Бактерії — види і їх назви, будова бактеріальної клітини

Бактерії (лат. bacteria) – це найпростіші одноклітинні організми. Вони першими з’явилися на Землі, передували рослинам, динозаврам і людям. Бактерії складають одне з п’яти царств в біологічній класифікації (тварини, рослини, гриби, найпростіші), що має назву “Monera”.

Ці одноклітинні організми живуть скрізь: в землі, воді, повітрі, ґрунті в промислових і побутових відходах, і навіть в місцях, про які людині і в голову не приходить подумати.

Значна частина цих організмів досі ще толком не описана, не кажучи вже про те, що мало вивчена. Про те, як невидимі оку мікроорганізми щомиті змінюють світ, ми й поговоримо в нашій статті.

Походження бактерій

Сказати точно, зі 100% впевненістю, коли на Землі з’явилися перші бактерії і як це сталося, навряд чи візьметься хоча б один вчений. І мова йде не тільки про шанованих членів наукової спільноти, а й про любителів висувати напівбезумні теорії.

Що абсолютно точно відомо, і це підтверджують палеонтологічні дослідження, що сліди найдавніших мікробів (ціанобактерій) були знайдені у відкладеннях порід, яким 3,5 млрд років.

Є теорія, що саме завдяки життєдіяльності перших бактерій на землі з’явився кисень. Правда, процес цей був дещо тривалим – близько мільярда років. Поява нової речовини – кисню, знищила чималу частину одноклітинних анаеробів (не здатних рости в кисневому середовищі) і розділило бактеріологічний світ на два табори:

• аеробний;
• анаеробний.

Хто відкрив бактерії?

Людина, як істота, за своєю природою допитлива. Вона завжди намагається докопатися до суті речей і дізнатися, з чого складається світ, в якому вона живе, хто цей світ населяє.

Однак вперше побачити мікростворінь вдалося лише в другій половині XVII століття. Прагнучий якнайкраще розглянути лляні волокна голландець Антоні ван Левенгук створив першу двосторонньо опуклу лінзу. Виріб отримав назву “мікроскопія” (саме цей винахід став прототипом сучасного мікроскопа).

Але на цьому Левенгук не зупинився і поступово вдосконалив свій винахід, який дозволяв збільшити об’єкт інтересу у 200-300 разів.

Винахідник з цікавістю розглядав через лінзи все, що траплялося під руку, і в квітні 1676 року, розглядаючи під мікроскопом воду, Левенгук побачив крихітних живих істот.

З того самого моменту дослідник скрізь виявляв найдрібніших створінь, що привело його до висновку про щільну заселеність навколишнього світу мікроскопічними, як він тоді вважав, тваринами. Так, Левенгук, сам того не підозрюючи, поклав початок бактеріології – науці (вивчає бактерії), яка стала розділом мікробіології.

Способи життя бактерій

Як би це не було дивно, але ці мікроорганізми дуже винахідливі. Для виживання вони нерідко стають:

• симбіонтами – простіше кажучи учасниками взаємовигідного співробітництва бактерії та її носія;
• паразитами рослин, тварин або людини – вигоду від спільного проживання отримує тільки одна сторона. В нашому випадку – це мікроб.

Види бактерій за формою

Після багатьох років вивчення, мікробіологи розділили піддослідних на кілька груп, виходили вони з візуальних відмінностей. Так з’явилися три основні групи (статі) мікроорганізмів:

• коки;
• бацили;
• спірили.

Їх ми зараз детально і розглянемо.

Коки

Бактерії цього типу мають кулясту, а іноді дещо витягнуту форму. У процесі поділу, як правило, вибудовують структури, типові для конкретних видів коків. Так, наприклад:

• Стрептококи “будують” ланцюжок;
• Диплококи “збираються” по двоє;

Стафілококи – це розташовані в більш-менш хаотичному порядку вісім і більше бактерій.

В цілому, коки можна розділити на патогенні та умовно патогенні, які беруть участь у формуванні імунної системи живих істот.

Стрептокок

Рід кулястих бактерій, що живуть переважно в дихальних шляхах (особливо “люблять селитися” в роті та в носі), травному тракті та товстому кишківнику. Викликають чималу кількість захворювань, які важко піддаються лікуванню. Найвідоміші з них:

• Ангіна;
• Скарлатина;
• Фарингіт;
• Пневмонія;
• Бронхіт;
• Менінгіт.

Стафілококи

Характеризуються умінням клітин ділитися відразу в декількох площинах, з цієї причини мають форму виноградного грона.

Стафілококи – це хвороботворні мікроби.

Як правило, вони живуть в носоглотці, ротовій порожнини та на шкірі. Ці бактерії можуть виділяти пігмент білого, жовтого або золотистого кольору. Найвідоміший вид стафілококів – “золотистий”.

Характеристика цього паразита говорить про його можливості викликати гнійні запалення всіх органів і тканин, нерідко процес протікає, не виходячи на шкіру, що особливо ускладнює лікування хвороби.

Диплококи

Цей підвид, як і всі коки, має круглу форму і найчастіше зустрічається парами. Найбільш відомі представники цього виду:

• менінгокок, що викликає назофарингіт або, що гірше, менінгіт;
• гонокок – збудник гонореї, що характеризується запаленням слизових статевих органів і їх нагноєнням;
• пневмокок – є причиною менінгіту, пневмонії або запалення середнього вуха.

Бацила

Цей рід бактерій виділяється особливою паличкоподібною формою, умінням утворювати спори, і налічує понад дві сотні видів. Їх також називають ґрунтовими редуцентами або сапрофітами, які виконують функцію руйнівників відмерлих тканин живих істот, переробляючи їх в неорганічні або найпростіші органічні сполуки.

Разом з тим, бацили можуть стати збудниками захворювань як у тварин, так і у людини. Яскравий тому приклад – сибірська виразка.

Вібріони

Вібріони мають вигляд кілька загнутих паличок. Бактерії цього роду можуть плодитися як в кисневому, так і безкисневому середовищі. Вібріони можуть викликати захворювання у людей (найвідоміше – холера), спровокувати кардіоваскуліт, уретрит або запалення жирової підшкірної тканини.

Деякі з вібріонів небезпечні для тварин, інші – для риб або молюсків.

Спірила

Свою назву цей рід бактерій отримав завдяки своїй формі, що нагадує спіралі або дугоподібні палички, що пересуваються завдяки джгутикам. Спірил відносять до сапрофітів, а улюблені місця їх проживання:

• гнойова рідина;
• фекалії тварин;
• стояча вода, де активно протікають гнильні процеси.

Також вони присутні в солоних і прісних водоймах.

Що таке корисні бактерії?

Найбільш відомі з корисних для людини бактерій – це біфідобактерії, які живуть в кишківнику, але гинуть при мінімально несприятливих умовах. Однак в здоровому стані вони наділені дуже корисними особливостями:

• забезпечують тіло вітамінами групи К і В;
• покращують травлення;
• допомагають перетравлювати вуглеводи.

Наступні за ступенем популярності – молочнокислі бактерії; їх налічують 25 видів. Живі мікроорганізми забезпечують процес бродіння молочних продуктів. Використовуються вони не тільки в харчовій промисловості, а й сільськогосподарських цілях, а також в народній медицині та фармакології.

Втім, є і менш відомі, але не менш корисні представники мікрофлори, наприклад, стрептоміцети. Місце їх природного проживання – ґрунт. Саме з їх допомогою борються з грибками, бактеріями і пухлинами.

І ще один маловідомий, але не менш корисний вид – азотобактер. Ці екземпляри мають можливість збору азоту з повітря. Основне їх вміння:

• збагачення ґрунту корисними мікроелементами;
• підстьобування росту рослин;
• очищення ґрунту від важких металів.

Найчастіше застосовуються в сільському господарстві для виробництва азотних добрив.

Будова бактеріальної клітини

Головна особливість будови бактеріальної клітини – відсутність ядра. Всю генетичну інформацію несе в собі нуклеотид. Також бактеріальна клітина має цитоплазматичну мембрану, яка відокремлює цитоплазму від стінки клітини.

Що стосується характеристики самої цитоплазми, то вона має меншу кількість мембран, поживні речовини розкидані в цитоплазмі. Також відсутні органели – мітохондрії, апарат Гольджі, пластиди та ін.

Способи харчування

Найбільш важливими для світу мікробів елементами є:

• вуглець;
• азот;
• водень;
• кисень.

Як правило, необхідність в останніх двох одноклітинні задовольняють за рахунок води. В іншому – бактерії діляться та, що мають вуглецевий тип харчування та азотний.

Перший тип харчування передбачає отримання азотних сполук коштом вуглекислого газу, самостійно його поглинати можуть аутотрофи. А ось гетеротрофи харчуються готовими органічними сполуками або відмерлими (фактично продуктами гниття), або живими тканинами рослин і тварин.

Обмін речовин

Обмінні процеси мікробів мають величезне значення для екосистеми в цілому, оскільки продукти їх життєдіяльності є сполучною ланкою для підсистем. За типом обміну речовин мікроби діляться на хемосинтезуючі та фотосинтезуючі.

Хемосинтез

Це процес поглинання енергії, яка вивільняється в процесі хімічних реакцій окислення і відновлення. Для нього абсолютно не потрібне сонячне світло або кисень. Більш того, багато бактерій, які отримують енергію таким чином, живуть в безкисневому середовищі. Вони відносяться до справжніх бактерій.

Бактеріальний фотосинтез

Це спосіб отримання енергії від сонця. При ньому еубактерії збирають сонячне світло за допомогою відповідних пігментів і передають його в реакційні центри, де енергія трансформується, а після цього акумулюється.

Спороутворення

Це ще одна запорука виживання бактерій, закладена в них природою. У разі потрапляння в несприятливе середовище, де гостро відчувається нестача їжі, мікротіла починають боротьбу за виживання за допомогою формування спори.

Цей процес характерний для паличкоподібних, в рідкісних випадках – для коків. Проходить він в сім етапів. Отримані шляхом спороутворення спори можуть витримати і кип’ятіння, і проморожування, і дію деяких деззасобів.

Як розмножуються бактерії?

Такі найпростіші організми розмножуються теж досить простим методом – вони діляться.

Кожна клітина росте, потім ділиться на дві однакові, які, в свою чергу, ростуть і діляться. Якщо бактерії потрапили в благодатне середовище, то розмножуватися зможуть з періодичністю раз в півгодини.

Способи пересування

Що стосується руху, одноклітинні діляться на два типи:

• ті, що нерухомі;
• ті, що вміють рухатися.

Одноклітинні особини можуть переміщатися в просторі:

• за допомогою джгутиків – джгутики або скорочуються, або крутяться навколо своєї осі;
• ковзаючи по власному виділеному слизу;
• “поповзом” – вся клітина скорочується і розслабляється, що нагадує повзання;
• змішаний тип – відбувається викид слизу і одночасно бактерія відштовхується.

Поширення в природі

Про поширення бактерій в природі сказано і написано чимало. Вони населяють куди більше простору, ніж займає людина (так як в людині вони теж живуть) і виконують досить важливі функції:

• санітарні;
• природно-відновлювальні.

Повітря

Найменш сприятливе для бактерій середовище – повітря.

І чим вонохолодніше, тим гірше живеться в ньому бактеріям. Однак саме повітряно-крапельним шляхом передається більшість бактеріальних інфекцій.

Водойма

Вода – це благодатне середовище для розвитку і зростання бактерій – як корисних, так і патогенних. Саме через водойми досить часто поширюються збудники важких захворювань, що нерідко несуть всі ознаки епідемій.

Ґрунт

Найбільша кількість бактерій мешкає і розмножується в ґрунті. І саме від роботи бактерій залежить, яким він буде. За визначенням, найбільша роль в процесі збагачення ґрунту родючим шаром належить саме мікрофлорі, оскільки  оселившись в коренях рослин, бактерії синтезують корисні речовини.

Організм тварини

Як і в будь-якому іншому, в організмі тварини проживають десятки тисяч бактерій, в тому числі і патогенних для людини. Тому особливу увагу господарі домашніх вихованців повинні приділяти санітарній обробці своїх улюбленців.

Організм людини

Людське тіло так само густо заселене мікрофлорою, як і навколишнє середовище, причому в кожному відділі живуть різні бактерії.

Коли кількість патогенних паличок перевищує кількість корисних, людина починає хворіти. Причому перші ознаки їх не завжди змушують носія взятися за лікування, а даремно. Найчастіше першоджерелом хвороб стають руки і порожнину рота.

Значення бактерій в кругообігу речовин

• Бактерії беруть активну участь в перетворенні органічних складних речовин в більш прості, а також неорганічні. Завдяки їм стає можливим природний біологічний кругообіг в природі, оскільки залишки біомас швидко розкладаються і повертаються в якості корисних речовин в біосферу.
• Бактерії сприяють утворенню ґрунту.
• Деякі види цих мікроорганізмів виконують очисну функцію, що позначається на стані природних водойм, а також на швидкому перетворенні штучних стічних ям.
• Такі різновиди, як ціанобактерії, здатні до фотосинтезуючого процесу. Таким чином, з’явившись на Землі близько 2 млрд років тому, вони наситили навколишнє середовище молекулярним киснем і безпосередньо сприяли створенню атмосфери, придатної для життя людини, тварин.
• Також ці мікроорганізми надали свій вплив на стан озонового шару, який захищає все живе від згубного впливу інтенсивних ультрафіолетових променів.
• Завдяки розвитку генної інженерії та фармакології, вчені навчилися використовувати бактерії на благо людства. Так, з бактерій кишкової палички добувають інсулін, інтерферон, з інших видів – харчовий і кормовий білок.
• У господарській діяльності людини бактерії інтенсивно використовуються для підвищення родючості грунтів, а також у боротьби з різними бур’янами і комахами-шкідниками.
• На основі бактерій вчені навчилися створювати такі промислово важливі речовини, як спирти, кислоти, ферменти, гормони, вітаміни, антибіотики.

Треба завжди пам’ятати, що патогенні бацили можуть стати причиною досить серйозних захворювань людини, тварини або рослини. Але разом з тим тіло здорової людини заселене мікроорганізмами, які беруть участь в більшості обмінних процесів, а значить – приносять користь.