Бактерии: способ питания, размножение, среда обитания

К подцарству Одноклеточные относятся животные, тело которых состоит всего из одной клетки, большей частью микроскопического размера, но со всеми присущими организму функциями. В физиологическом отношении эта клетка представляет целый самостоятельный организм.

Кто такие бактерии в биологии: определение

  • Бактериями называются живые микроорганизмы, которые не имеют ядра. Они относятся к домену прокариотов, являясь одной из древнейших жизненных форм на планете. Это также одни из наиболее универсальных «жителей» Земли, способные жить в глубинах почвы и водоемах, в кислой и радиоактивной среде. Несмотря на все старания ученых, человечество до сих пор не может выращивать их все лабораторно (это удается только относительно некоторых видов).
  • Длина бактерий составляет считанные микрометры, а форма их может быть самой разнообразной.  Наука, которая занимается изучением бактерий, называется бактериологией. Они являются составляющей микрофлоры человека, принося как пользу, так и вызывая различные заболевания. Используются в различных сферах человеческой деятельности: промышленность, животноводство, биотехнологические процессы и т.д.
  • Слово происходит из латинского языка, в котором в свою очередь было образовано производное название из греческого, и обозначает понятие «палочка» — именно такими были бактерии, впервые обозначенные учеными.

В биологии

Среда обитания и внешнее строение обыкновенной амёбы

Простейшее живёт в воде. Это может быть и вода озера, и капля росы, и влага почвы, и даже вода внутри нас. Поверхность тела их очень нежная и без воды моментально высыхает. Внешне амёба похожа на сероватый студенистый комочек (0,2-05 мм), не имеющий постоянной формы.

Движение

Амёба «перетекает» по дну. На теле постоянно образуются меняющие свою форму выросты — псевдоподии (ложноножки). В один из таких выступов постепенно переливается цитоплазма, ложная ножка в нескольких точках прикрепляется к субстрату и происходит передвижение.

Внутреннее строение

Внутреннее строение амебы

Питание

Передвигаясь, амёба наталкивается на одноклеточные водоросли, бактерии, мелкие одноклеточные, «обтекает» их и включает в цитоплазму, образуя пищеварительную вакуоль.

Питание амебы

Ферменты, расщепляющие белки, углеводы и липиды, поступают внутрь пищеварительной вакуоли, и происходит внутриклеточное пищеварение. Пища переваривается и всасывается в цитоплазму. Способ захвата пищи с помощью ложных ножек называется фагоцитозом.

Дыхание

Кислород расходуется на клеточное дыхание. Когда его становится меньше, чем во внешней среде, новые молекулы проходят внутрь клетки.

Дыхание амебы

Молекулы углекислого газа и вредных веществ, накопившихся в результате жизнедеятельности, наоборот, выходят наружу.

Выделение

Пищеварительная вакуоль подходит к клеточной мембране и открывается наружу, чтобы непереваренные остатки выбросить наружу в любом участке тела.

Жидкость поступает в тело амёбы по образующимся тонким трубковидным каналам, путём пиноцитоза. Откачиванием лишней воды из организма занимаются сократительные вакуоли.

Они постепенно наполняются, а раз в 5-10 минут резко сокращаются и выталкивают воду наружу. Вакуоли могут возникать в любой части клетки.

Размножение

Амёбы размножаются только бесполым путём.

Размножение амебы

Выросшая амёба приступает к размножению. Оно происходит путём деления клетки. До деления клетки ядро удваивается, чтобы каждая дочерняя клетка получила свою копию наследственной информации (1). Размножение начинается с изменения ядра.

Оно вытягивается (2), а затем постепенно удлиняется (3,4) и перетягивается посредине. Поперечной бороздкой делится на две половинки, которые расходятся в разные стороны — образуются два новых ядра. Тело амёбы разделяется на две части перетяжкой и образуется две новые амёбы.

Читайте также:  Уколы в пятку при пяточной шпоре: отзывы о блокаде Дипроспаном

В каждую из них попадает по одному ядру (5). Во время деления происходит образование недостающих органоидов.

В течение суток деление может повторяться несколько раз.

Бесполое размножение — простой и быстрый способ увеличить число своих потомков. Этот способ размножения не отличается от деления клеток при росте тела многоклеточного организма. Разница в том, что дочерние клетки одноклеточного организма, расходятся, как самостоятельные.

Реакция на раздражение

Амёба обладает раздражимостью — способностью чувствовать и реагировать на сигналы из внешней среды. Наползая на предметы, она отличает съедобные от несъедобных и захватывает их ложноножками. Она уползает и прячется от яркого света (1),

механических раздражений и повышенной концентрации, вредных для нее веществ (2).

Такое поведение, состоящее в движении к раздражителю или от него, называется таксисом.

Половой процесс

Отсутствует.

Переживание неблагоприятных условий

Одноклеточное животное очень чувствительно к изменениям окружающей среды.

В неблагоприятных условиях (при высыхании водоёма, в холодное время года) амёбы втягивают псевдоподии. На поверхность тела из цитоплазмы выделяются значительное количество воды и вещества, которые образуют прочную двойную оболочку. Происходит переход в покоящееся состояние — цисту (1). В цисте жизненные процессы приостанавливаются.

Цисты, разносимые ветром, способствуют расселению амебы.

Среда обитания и внешнее строение обыкновенной амёбы

При наступлении благоприятных условиях амёба покидает оболочку цисты. Она выпускает псевдоподии и переходит в активное состояние (2-3).

Ещё одна форма защиты — способность к регенерации (восстановлению). Повреждённая клетка может достроить свою разрушенную часть, но только при условии сохранения ядра, так как там хранится вся информации о строении.

Жизненный цикл амёбы

Жизненный цикл амёбы прост. Клетка растёт, развивается (1) и делится бесполым путём (2). В плохих условиях любой организм может «временно умереть» — превратиться в цисту (3). При улучшении условий он «возвращается к жизни» и усиленно размножается.

Жизненный цикл амёбы

идентификация

Идентификация и классификация бактерий является одной из самых сложных проблем в биологии микроорганизмов. Существует множество характеристик и методов, которые используются для идентификации и последующей классификации этих лиц.

К классическим характеристикам относятся морфология, физиология и обмен веществ, биохимия, взаимоотношения и экологические функции, а также генетика..

Наиболее часто используемые анализы: продукты ферментации, тип питания, источники углерода и азота, запасы при хранении, подвижность, осмотическая толерантность, оптимальные физико-химические условия, фотосинтетические пигменты и многие другие..

Другие неклассические характеристики обнаруживаются на молекулярном уровне. В последние десятилетия использование нуклеиновых кислот и белков в таксономии бактерий получило большой импульс.

Сравнение между генами (белками и нуклеиновыми кислотами) дает обширную информацию о родстве и, конечно же, сходстве между организмами..

Бактерии: способ питания и среда обитания

Благодаря простоте строения, бактерии освоили все среды обитания. Они находятся в воде, почве, воздухе, горных породах, горячих источниках, на поверхности тела, во внутренних органах растений, животных и человека. По способу питания бактерии являются как авто-, так и гетеротрофами.

Первые содержат в своих клетках пластиды хлоропласты, благодаря которым осуществляется фотосинтез. В его результате образуется углевод глюкоза, который используется для осуществления различных процессов жизнедеятельности. Организмы, использующие для синтеза органических веществ солнечную энергию, еще называют фототрофами. К ним относятся зеленые, пурпурные и цианобактерии.

Другая группа автотрофных бактерий использует для жизнедеятельности энергию химических связей. Они преобразуют сложные соединения в более простые. Этот процесс называется хемосинтезом. Примерами таких организмов являются серо-, железо- и азотфиксирующие бактерии.

Достаточно многочисленна и группа гетеротрофных прокариотов. Источник их питания зависит от среды обитания. В зависимости от этого различают три группы бактерий:

  • сапротрофы;
  • паразиты;
  • симбиотические организмы.

Рассмотрим каждый из них подробнее.

Роль бактерий в природе и жизни человека

В природе существует великое множество бактерий, каждая из которых играет свою роль в природе и жизни из них приносят пользу, другие причиняют вред.

Остановимся подробнее на роли бактерий в природе планеты. В почве живут бактерии гниения, которые питаются отмершими организмами. Значение бактерий гниения, являющихся сапротрофами, очень велико в природе.

Гнилостные бактерии превращают отмершие останки организмов в перегной, а перегной – в минеральные соли. Образующийся при гниении углекислый газ поступает в атмосферу, минеральные соли остаются в почве. Как известно, все эти вещества потребляются зелеными растениями. Растения служат кормом для животных. Так благодаря деятельности бактерий гниения, ныне живущие организмы используют те вещества, которые когда-то были в телах ранее живших существ. Таким образом, бактерии в круговороте веществ выполняют роль разрушителей.

Еще одним положительным значением сапротрофов в природе будет повышение плодородия отмершие остатки организмов,гнилостные бактерии создают перегной.

В почве содержится значительное число видов бактерии. Например, на корнях бобовых растений поселяются азотфиксирующие бактерии. Так их назвали за способность усваивать азот из воздуха и обогащать им почву. Эти микроорганизмы проникают в корни растений, интенсивно делятся и заполняют клетки корня, ткани которого формируют клубеньки.

Немаловажным считается и роль бактерий в жизни человека. Причем они могут выполнять положительную и отрицательную роль.

Бактерии брожения принадлежат к сапротрофам и имеют большое значение в жизни людей. В результате деятельности этих бактерий получают различные продукты питания. К примеру, молочнокислые бактерии способствуют скисанию молока. В результате мы получаем кисломолочные продукты – сметану, простоквашу, творог, сыр и другие. Подобное брожение прослеживается при квашении капусты, изготовлении вина и уксуса.

Процесс брожения осуществляется бактериями с целью получения пищи. Мы уже знаем, что везде встречаются бактерии, даже в пищевых продуктах. Например, при хранении молока в теплом помещении можно наблюдать его скисание. Почему это происходит? Молочнокислые бактерии начинают интенсивно размножаться, их число постоянно увеличивается. Им необходимо питаться и они начинают использовать для этого сахар, который есть в молоке. Происходит распад веществ, состав молока меняется, и мы получаем уже кисломолочные продукты. Вот по такому принципу осуществляется брожение.

Отдельные виды бактерий причиняют вред хозяйству, способствуя порче пищевых продуктов. К примеру, если мясо или рыбу хранить при высокой температуре, то под влиянием микроорганизмов они начинают портиться. С целью предохранения продуктов их сушат, замораживают, солят, коптят. Тем самым создают неблагоприятные условия для размножения попадающих на эти продукты бактерий. При изготовлении консервированных продуктов их помещают в плотно закрытую посуду и подвергают действию высокой температуры. Благодаря такой обработке имеющиеся в продуктах бактерии уничтожаются, а проникновение других делается производства консервов используют мясо, рыбу, овощи, фрукты.

В природе нет других таких существ, которые бы причиняли столько вреда самому человеку, как болезнетворные бактерии. По типу питания они являются паразитами и, попадая в тело человека, они вызывают различные заболевания.

Какие заболевания могут вызывать бактерии паразиты? Например, дизентерия ее вызывает дизентерийная палочка, туберкулез – палочка Коха, холера – холерный вибрион, чума – чумная палочка и другие.

Читайте также:  Флуимуцил антибиотик для ингаляций: инструкция

Обычно заражение осуществляется путем передачи от больного организма здоровому. Так, например возбудители дифтерии или туберкулеза могут передаваться при чихании и кашле больного человека. Палочки туберкулеза хорошо выносят высыхание и в течении месяца могут сохраняться в высохшей мокроте и попадать из нее в воздух. Вот почему необходимо дезинфицировать помещение, в котором находится больной.

Многие бактерии, например возбудители кишечных заболеваний (холеры, дизентерии), довольно долго могут сохраняться в воде, попадая туда с выделениями организма. Особенно опасны бациллы, образующие споры, к примеру, возбудители сибирской язвы и столбняка. Споры их могут годами сохраняться в почве и заражать людей и животных. В ряде случаев возбудители заболеваний передаются насекомыми. Так, чума передается человеку через укусы блох, которые до этого насосались крови больного чумой животного, часто это бывают грызуны.

В борьбе за здоровье человека большое значение имеют профилактические меры. Каждый человек должен знать и строго выполнять правила гигиены.

Сальмонеллез и брюшной тиф

Чтобы избежать таких заболеваний, как брюшной тиф и сальмонеллез, многие люди делают вакцинации. Этот процесс представляет собой внесение незначительного количества микробов в организм. Иммунная система начинает реагировать на внесенный патологический агент. Таким образом, укрепляется иммунитет против определенной потенциально возможной инфекции.

Сaльмoнeллa — рoд бaктeрий, в кoтoрoм имeeтся лишь 1 вид. Зaтo этoт вид пoдрaздeляeтся нa бoлee чeм 2000 «вaриaнтoв», или штaммoв, или рaзнoвиднoстeй, кaждый сo свoими oсoбeннoстями.

Чтобы избежать заражение нужно хорошо обрабатывать все овощи и фрукты перед употреблением. Молочные продукты лучше употреблять пастеризованные. Не следует забывать о гигиене рук и тела. Часто проводить влажную уборку помещения. Паразиты, вызывающие сальмонеллез, могут находиться в пыли, на коврах, в шкафах и других предметах быта. Нужно учитывать и тот факт, что паразитов могут разносить животные.

Сальмонеллез и брюшной тиф

У каждой болезни инкубационный период различается по длительности. Поэтому не во всех случаях можно точно определить, что именно стало толчком к развитию того или иного заболевания. Чтобы обезопасить себя от патогенных микроорганизмов необходимо соблюдать простые правила гигиены.

Полезные бактерии и бактерии-паразиты имеют множество отличий, но все они очень важны для нормального существования человека.

Особенности лечения

Лечение инфекций взрослых, детей, домашних животных (собак и кошек), обусловленных микроорганизмами рода протей, проводится с использованием антибиотиков. Наиболее эффективными являются рифаксимин и нифуроксазид. Для борьбы с Pr. Mirabilis назначают амоксициллин, нифурантел, цефалоспорины. Следует учитывать наличие штаммов Pr. Mirabilis, устойчивых к амоксициллину (их также называют индолположительными). Лечение протейных инфекций при помощи тетрациклинов неэффективно, так как все они устойчивы к данному антибиотику. Но самолечение в таких случаях недопустимо, обязательно нужно обратиться к специалисту.

Обязательным при лечении ребенка является назначение ему пробиотиков. Бактериальные препараты, засевая кишечник, создают здоровую конкуренцию протею, вызывая постепенное уменьшение его численности и восстановление нормального состава кишечной микрофлоры. Пробиотики являются обязательной частью лечения бактериальных инфекций взрослых и детей. Они принимаются натощак. Продолжительность курса должна составлять не менее 2 недель.

Симптоматическое лечение протейных инфекций у ребенка состоит в назначении ему препаратов, снижающих температуру и снимающих болевые ощущения и воспаление.

Лечение ребенка обязательно включает специальную диету, из которой исключены жирные и острые блюда, продукты-аллергены. Полезно отпаивать малыша кипяченой водой.

При отсутствии лечения протейные энтериты могут привести к развитию почечной недостаточности как у взрослых, так и у детей.