roślinnych. Bakterie guzkowe, które wyłoniły się z nici infekcyjnej, nadal namnażają się w tkance żywiciela.
Wypełnione szybko namnażającymi się komórkami bakterii guzkowych, komórki roślinne zaczynają intensywnie się dzielić. Połączenie młodego guzka z korzeniem rośliny strączkowej odbywa się dzięki wiązkom naczyniowo-włóknistym. W okresie funkcjonowania guzki są zwykle gęste. Do czasu przejawu optymalnej aktywności guzki nabierają różowego koloru (ze względu na pigment legoglobinowy). Tylko te bakterie, które zawierają legoglobinę, są zdolne do wiązania azotu.
Bakterie brodawkowe wytwarzają dziesiątki i setki kilogramów nawozów azotowych na hektar gleby.
Metabolizm
Bakterie różnią się między sobą metabolizmem. U jednych przebiega to z udziałem tlenu, u innych – bez jego udziału.
Większość bakterii żywi się gotowymi substancjami organicznymi. Tylko nieliczne z nich (niebiesko-zielone lub sinice) potrafią z nieorganicznych tworzyć substancje organiczne. Odegrały ważną rolę w akumulacji tlenu w atmosferze ziemskiej.
Bakterie absorbują substancje z zewnątrz, rozrywają swoje cząsteczki, składają z tych części otoczkę i uzupełniają ich zawartość (w ten sposób rosną) i wyrzucają niepotrzebne cząsteczki. Otoczka i błona bakterii pozwalają jej wchłonąć tylko odpowiednie substancje.
Gdyby otoczka i błona bakterii były całkowicie nieprzepuszczalne, do komórki nie dostałyby się żadne substancje. Gdyby były przepuszczalne dla wszystkich substancji, zawartość komórki mieszałaby się z pożywką – roztworem, w którym żyje bakteria. Aby bakterie mogły przetrwać, potrzebna jest otoczka, która umożliwia przejście niezbędnych substancji, ale nie tych, które nie są potrzebne.
Bakteria wchłania znajdujące się w jej pobliżu składniki odżywcze. Co się potem dzieje? Jeśli potrafi poruszać się samodzielnie (poruszając wicią lub odpychając śluz), wówczas porusza się, aż znajdzie potrzebne substancje.
Jeśli nie może się poruszać, czeka, aż dyfuzja (zdolność cząsteczek jednej substancji do wnikania w głąb cząsteczek innej substancji) sprowadzi do niego niezbędne cząsteczki.
Bakterie wraz z innymi grupami mikroorganizmów wykonują ogromną pracę chemiczną. Przekształcając różne związki, otrzymują energię i składniki odżywcze niezbędne do ich życiowej aktywności. Procesy metaboliczne, sposoby pozyskiwania energii i zapotrzebowanie na materiały do budowy substancji organizmu u bakterii są różnorodne.
Inne bakterie zaspokajają całe zapotrzebowanie na węgiel niezbędny do syntezy substancji organicznych organizmu kosztem związków nieorganicznych. Nazywa się je autotrofami. Bakterie autotroficzne potrafią syntetyzować substancje organiczne z nieorganicznych. Wśród nich wyróżnia się:
Chemosynteza
Wykorzystanie energii promienistej jest najważniejszym, ale nie jedynym sposobem wytworzenia materii organicznej z dwutlenku węgla i wody. Wiadomo, że bakterie do takiej syntezy jako źródło energii wykorzystują nie światło słoneczne, ale energię wiązań chemicznych zachodzących w komórkach organizmów podczas utleniania niektórych związków nieorganicznych - siarkowodoru, siarki, amoniaku, wodoru, kwasu azotowego, związków żelaza żelazo i mangan. Wykorzystują materię organiczną powstałą przy użyciu tej energii chemicznej do budowy komórek swojego ciała. Dlatego proces ten nazywa się chemosyntezą.
Najważniejszą grupą mikroorganizmów chemosyntetycznych są bakterie nitryfikacyjne. Bakterie te żyją w glebie i dokonują utleniania amoniaku powstającego podczas rozkładu pozostałości organicznych do kwasu azotowego. Ten ostatni reaguje ze związkami mineralnymi gleby, zamieniając się w sole kwasu azotowego. Proces ten odbywa się w dwóch fazach.
Bakterie żelazne przekształcają żelazo w tlenek. Powstały wodorotlenek żelaza osiada i tworzy tzw. bagienną rudę żelaza.
Niektóre mikroorganizmy istnieją w wyniku utleniania wodoru cząsteczkowego, zapewniając w ten sposób autotroficzny sposób odżywiania.
Charakterystyczną cechą bakterii wodorowych jest zdolność do przejścia na heterotroficzny tryb życia, gdy zapewnione są im związki organiczne i przy braku wodoru.
Zatem chemoautotrofy są typowymi autotrofami, ponieważ niezależnie syntetyzują niezbędne związki organiczne z substancji nieorganicznych i nie pobierają ich w postaci gotowej od innych organizmów, takich jak heterotrofy. Bakterie chemoautotroficzne różnią się od roślin fototroficznych całkowitą niezależnością od światła jako źródła energii.
fotosynteza bakteryjna
Niektóre bakterie siarkowe zawierające pigmenty (fioletowe, zielone), zawierające specyficzne pigmenty - bakteriochlorofile, są w stanie absorbować energię słoneczną, za pomocą której siarkowodór rozkłada się w ich organizmach i oddaje atomy wodoru w celu przywrócenia odpowiednich związków. Proces ten ma wiele wspólnego z fotosyntezą, a różni się jedynie tym, że u bakterii fioletowych i zielonych donorem wodoru jest siarkowodór (czasami kwasy karboksylowe), a u roślin zielonych – woda. W tych i innych rozszczepienie i przeniesienie wodoru odbywa się dzięki energii pochłoniętych promieni słonecznych.
Taka fotosynteza bakteryjna, która zachodzi bez uwalniania tlenu, nazywa się fotoredukcją. Fotoredukcja dwutlenku węgla wiąże się z przeniesieniem wodoru nie z wody, ale z siarkowodoru:
6CO 2 + 12H 2 S + hv → C6H 12 O 6 + 12S \u003d 6H 2 O
Biologiczne znaczenie chemosyntezy i fotosyntezy bakteryjnej w skali planetarnej jest stosunkowo niewielkie. Jedynie bakterie chemosyntetyzujące odgrywają znaczącą rolę w obiegu siarki w przyrodzie. Wchłonięta przez rośliny zielone w postaci soli kwasu siarkowego, siarka jest przywracana i staje się częścią cząsteczek białka. Ponadto podczas niszczenia martwych pozostałości roślinnych i zwierzęcych przez bakterie gnilne uwalniana jest siarka w postaci siarkowodoru, który jest utleniany przez bakterie siarkowe do wolnej siarki (lub kwasu siarkowego), która tworzy siarczyny dostępne dla roślin w glebie. Bakterie chemo- i fotoautotroficzne są niezbędne w obiegu azotu i siarki.
sporulacja
Zarodniki tworzą się wewnątrz komórki bakteryjnej. W procesie tworzenia przetrwalników komórka bakteryjna przechodzi szereg procesów biochemicznych. Zmniejsza się ilość zawartej w nim wolnej wody, maleje aktywność enzymatyczna. Zapewnia to odporność zarodników na niekorzystne warunki środowiskowe (wysoka temperatura, duże stężenie soli, wysychanie itp.). Tworzenie się zarodników jest charakterystyczne tylko dla małej grupy bakterii.
Zarodniki nie są istotnym etapem cyklu życiowego bakterii. Sporulacja rozpoczyna się dopiero w przypadku braku składników odżywczych lub gromadzenia się produktów przemiany materii. Bakterie w postaci zarodników mogą pozostawać w stanie uśpienia przez długi czas. Zarodniki bakterii wytrzymują długotrwałe gotowanie i bardzo długie zamrażanie. Kiedy zaistnieją sprzyjające warunki, spór kiełkuje i staje się opłacalny. Zarodniki bakterii są przystosowaniami do przetrwania w niesprzyjających warunkach.
reprodukcja
Bakterie rozmnażają się, dzieląc jedną komórkę na dwie. Po osiągnięciu określonej wielkości bakteria dzieli się na dwie identyczne bakterie. Następnie każdy z nich zaczyna żerować, rośnie, dzieli się i tak dalej.
Po wydłużeniu komórki stopniowo tworzy się przegroda poprzeczna, a następnie komórki potomne rozchodzą się; u wielu bakterii w określonych warunkach komórki po podziale pozostają połączone w charakterystyczne grupy. W tym przypadku, w zależności od kierunku płaszczyzny podziału i liczby podziałów, powstają różne formy. Rozmnażanie przez pączkowanie występuje u bakterii w drodze wyjątku.
W sprzyjających warunkach podział komórek u wielu bakterii następuje co 20-30 minut. Przy tak szybkiej reprodukcji potomstwo jednej bakterii w ciągu 5 dni jest w stanie utworzyć masę, która może wypełnić wszystkie morza i oceany. Z prostych obliczeń wynika, że dziennie mogą powstać 72 pokolenia (720 000 000 000 000 000 000 komórek). W przeliczeniu na wagę - 4720 ton. Jednak w naturze tak się nie dzieje, ponieważ większość bakterii szybko ginie pod wpływem światła słonecznego, suszenia, braku pożywienia, ogrzewania do 65-100 ° C, w wyniku walki między gatunkami itp.
Bakteria (1) po wchłonięciu wystarczającej ilości pożywienia zwiększa swój rozmiar (2) i zaczyna przygotowywać się do rozmnażania (podziału komórki). Jej DNA (w bakterii cząsteczka DNA jest zamknięta w pierścieniu) podwaja się (bakteria wytwarza kopię tej cząsteczki). Obie cząsteczki DNA (3.4) wydają się być przyłączone do ściany bakterii, a po wydłużeniu bakterie rozchodzą się na boki (5.6). Najpierw dzieli się nukleotyd, a następnie cytoplazma.
Po rozbieżności dwóch cząsteczek DNA na bakteriach pojawia się zwężenie, które stopniowo dzieli organizm bakterii na dwie części, z których każda zawiera cząsteczkę DNA (7).
Zdarza się (w Bacillus siana), że dwie bakterie sklejają się ze sobą i tworzy się pomiędzy nimi most (1,2).
DNA jest transportowane z jednej bakterii do drugiej poprzez zworkę (3). W jednej bakterii cząsteczki DNA przeplatają się, w niektórych miejscach sklejają (4), po czym wymieniają się odcinkami (5).
Rola bakterii w przyrodzie
Krążenie
Bakterie są najważniejszym ogniwem w ogólnym obiegu substancji w przyrodzie. Rośliny tworzą złożone substancje organiczne z dwutlenku węgla, wody i soli mineralnych gleby. Substancje te wracają do gleby wraz z martwymi grzybami, roślinami i zwłokami zwierząt. Bakterie rozkładają złożone substancje na proste, które są ponownie wykorzystywane przez rośliny.
Bakterie niszczą złożoną materię organiczną martwych roślin i zwłok zwierząt, wydaliny organizmów żywych i różne odpady. Żywiąc się tymi substancjami organicznymi, bakterie rozkładu saprofitycznego zamieniają je w humus. To są rodzaj sanitariuszy naszej planety. W ten sposób bakterie aktywnie uczestniczą w cyklu substancji w przyrodzie.
tworzenie gleby
Ponieważ bakterie są rozmieszczone niemal wszędzie i występują w ogromnych ilościach, w dużej mierze determinują różne procesy zachodzące w przyrodzie. Jesienią opadają liście drzew i krzewów, zamierają nadziemne pędy traw, opadają stare gałęzie, a od czasu do czasu opadają pnie starych drzew. Wszystko to stopniowo zamienia się w humus. W 1 cm 3. Powierzchniowa warstwa gleby leśnej zawiera setki milionów saprofitycznych bakterii glebowych kilku gatunków. Bakterie te przekształcają próchnicę w różne minerały, które mogą być wchłaniane z gleby przez korzenie roślin.
Niektóre bakterie glebowe potrafią pobierać azot z powietrza, wykorzystując go w procesach życiowych. Te bakterie wiążące azot żyją samotnie lub osiedlają się w korzeniach roślin strączkowych. Bakterie te, wnikając do korzeni roślin strączkowych, powodują wzrost komórek korzeni i powstawanie na nich guzków.
Bakterie te uwalniają związki azotu wykorzystywane przez rośliny. Bakterie pozyskują z roślin węglowodany i sole mineralne. Zatem istnieje ścisły związek między rośliną strączkową a bakteriami brodawkowymi, co jest pożyteczne zarówno dla jednego, jak i drugiego organizmu. Zjawisko to nazywa się symbiozą.
Dzięki symbiozie z bakteriami brodawkowymi rośliny strączkowe wzbogacają glebę w azot, przyczyniając się do zwiększenia plonów.
Dystrybucja w przyrodzie
Mikroorganizmy są wszechobecne. Jedynymi wyjątkami są kratery aktywnych wulkanów i małe obszary w epicentrach zdetonowanych bomb atomowych. Ani niskie temperatury Antarktyki, ani wrzące strumienie gejzerów, ani nasycone roztwory soli w basenach solnych, ani silne nasłonecznienie szczytów górskich, ani ostre promieniowanie reaktorów jądrowych nie zakłócają istnienia i rozwoju mikroflory. Wszystkie żywe istoty w sposób ciągły wchodzą w interakcję z mikroorganizmami, będąc często nie tylko ich magazynami, ale także dystrybutorami. Mikroorganizmy są mieszkańcami naszej planety i aktywnie rozwijają najbardziej niesamowite naturalne substraty.
Mikroflora gleby
Liczba bakterii w glebie jest niezwykle duża - setki milionów i miliardów osobników w 1 gramie. W glebie występuje ich znacznie więcej niż w wodzie i powietrzu. Całkowita liczba bakterii w glebie jest różna. Liczba bakterii zależy od rodzaju gleby, jej stanu, głębokości warstw.
Na powierzchni cząstek gleby mikroorganizmy gromadzą się w małych mikrokoloniach (po 20–100 komórek). Często rozwijają się w grubościach grudek materii organicznej, na żywych i obumierających korzeniach roślin, w cienkich kapilarach i wewnątrz grudek.
Mikroflora glebowa jest bardzo zróżnicowana. Występują tu różne grupy fizjologiczne bakterii: gnilne, nitryfikacyjne, wiążące azot, siarkowe itp. Wśród nich znajdują się bakterie tlenowe i beztlenowe, formy zarodnikowe i bezzarodnikowe. Mikroflora jest jednym z czynników kształtujących glebę.
Obszarem rozwoju mikroorganizmów w glebie jest strefa sąsiadująca z korzeniami żywych roślin. Nazywa się to ryzosferą, a całość zawartych w niej mikroorganizmów nazywa się mikroflorą ryzosfery.
Mikroflora zbiorników wodnych
Woda jest naturalnym środowiskiem, w którym mikroorganizmy rozwijają się w dużych ilościach. Większość z nich przedostaje się do wody z gleby. Czynnik decydujący o liczbie bakterii w wodzie, obecności w niej składników odżywczych. Najczystsze są wody studni artezyjskich i źródeł. Otwarte zbiorniki i rzeki są bardzo bogate w bakterie. Najwięcej bakterii występuje w powierzchniowych warstwach wody, bliżej brzegu. Wraz ze wzrostem odległości od brzegu i głębokością liczba bakterii maleje.
Czysta woda zawiera 100-200 bakterii na 1 ml, natomiast woda zanieczyszczona zawiera 100-300 tysięcy i więcej. W mule dennym znajduje się wiele bakterii, zwłaszcza w warstwie powierzchniowej, gdzie bakterie tworzą film. W filmie tym znajduje się dużo bakterii siarkowych i żelaznych, które utleniają siarkowodór do kwasu siarkowego, zapobiegając w ten sposób umieraniu ryb. W mule występuje więcej form zarodnikotwórczych, natomiast w wodzie dominują formy niezarodnikowe.
Mikroflora wodna pod względem składu gatunkowego jest podobna do mikroflory glebowej, ale występują też jej specyficzne formy. Niszcząc różne odpady, które wpadły do wody, mikroorganizmy stopniowo przeprowadzają tak zwane biologiczne oczyszczanie wody.
Mikroflora powietrza
Mikroflora powietrza jest mniej liczna niż mikroflora glebowa i wodna. Bakterie unoszą się w powietrzu wraz z kurzem, mogą tam przebywać przez jakiś czas, a następnie osiadać na powierzchni ziemi i ginąć z powodu braku pożywienia lub pod wpływem promieni ultrafioletowych. Liczba mikroorganizmów w powietrzu zależy od obszaru geograficznego, ukształtowania terenu, pory roku, zanieczyszczenia pyłem itp. Każda cząstka kurzu jest nośnikiem mikroorganizmów. Najwięcej bakterii w powietrzu nad przedsiębiorstwami przemysłowymi. Powietrze na wsi jest czystsze. Najczystsze powietrze panuje nad lasami, górami, zaśnieżonymi przestrzeniami. Górne warstwy powietrza zawierają mniej zarazków. W mikroflorze powietrza występuje wiele bakterii pigmentowanych i zarodnikowych, które są bardziej odporne na działanie promieni ultrafioletowych niż inne.
Mikroflora organizmu człowieka
Ciało człowieka, nawet całkowicie zdrowego, jest zawsze nośnikiem mikroflory. Kiedy ciało ludzkie ma kontakt z powietrzem i glebą, na odzieży i skórze osadzają się różne mikroorganizmy, w tym patogeny (prątki tężca, zgorzel gazowa itp.). Najczęściej zanieczyszczane są odsłonięte części ciała człowieka. Na rękach znajdują się E. coli, gronkowce. W jamie ustnej żyje ponad 100 rodzajów drobnoustrojów. Jama ustna ze swoją temperaturą, wilgotnością i pozostałościami składników odżywczych jest doskonałym środowiskiem do rozwoju mikroorganizmów.
Żołądek ma odczyn kwaśny, więc większość znajdujących się w nim mikroorganizmów umiera. Począwszy od jelita cienkiego, odczyn staje się zasadowy, tj. korzystne dla drobnoustrojów. Mikroflora w jelicie grubym jest bardzo zróżnicowana. Każdy dorosły człowiek wydala dziennie wraz z odchodami około 18 miliardów bakterii, tj. więcej osób niż ludzi na świecie.
Narządy wewnętrzne, które nie są połączone ze środowiskiem zewnętrznym (mózg, serce, wątroba, pęcherz itp.), są zwykle wolne od drobnoustrojów. Drobnoustroje dostają się do tych narządów dopiero w czasie choroby.
Bakterie na rowerze
Mikroorganizmy w ogóle, a bakterie w szczególności odgrywają ważną rolę w biologicznie ważnych cyklach substancji na Ziemi, dokonując przemian chemicznych całkowicie niedostępnych ani dla roślin, ani dla zwierząt. Różne etapy cyklu pierwiastków przeprowadzane są przez organizmy różnych typów. Istnienie każdej odrębnej grupy organizmów zależy od przemian chemicznych pierwiastków przeprowadzanych przez inne grupy.
cykl azotowy
Cykliczne przemiany związków azotowych odgrywają kluczową rolę w dostarczaniu niezbędnych form azotu różnym organizmom biosfery w zakresie potrzeb żywieniowych. Ponad 90% całkowitego wiązania azotu wynika z aktywności metabolicznej niektórych bakterii.
Cykl węglowy
Biologiczna przemiana węgla organicznego w dwutlenek węgla, której towarzyszy redukcja tlenu cząsteczkowego, wymaga wspólnej aktywności metabolicznej różnych mikroorganizmów. Wiele bakterii tlenowych przeprowadza całkowite utlenianie substancji organicznych. W warunkach tlenowych związki organiczne są początkowo rozkładane przez fermentację, a końcowe produkty fermentacji organicznej są dalej utleniane w wyniku oddychania beztlenowego, jeśli obecne są nieorganiczne akceptory wodoru (azotany, siarczany lub CO2).
Cykl siarkowy
Dla organizmów żywych siarka dostępna jest głównie w postaci rozpuszczalnych siarczanów lub zredukowanych organicznych związków siarki.
Cykl żelaza
Niektóre zbiorniki słodkiej wody zawierają wysokie stężenia zredukowanych soli żelaza. W takich miejscach rozwija się specyficzna mikroflora bakteryjna – bakterie żelazowe, które utleniają zredukowane żelazo. Uczestniczą w powstawaniu bagiennych rud żelaza i źródeł wód bogatych w sole żelaza.
Bakterie to najstarsze organizmy, które pojawiły się w Archaeanach około 3,5 miliarda lat temu. Przez około 2,5 miliarda lat dominowali na Ziemi, tworząc biosferę i uczestniczyli w tworzeniu atmosfery tlenowej.
Bakterie to jedne z najprostszych organizmów żywych (z wyjątkiem wirusów). Uważa się, że są to pierwsze organizmy, które pojawiły się na Ziemi.
W tym artykule zapraszamy Cię w fascynującą podróż po liście 25 największych żywych istot na Ziemi, począwszy od gigantów według mikroskopijnych standardów - wirusów, bakterii i ameb, po największe bezkręgowce, owady, płazy, ptaki, gady, ryby, ssaki, rośliny i grzyby.
1. Największy znany wirus (długość 1,5 mikrona)
Można długo spierać się, czy wirusy to rzeczywiście żywe organizmy – część biologów twierdzi, że tak, inni nie są tego tacy pewni. Jednak nie ma co do tego wątpliwości Pitowirus prawdziwy gigant wśród wirusów znanych nauce (długość około 1,5 mikrona), o 50 procent większy od najbliższego rekordzisty - Pandorawirus. Być może myślałeś, że patogen takiej wielkości jak Pitowirus zdolne do zakażania dużych zwierząt, takich jak słonie, hipopotamy, a nawet ludzie. Ale nie martw się, wirus infekuje tylko ameby, które są niewiele większe od niego samego.
2. Największa bakteria na świecie (długość ponad 0,5 mm)
Thiomargarita namibiensis- przetłumaczone z łaciny oznacza „namibijską perłę siarkową”. Bakteria ma swoją nazwę ze względu na granulki siarki zawarte w cytoplazmie, nadające jej błyszczący wygląd. Rozmiar tiomargarita namibiensis ma ponad pół milimetra szerokości, dzięki czemu można go dostrzec gołym okiem. Thiomargarita namibiensis całkowicie nieszkodliwy dla ludzi i zwierząt, ponieważ jest litotrofem (organizmami wykorzystującymi substancje nieorganiczne jako substraty ulegające utlenieniu (donory elektronów)).
3. Największa ameba na świecie (długość 3 mm)
Największa ameba należy do rodzaju Chaos. Jest oczywiście znacznie mniejsza niż potworne ameby z komiksów i filmów science-fiction. Ale mimo to jest to prawdziwy gigant wśród ameb, który łatwo zobaczyć gołym okiem. Inną cechą największej ameby świata jest zdolność trawienia małych organizmów wielokomórkowych, bakterii i protistów.
4. Najcięższy chrząszcz (85-110 g)
Pomimo tego, że goliat nie jest najdłuższym chrząszczem na świecie, to jednak biorąc pod uwagę ich masę (niektóre osobniki ważą ponad 100 g), z pewnością zasługują na swoją nazwę. Chrząszcz goliat pod względem masy i wielkości jest porównywalny z dorosłym myszoskoczkiem, co już widzieliście, patrząc na zdjęcie powyżej.
5. Największy pająk (masa ciała do 175 g)
Theraphosa Blonda lub goliat tarantula to największy pająk na świecie, pochodzący z lasów deszczowych Ameryki Południowej. Biorąc pod uwagę nogi, długość ciała ptasznika goliata może dochodzić do 28 cm, a waga do 175 g. Oczekiwana długość życia samic pająka olbrzymiego na wolności wynosi do 25 lat, a dojrzewanie następuje po 3 latach. Mniej szczęścia miały samce, mimo że nie są zjadane przez samicę po akcie krycia, jak inne gatunki pająków, ich średnia długość życia jest znacznie krótsza – od 3 do 6 lat.
6. Największy robak (średnia długość 60-90 cm)
Jeśli bardzo nie lubisz robaków, może Cię zaniepokoić fakt, że istnieje ponad pół tuzina gatunków gigantycznych robaków - z których największym jest afrykański robak olbrzymi, o długości do 1,5 m. Mimo że jest porównywalny z robakami olbrzymimi, przeciętny wąż, gigantyczne dżdżownice są tak samo nieszkodliwe jak ich mali kuzyni. Lubią zakopywać się głęboko w błocie, trzymać się z daleka od ludzi (i innych zwierząt), po cichu zjadając zgniłe liście i inną rozkładającą się materię organiczną.
7. Największy płaz (masa ciała do 3 kg)
„Goliat” to popularna nazwa największej fauny tego rodzaju (patrz #4 i #5). Żaba goliat żyje w środkowo-zachodniej Afryce. Średnia waga żaby goliata wynosi około 2,5 kg, czyli znacznie mniej niż masa Belzebufo ampinga(około 5 kg) - największa żaba, która żyła na Ziemi w okresie późnej kredy.
8. Największy stawonog (3-4 m łącznie z nogami)
Japoński krab pająk to naprawdę ogromne i niezwykle długonogie zwierzę. Przednie nogi tego przedstawiciela stawonogów osiągają długość do 2 m, a ciało do 45 cm Pstrokaty, pomarańczowo-biały kolor egzoszkieletu stanowi doskonałe przebranie przed dużymi drapieżnikami morskimi. Podobnie jak większość dziwnych stworzeń, japoński krab pająk jest cenionym przysmakiem w Japonii, ale ostatnio rzadko widuje się go w menu restauracji ze względu na naciski działaczy na rzecz ochrony przyrody.
9. Największa roślina kwitnąca (średnica do 1 m)
Na szczęście dla nas wszystkich siedlisko Raflezji Arnold ogranicza się do Indonezji, Malezji, Tajlandii i Filipin. Na pewno nie spotkasz jej w ogrodzie sąsiada. :)
10. Największa gąbka na świecie (do 2 m średnicy)
Z wyjątkiem tej gigantycznej gąbki morskiej (Xestospongia muta) największy w swoim rodzaju, jest rekordzistą pod względem najdłuższej długości życia wśród bezkręgowców, a niektóre osobniki żyją ponad 1000 lat. Podobnie jak inne rodzaje gąbek, xestospongia mutaŻywi się poprzez filtrowanie małych organizmów z wody morskiej.
11. Największa meduza (do 37 m długości)
Przy średnicy kopuły około 2 m i mackach ponad 30 m, cyjanoa włochata jest porównywalna długością z płetwalem błękitnym (patrz punkt #22). Pomimo tak gigantycznych rozmiarów macki tych meduz nie stanowią śmiertelnego zagrożenia dla człowieka (jedynie ból i wysypka na skórze). Cyjanek kosmaty pełni także ważną funkcję ekologiczną, zapewniając schronienie różnym gatunkom ryb i skorupiaków pod ogromną kopułą.
Co ciekawe, włochaty cyjanek jest ulubionym źródłem pożywienia dla innego olbrzyma z tej listy, żółwia skórzastego (patrz #17).
12. Największy ptak latający (dorosłe samce ważą do 20 kg)
Biorąc pod uwagę ogromną (jak na standardy ptaków) masę ciała – do 20 kg, drop afrykański łamie prawa aerodynamiki. Jeśli chodzi o lot, nie jest to najwdzięczniejszy ptak na świecie. Tak naprawdę drop afrykański znaczną część swojego życia spędza na lądzie w południowej Afryce, głośno gdakając i pożerając niemal wszystko, co się rusza. Lotu używa tylko w sytuacjach skrajnego niebezpieczeństwa.
Pod tym względem drop afrykański nie różni się od jeszcze większych pterozaurów, latających gadów ery mezozoicznej.
13. Największy przedstawiciel protistów (ponad 45 m długości)
Wiele osób błędnie wierzy, że istnieją tylko cztery kategorie życia – bakterie, rośliny, grzyby i zwierzęta – ale nie zapominajmy o prymitywnych organizmach eukariotycznych, takich jak chromiści. Najprawdopodobniej będziesz zaskoczony faktem, że wszystkie glony są protistami. Największym przedstawicielem protistów jest Macrocystis pyrifera- rodzaj brunatnic z rodziny Laminaria, który może dorastać do ponad 45 m długości, stanowiąc niezawodne schronienie dla wielu organizmów morskich.
14. Największy ptak nielatający (do 270 cm wzrostu i wadze do 156 kg)
W ujęciu globalnym struś jest nie tylko największym nielatającym ptakiem, ale w ogóle największym ptakiem żyjącym obecnie na Ziemi. Maksymalna zarejestrowana wysokość strusia wynosi 2,7 m, a masa 156 kg. Może się to wydawać niewiarygodne, ale stosunkowo niedawno (około 200-300 lat temu) na wyspie Madagaskar żył gatunek ptaka - Madagaskar epiornis, w porównaniu z którym struś wyglądałby jak kurczak. Ptaki te mogły osiągnąć 3-5 m wysokości i do 500 kg wagi, co jest porównywalne z wielkością ptaków z rodzaju Dromornis, które żyły na planecie w późnym miocenie.
15. Największy wąż (waga - 97,5 kg)
W porównaniu z innymi organizmami na tej liście klasyfikacja wielkości węży jest znacznie trudniejsza. Nawet profesjonalni przyrodnicy mają tendencję do przeceniania rozmiarów węży, które obserwowali na wolności, ponieważ transport dużych okazów w celu szczegółowych badań jest prawie niemożliwy. Jednocześnie większość naukowców zgadza się, że anakonda jest największym wężem na planecie. Największa złowiona anakonda miała 521 cm długości i ważyła 97,5 kg.
16. Największy przedstawiciel małży (ponad 200 kg)
Tridacna olbrzymia to największy gatunek małży występujący w wodach Pacyfiku i Oceanu Indyjskiego. Maksymalna waga gigantycznej tridacnany wynosi ponad 200 kg, a długość muszli może przekraczać 1 m. Pomimo swojej budzącej grozę reputacji gigantyczny mięczak zamyka skorupę tylko w przypadku niebezpieczeństwa, a jego rozmiar nie wystarcza do połknięcia osoby dorosłej.
17. Największy żółw (waga ponad 500 kg)
Żółw skórzasty to duży gatunek żółwia morskiego żyjący w tropikalnych szerokościach geograficznych. Te żółwie są uderzająco różne od swoich krewnych. Skorupa żółwia skórzastego składa się z małych płytek kostnych i nie jest przymocowana do szkieletu, jak u innych gatunków. Oprócz budowy ciała charakterystyczną cechą żółwi skórzastych jest ich gigantyczny rozmiar - masa dorosłego osobnika może przekraczać 500 kg.
18. Największy gad (waga do 1000 kg)
Według standardów dinozaurów, kiedy największy gad ważył 100 ton, krokodyl czesany to tylko mała jaszczurka. Jednak w świecie współczesnych gadów te krokodyle są prawdziwymi gigantami. Długość ciała dorosłego krokodyla słonowodnego waha się od 3,5 do 6 m, a jego waga od 200 do 1000 kg.
19. Największa ryba (maksymalna waga 2235 kg)
Osobliwy wygląd słonecznika pospolitego czyni go jednym z najdziwniejszych mieszkańców oceanu. Ale ryby te znane są nie tylko ze swojego ekscentrycznego wyglądu, ale także z gigantycznych rozmiarów. W rejestrze złowionych okazów słonecznika zwyczajnego osiągano długość 4,26 m i masę 2235 kg.
20. Największy ssak lądowy (średnia waga 5 ton)
Ssak z rodzaju słoni afrykańskich, a także największe zwierzę lądowe. Średnia waga samicy wynosi 3 t, samca 6 t. Dorosły słoń krzewiasty jest w stanie dziennie zjeść około 200 kg roślinności i wypić do 200 litrów wody.
21. Największy rekin (ponad 12 m długości)
Dziwne, ale największe zwierzęta w oceanach świata zwykle żywią się mikroskopijnymi organizmami. Podobnie jak płetwal błękitny (patrz następny akapit), dieta rekina wielorybiego składa się głównie z planktonu, małych kałamarnic i ryb. Jeśli chodzi o wielkość rekina wielorybiego, nie można tutaj podać dokładnych liczb. Różne źródła podają, że łowiono olbrzymie osobniki o długości powyżej 20 m i wadze do 40 t. Biorąc pod uwagę tendencję wielu rybaków do przesady, nie można być w 100% pewnymi tych danych. Najwyraźniej bardziej realny rozmiar rekina wielorybiego wynosi 12-14 m długości.
22. Największe zwierzę morskie (200 ton)
Tak naprawdę płetwal błękitny to nie tylko największe zwierzę morskie, ale najwyraźniej największe zwierzę w historii życia na Ziemi, nauka nie zna jeszcze dinozaurów ani innych gadów ważących 200 ton.Podobnie jak rekin wielorybi (patrz poprzedni akapit) , Płetwal błękitny żywi się mikroskopijnym planktonem, filtrując niezliczone galony wody morskiej przez gęste płytki fiszbinów. Przyrodnicy szacują, że dorosły płetwal błękitny zjada dziennie 3-4 tony kryla.
23. Największy grzyb (600 ton)
Być może, w twoim rozumieniu, największy grzyb ma łodygę grubą jak słupek i kapelusz wielkości dachu domu, ale w rzeczywistości wszystko wygląda inaczej. Rekordowy grzyb, a właściwie kolonia grzybów, posiadająca wspólną grzybnię i funkcjonująca jako pojedynczy organizm, występuje w lasach stanu Oregon w USA i należy do rodzaju miodowców. Kolonia zajmuje powierzchnię 2000 akrów i ma całkowitą masę około 600 ton.Wiek gigantycznego grzyba według botaników wynosi ponad 2400 lat.
24. Największe pojedyncze drzewo (około 1000 ton)
Gigantyczna sekwoja to drzewo naprawdę gigantyczne. Wysokość pnia gigantycznej sekwoi sięga 100 m, średnica 10-12 m, a szacunkowa masa największych drzew to około 1000 t. Należą one również do najstarszych organizmów na planecie, pierścienie jedno drzewo w północno-zachodniej części Stanów Zjednoczonych wskazywało na wiek 3500 lat.
25. Największa kolonia drzew (6000 ton)
Podobnie jak kolonia grzybów (patrz poz. 23), największa kolonia topoli osikowej „Pando”, znajdująca się w stanie Utah w USA, ma wspólny system korzeniowy i te same geny. Mówiąc najprościej, wszystkie drzewa w kolonii to klony pochodzące od wspólnego przodka około 80 000 lat temu. Niestety, obecnie Pando jest w złym stanie, powoli zanika z powodu suszy, chorób i plagi owadów. Botanicy desperacko próbują rozwiązać ten problem, więc miejmy nadzieję, że ta kolonia będzie mogła prosperować przez co najmniej kolejne 80 000 lat.