BAKTERI
kelompok luas mikroorganisme uniseluler yang ditandai dengan tidak adanya inti sel yang dikelilingi oleh membran. Pada saat yang sama, materi genetik bakteri (asam deoksiribonukleat, atau DNA) menempati tempat yang sangat spesifik di dalam sel - zona yang disebut nukleoid. Organisme dengan struktur sel seperti itu disebut prokariota ("pra-nuklir"), berbeda dengan yang lainnya - eukariota ("nuklear sejati"), yang DNA-nya terletak di nukleus yang dikelilingi oleh cangkang. Bakteri, yang dulunya dianggap tumbuhan mikroskopis, sekarang diklasifikasikan sebagai kerajaan terpisah, Monera, satu dari lima dalam sistem klasifikasi saat ini, bersama dengan tumbuhan, hewan, jamur, dan protista.

bukti fosil. Bakteri mungkin adalah kelompok organisme tertua yang diketahui. Struktur batu berlapis - stromatolit - dalam beberapa kasus berasal dari awal Archaeozoic (Archaean), yaitu. yang muncul 3,5 miliar tahun yang lalu - hasil dari aktivitas vital bakteri, biasanya fotosintesis, yang disebut. alga biru-hijau. Struktur serupa (film bakteri yang diresapi dengan karbonat) terbentuk sekarang, terutama di lepas pantai Australia, Bahama, di California dan Teluk Persia, tetapi mereka relatif jarang dan tidak mencapai ukuran besar, karena organisme herbivora, seperti gastropoda, makan pada mereka. Saat ini, stromatolit tumbuh terutama di mana hewan-hewan ini tidak ada karena salinitas air yang tinggi atau karena alasan lain, tetapi sebelum munculnya bentuk herbivora dalam perjalanan evolusi, mereka dapat mencapai ukuran yang sangat besar, yang merupakan elemen penting dari perairan dangkal samudera. , sebanding dengan terumbu karang modern. Bola-bola kecil yang hangus telah ditemukan di beberapa batuan purba, yang juga dianggap sebagai sisa-sisa bakteri. Nuklir pertama, yaitu eukariotik, sel berevolusi dari bakteri sekitar 1,4 miliar tahun yang lalu.
Ekologi. Ada banyak bakteri di tanah, di dasar danau dan lautan - di mana-mana di mana bahan organik terakumulasi. Mereka hidup dalam dingin, ketika termometer sedikit di atas nol, dan di mata air asam panas dengan suhu di atas 90 ° C. Beberapa bakteri mentolerir salinitas lingkungan yang sangat tinggi; khususnya, mereka adalah satu-satunya organisme yang ditemukan di Laut Mati. Di atmosfer, mereka hadir dalam tetesan air, dan kelimpahannya di sana biasanya berkorelasi dengan debu di udara. Jadi, di kota, air hujan mengandung lebih banyak bakteri daripada di pedesaan. Ada beberapa dari mereka di udara dingin dataran tinggi dan daerah kutub, namun mereka ditemukan bahkan di lapisan bawah stratosfer pada ketinggian 8 km. Saluran pencernaan hewan padat dengan bakteri (biasanya tidak berbahaya). Percobaan telah menunjukkan bahwa mereka tidak diperlukan untuk kehidupan kebanyakan spesies, meskipun mereka dapat mensintesis beberapa vitamin. Namun, pada ruminansia (sapi, kijang, domba) dan banyak rayap, mereka terlibat dalam pencernaan makanan nabati. Selain itu, sistem kekebalan hewan yang dibesarkan dalam kondisi steril tidak berkembang secara normal karena kurangnya stimulasi oleh bakteri. "flora" bakteri normal usus juga penting untuk menekan mikroorganisme berbahaya yang masuk ke sana.

STRUKTUR DAN KEHIDUPAN BAKTERI

Bakteri jauh lebih kecil daripada sel tumbuhan dan hewan multiseluler. Ketebalannya biasanya 0,5-2,0 mikron, dan panjangnya 1,0-8,0 mikron. Beberapa bentuk hampir tidak dapat dilihat dengan resolusi mikroskop cahaya standar (sekitar 0,3 m), tetapi ada juga spesies yang dikenal dengan panjang lebih dari 10 m dan lebar yang juga melampaui batas ini, dan sejumlah bakteri yang sangat tipis. panjangnya dapat melebihi 50 m. Seperempat juta perwakilan berukuran sedang dari kerajaan ini akan muat di permukaan sesuai dengan titik yang ditetapkan dengan pensil.
Struktur. Menurut kekhasan morfologi, kelompok bakteri berikut dibedakan: kokus (kurang lebih bulat), basil (batang atau silinder dengan ujung membulat), spirilla (spiral kaku) dan spirochetes (bentuk seperti rambut tipis dan fleksibel). Beberapa penulis cenderung menggabungkan dua kelompok terakhir menjadi satu - spirilla. Prokariota berbeda dari eukariota terutama dalam ketiadaan nukleus yang terbentuk dengan baik dan kehadiran, dalam kasus yang khas, hanya satu kromosom - molekul DNA melingkar yang sangat panjang yang melekat pada satu titik ke membran sel. Prokariota juga tidak memiliki organel intraseluler yang terikat membran yang disebut mitokondria dan kloroplas. Pada eukariota, mitokondria menghasilkan energi selama respirasi, dan fotosintesis terjadi di kloroplas (lihat juga SEL). Pada prokariota, seluruh sel (dan, pertama-tama, membran sel) mengambil fungsi mitokondria, dan dalam bentuk fotosintesis, pada saat yang sama, kloroplas. Seperti eukariota, di dalam bakteri terdapat struktur nukleoprotein kecil - ribosom yang diperlukan untuk sintesis protein, tetapi mereka tidak terkait dengan membran apa pun. Dengan sedikit pengecualian, bakteri tidak dapat mensintesis sterol, komponen penting dari membran sel eukariotik. Di luar membran sel, sebagian besar bakteri dilapisi dengan dinding sel, agak mengingatkan pada dinding selulosa sel tumbuhan, tetapi terdiri dari polimer lain (mereka tidak hanya mencakup karbohidrat, tetapi juga asam amino dan zat khusus untuk bakteri). Cangkang ini mencegah sel bakteri pecah ketika air masuk karena osmosis. Di atas dinding sel sering terdapat kapsul mukosa pelindung. Banyak bakteri dilengkapi dengan flagela, yang dengannya mereka aktif berenang. Flagela bakteri lebih sederhana dan agak berbeda dari struktur eukariotik serupa.

SEL BAKTERI "KHAS" dan struktur utamanya.

Fungsi dan perilaku sensorik. Banyak bakteri memiliki reseptor kimia yang mendeteksi perubahan keasaman lingkungan dan konsentrasi berbagai zat, seperti gula, asam amino, oksigen dan karbon dioksida. Setiap zat memiliki jenis reseptor "rasa" sendiri, dan hilangnya salah satunya akibat mutasi menyebabkan "buta rasa" sebagian. Banyak bakteri motil juga menanggapi fluktuasi suhu, dan spesies fotosintesis terhadap perubahan cahaya. Beberapa bakteri merasakan arah garis medan magnet, termasuk medan magnet bumi, dengan bantuan partikel magnetit (bijih besi magnetik - Fe3O4) yang ada di sel mereka. Di dalam air, bakteri menggunakan kemampuan ini untuk berenang di sepanjang garis kekuatan untuk mencari lingkungan yang menguntungkan. Refleks terkondisi pada bakteri tidak diketahui, tetapi mereka memiliki jenis memori primitif tertentu. Saat berenang, mereka membandingkan intensitas rangsangan yang dirasakan dengan nilai sebelumnya, mis. menentukan apakah itu menjadi lebih besar atau lebih kecil, dan, berdasarkan ini, pertahankan arah gerakan atau ubah.
Reproduksi dan genetika. Bakteri bereproduksi secara aseksual: DNA dalam sel mereka direplikasi (digandakan), sel membelah menjadi dua, dan setiap sel anak menerima satu salinan DNA induk. DNA bakteri juga dapat ditransfer antar sel yang tidak membelah. Pada saat yang sama, fusi mereka (seperti pada eukariota) tidak terjadi, jumlah individu tidak bertambah, dan biasanya hanya sebagian kecil genom (kumpulan gen lengkap) yang ditransfer ke sel lain, berbeda dengan sel lain. proses seksual "nyata", di mana keturunan menerima satu set gen lengkap dari setiap orang tua. Transfer DNA tersebut dapat dilakukan dengan tiga cara. Selama transformasi, bakteri menyerap DNA "telanjang" dari lingkungan, yang sampai di sana selama penghancuran bakteri lain atau sengaja "tergelincir" oleh peneliti. Prosesnya disebut transformasi, karena pada tahap awal studinya, perhatian utama diberikan pada transformasi (transformasi) organisme yang tidak berbahaya ini menjadi organisme yang ganas. Fragmen DNA juga dapat ditransfer dari bakteri ke bakteri oleh virus khusus - bakteriofag. Ini disebut transduksi. Ada juga proses yang menyerupai fertilisasi dan disebut konjugasi: bakteri dihubungkan satu sama lain oleh pertumbuhan tubulus sementara (fimbria kopulasi), di mana DNA berpindah dari sel "jantan" ke "betina". Terkadang bakteri mengandung kromosom ekstra yang sangat kecil - plasmid, yang juga dapat ditransfer dari individu ke individu. Jika pada saat yang sama plasmid mengandung gen yang menyebabkan resistensi terhadap antibiotik, mereka berbicara tentang resistensi infeksi. Ini penting dari sudut pandang medis, karena dapat menyebar di antara spesies yang berbeda dan bahkan genera bakteri, akibatnya seluruh flora bakteri, katakanlah usus, menjadi resisten terhadap aksi obat-obatan tertentu.

METABOLISME

Sebagian karena ukuran kecil bakteri, intensitas metabolisme mereka jauh lebih tinggi daripada eukariota. Di bawah kondisi yang paling menguntungkan, beberapa bakteri dapat menggandakan massa total dan kelimpahannya kira-kira setiap 20 menit. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa sejumlah sistem enzim terpenting mereka berfungsi pada kecepatan yang sangat tinggi. Jadi, kelinci membutuhkan beberapa menit untuk mensintesis molekul protein, dan bakteri - detik. Namun, di lingkungan alami, misalnya, di dalam tanah, sebagian besar bakteri "melakukan diet kelaparan", jadi jika sel mereka membelah, maka tidak setiap 20 menit, tetapi setiap beberapa hari.
Nutrisi. Bakteri adalah autotrof dan heterotrof. Autotrof ("makan sendiri") tidak membutuhkan zat yang diproduksi oleh organisme lain. Mereka menggunakan karbon dioksida (CO2) sebagai sumber utama atau satu-satunya karbon. Termasuk CO2 dan zat anorganik lainnya, khususnya amonia (NH3), nitrat (NO-3) dan berbagai senyawa belerang, dalam reaksi kimia kompleks, mereka mensintesis semua produk biokimia yang mereka butuhkan. Heterotrof ("memakan orang lain") digunakan sebagai sumber utama karbon (beberapa spesies juga membutuhkan CO2) zat organik (mengandung karbon) yang disintesis oleh organisme lain, khususnya gula. Teroksidasi, senyawa ini memasok energi dan molekul yang diperlukan untuk pertumbuhan dan aktivitas vital sel. Dalam pengertian ini, bakteri heterotrofik, yang mencakup sebagian besar prokariota, mirip dengan manusia.
sumber energi utama. Jika untuk pembentukan (sintesis) komponen seluler terutama menggunakan energi cahaya (foton), maka prosesnya disebut fotosintesis, dan spesies yang mampu melakukannya disebut fototrof. Bakteri fototrof dibagi menjadi fotoheterotrof dan fotoautotrof, tergantung pada senyawa mana - organik atau anorganik - yang berfungsi sebagai sumber utama karbon mereka. Cyanobacteria fotoautotrofik (ganggang biru-hijau), seperti tumbuhan hijau, memecah molekul air (H2O) menggunakan energi cahaya. Ini melepaskan oksigen bebas (1/2O2) dan menghasilkan hidrogen (2H+), yang dapat dikatakan mengubah karbon dioksida (CO2) menjadi karbohidrat. Pada bakteri belerang hijau dan ungu, energi cahaya tidak digunakan untuk memecah air, melainkan molekul anorganik lainnya, seperti hidrogen sulfida (H2S). Akibatnya, hidrogen juga diproduksi, mengurangi karbon dioksida, tetapi oksigen tidak dilepaskan. Fotosintesis semacam itu disebut anoksigenik. Bakteri fotoheterotrofik, seperti bakteri nonsulfur ungu, menggunakan energi cahaya untuk menghasilkan hidrogen dari zat organik, khususnya isopropanol, tetapi gas H2 juga dapat berfungsi sebagai sumbernya. Jika sumber energi utama dalam sel adalah oksidasi bahan kimia, bakteri disebut kemoheterotrof atau kemoautotrof, tergantung pada molekul mana yang berfungsi sebagai sumber utama karbon - organik atau anorganik. Yang pertama, organik menyediakan energi dan karbon. Kemoautotrof memperoleh energi dari oksidasi zat anorganik, seperti hidrogen (menjadi air: 2H4 + O2 menjadi 2H2O), besi (Fe2+ menjadi Fe3+) atau belerang (2S + 3O2 + 2H2O menjadi 2SO42- + 4H+), dan karbon dari CO2. Organisme ini juga disebut chemolithotrophs, sehingga menekankan bahwa mereka "makan" di bebatuan.
Nafas. Respirasi sel adalah proses melepaskan energi kimia yang tersimpan dalam molekul "makanan" untuk digunakan lebih lanjut dalam reaksi vital. Respirasi dapat bersifat aerob dan anaerob. Dalam kasus pertama, ia membutuhkan oksigen. Ini diperlukan untuk pekerjaan yang disebut. sistem transpor elektron: elektron berpindah dari satu molekul ke molekul lain (energi dilepaskan) dan akhirnya menempel pada oksigen bersama dengan ion hidrogen - air terbentuk. Organisme anaerobik tidak membutuhkan oksigen, dan untuk beberapa spesies dari kelompok ini bahkan beracun. Elektron yang dilepaskan selama respirasi melekat pada akseptor anorganik lainnya, seperti nitrat, sulfat atau karbonat, atau (dalam salah satu bentuk respirasi tersebut - fermentasi) ke molekul organik tertentu, khususnya glukosa. Lihat juga METABOLISME.

KLASIFIKASI

Pada sebagian besar organisme, suatu spesies dianggap sebagai kelompok individu yang terisolasi secara reproduktif. Dalam arti luas, ini berarti bahwa perwakilan dari spesies tertentu dapat menghasilkan keturunan yang subur, kawin hanya dengan jenisnya sendiri, tetapi tidak dengan individu dari spesies lain. Dengan demikian, gen dari spesies tertentu, sebagai suatu peraturan, tidak melampaui batasnya. Namun, pada bakteri, gen dapat dipertukarkan antara individu tidak hanya dari spesies yang berbeda, tetapi juga dari genera yang berbeda, sehingga tidak sepenuhnya jelas apakah sah untuk menerapkan di sini konsep yang biasa tentang asal usul evolusi dan kekerabatan. Sehubungan dengan ini dan kesulitan lainnya, klasifikasi bakteri yang diterima secara umum belum ada. Di bawah ini adalah salah satu varian yang banyak digunakan.
KERAJAAN MONERA

Filum Gracilicutes (bakteri gram negatif berdinding tipis)

Kelas Scotobacteria (bentuk non-fotosintetik, misalnya myxobacteria) Kelas Anoxyphotobacteria (bentuk fotosintesis yang melepaskan oksigen, misalnya bakteri belerang ungu) Kelas Oxyphotobacteria (bentuk fotosintesis yang melepaskan oksigen, misalnya cyanobacteria)

Filum Firmicutes (bakteri gram positif berdinding tebal)

Kelas Firmibacteria (bentuk bersel keras seperti clostridia)
Kelas Thallobacteria (bentuk bercabang, misalnya actinomycetes)

Filum Tenericutes (bakteri gram negatif tanpa dinding sel)

Kelas Mollicutes (bentuk sel lunak, misalnya mikoplasma)

Jenis Mendosicutes (bakteri dengan dinding sel yang rusak)

Kelas Archaebacteria (bentuk purba, misalnya pembentuk metana)

Domain. Studi biokimia baru-baru ini menunjukkan bahwa semua prokariota jelas dibagi menjadi dua kategori: sekelompok kecil archaebacteria (Archaebacteria - "bakteri kuno") dan sisanya, yang disebut eubacteria (Eubacteria - "bakteri sejati"). Dipercaya bahwa archaebacteria lebih primitif daripada eubacteria dan lebih dekat dengan nenek moyang prokariota dan eukariota. Mereka berbeda dari bakteri lain dalam beberapa hal yang signifikan, termasuk komposisi molekul RNA ribosom (pRNA) yang terlibat dalam sintesis protein, struktur kimia lipid (zat seperti lemak), dan keberadaan beberapa zat lain di dinding sel sebagai gantinya. dari murein polimer protein-karbohidrat. Dalam sistem klasifikasi di atas, archaebacteria dianggap hanya salah satu dari jenis kingdom yang sama yang mencakup semua eubacteria. Namun, menurut beberapa ahli biologi, perbedaan antara archaebacteria dan eubacteria begitu mendalam sehingga lebih tepat untuk menganggap archaebacteria di Monera sebagai sub-kerajaan yang terpisah. Baru-baru ini, proposal yang lebih radikal telah muncul. Analisis molekuler telah mengungkapkan perbedaan signifikan dalam struktur gen antara kedua kelompok prokariota ini sehingga beberapa orang menganggap kehadiran mereka dalam kerajaan organisme yang sama tidak logis. Dalam hal ini, diusulkan untuk membuat kategori taksonomi (takson) dari peringkat yang lebih tinggi, menyebutnya domain, dan untuk membagi semua makhluk hidup menjadi tiga domain - Eucarya (eukariota), Archaea (archaebacteria) dan Bakteri (eubacteria saat ini). ).

EKOLOGI

Dua fungsi ekologi yang paling penting dari bakteri adalah fiksasi nitrogen dan mineralisasi residu organik.
Fiksasi nitrogen. Pengikatan molekul nitrogen (N2) untuk membentuk amonia (NH3) disebut fiksasi nitrogen, dan oksidasi yang terakhir menjadi nitrit (NO-2) dan nitrat (NO-3) disebut nitrifikasi. Ini adalah proses vital bagi biosfer, karena tanaman membutuhkan nitrogen, tetapi mereka hanya dapat mengasimilasi bentuk ikatannya. Saat ini, sekitar 90% (sekitar 90 juta ton) dari jumlah tahunan nitrogen "tetap" tersebut disediakan oleh bakteri. Sisanya dihasilkan oleh pabrik kimia atau terjadi selama pelepasan petir. Nitrogen di udara, yang kira-kira. 80% dari atmosfer, terutama terkait dengan genus gram negatif Rhizobium (Rhizobium) dan cyanobacteria. Spesies Rhizobium bersimbiosis dengan sekitar 14.000 spesies tanaman polong-polongan (famili Leguminosae), yang meliputi, misalnya, semanggi, alfalfa, kedelai, dan kacang polong. Bakteri ini hidup di tempat yang disebut. nodul - pembengkakan yang terbentuk pada akar di hadapan mereka. Bakteri menerima bahan organik (nutrisi) dari tanaman, dan sebagai imbalannya memasok inang dengan nitrogen terikat. Selama setahun, hingga 225 kg nitrogen per hektar diperbaiki dengan cara ini. Tanaman non legum, seperti alder, juga bersimbiosis dengan bakteri pengikat nitrogen lainnya. Cyanobacteria berfotosintesis seperti tanaman hijau, melepaskan oksigen. Banyak dari mereka juga mampu memperbaiki nitrogen atmosfer, yang kemudian diambil oleh tumbuhan dan akhirnya oleh hewan. Prokariota ini berfungsi sebagai sumber penting nitrogen tetap di tanah pada umumnya dan sawah di Timur pada khususnya, serta pemasok utamanya untuk ekosistem laut.
Mineralisasi. Ini adalah nama yang diberikan untuk penguraian residu organik menjadi karbon dioksida (CO2), air (H2O) dan garam mineral. Dari segi kimia, proses ini setara dengan pembakaran, sehingga membutuhkan oksigen dalam jumlah besar. Lapisan tanah atas mengandung 100.000 hingga 1 miliar bakteri per 1 g, mis. sekitar 2 ton per hektar. Biasanya, semua residu organik, begitu berada di tanah, dengan cepat teroksidasi oleh bakteri dan jamur. Lebih tahan terhadap dekomposisi adalah zat organik kecoklatan yang disebut asam humat, yang terbentuk terutama dari lignin yang terkandung dalam kayu. Itu terakumulasi di tanah dan meningkatkan sifat-sifatnya.

BAKTERI DAN INDUSTRI

Mempertimbangkan berbagai reaksi kimia yang dikatalisis oleh bakteri, tidak mengherankan bahwa mereka banyak digunakan dalam produksi, dalam beberapa kasus sejak zaman kuno. Prokariota berbagi kemuliaan pembantu manusia mikroskopis seperti itu dengan jamur, terutama ragi, yang menyediakan sebagian besar proses fermentasi alkohol, misalnya, dalam pembuatan anggur dan bir. Sekarang telah menjadi mungkin untuk memasukkan gen yang berguna ke dalam bakteri, menyebabkan mereka mensintesis zat berharga, seperti insulin, penggunaan industri laboratorium hidup ini telah menerima dorongan baru yang kuat. Lihat juga TEKNIK GENETIK.
Industri makanan. Saat ini, bakteri digunakan oleh industri ini terutama untuk produksi keju, produk susu fermentasi lainnya, dan cuka. Reaksi kimia utama di sini adalah pembentukan asam. Jadi, ketika memproduksi cuka, bakteri dari genus Acetobacter mengoksidasi etil alkohol yang terkandung dalam sari buah apel atau cairan lain menjadi asam asetat. Proses serupa terjadi selama asinan kubis: bakteri anaerob memfermentasi gula yang terkandung dalam daun tanaman ini menjadi asam laktat, serta asam asetat dan berbagai alkohol.
Pencucian bijih. Bakteri digunakan untuk melindi bijih yang buruk, mis. mentransfer dari mereka ke dalam larutan garam logam berharga, terutama tembaga (Cu) dan uranium (U). Contohnya adalah pengolahan kalkopirit, atau pirit tembaga (CuFeS2). Tumpukan bijih ini disiram secara berkala dengan air yang mengandung bakteri chemolithotrophic dari genus Thiobacillus. Selama aktivitas hidupnya, mereka mengoksidasi belerang (S), membentuk tembaga larut dan besi sulfat: CuFeS2 + 4O2 menjadi CuSO4 + FeSO4. Teknologi semacam itu sangat menyederhanakan produksi logam berharga dari bijih; pada prinsipnya, mereka setara dengan proses yang terjadi di alam selama pelapukan batuan.
Daur ulang sampah. Bakteri juga berfungsi untuk mengubah limbah, seperti limbah, menjadi produk yang kurang berbahaya atau bahkan berguna. Air limbah merupakan salah satu masalah akut umat manusia modern. Mineralisasi lengkap mereka membutuhkan oksigen dalam jumlah besar, dan di reservoir biasa, di mana biasanya membuang limbah ini, tidak lagi cukup untuk "menetralisir" mereka. Solusinya terletak pada aerasi tambahan air limbah di kolam khusus (aerotank): sebagai akibatnya, bakteri mineralisasi memiliki cukup oksigen untuk menguraikan bahan organik sepenuhnya, dan air minum menjadi salah satu produk akhir dari proses dalam kasus yang paling menguntungkan. Endapan tidak larut yang tersisa di sepanjang jalan dapat mengalami fermentasi anaerobik. Agar instalasi pengolahan air tersebut mengambil ruang dan uang sesedikit mungkin, pengetahuan yang baik tentang bakteriologi diperlukan.
Penggunaan lainnya. Area penting lainnya dari aplikasi industri bakteri termasuk, misalnya, lobus rami, yaitu. pemisahan serat pemintalannya dari bagian lain tanaman, serta produksi antibiotik, khususnya streptomisin (bakteri dari genus Streptomyces).

PENGENDALIAN BAKTERI DI INDUSTRI

Bakteri tidak hanya bermanfaat; perjuangan melawan reproduksi massal mereka, misalnya, dalam produk makanan atau dalam sistem air pabrik pulp dan kertas, telah menjadi seluruh bidang kegiatan. Makanan dirusak oleh bakteri, jamur, dan enzim autolisisnya sendiri ("pencernaan sendiri"), kecuali jika tidak diaktifkan oleh panas atau cara lain. Karena bakteri adalah penyebab utama pembusukan, merancang sistem penyimpanan makanan yang efisien membutuhkan pengetahuan tentang batas toleransi mikroorganisme ini. Salah satu teknologi yang paling umum adalah pasteurisasi susu, yang membunuh bakteri yang menyebabkan, misalnya, tuberkulosis dan brucellosis. Susu disimpan pada suhu 61-63°C selama 30 menit atau pada suhu 72-73°C hanya selama 15 detik. Ini tidak merusak rasa produk, tetapi menonaktifkan bakteri patogen. Anggur, bir, dan jus buah juga bisa dipasteurisasi. Manfaat menyimpan makanan dalam keadaan dingin sudah lama diketahui. Suhu rendah tidak membunuh bakteri, tetapi tidak memungkinkan mereka tumbuh dan berkembang biak. Benar, ketika membekukan, misalnya, hingga -25 ° C, jumlah bakteri berkurang setelah beberapa bulan, tetapi sejumlah besar mikroorganisme ini masih bertahan. Pada suhu di bawah nol, bakteri terus berkembang biak, tetapi sangat lambat. Kultur hidup mereka dapat disimpan hampir tanpa batas waktu setelah liofilisasi (pembekuan - pengeringan) dalam media yang mengandung protein, seperti serum darah. Metode pengawetan makanan terkenal lainnya termasuk pengeringan (pengeringan dan pengasapan), menambahkan sejumlah besar garam atau gula, yang secara fisiologis setara dengan dehidrasi, dan pengawetan, yaitu. ditempatkan dalam larutan asam pekat. Dengan keasaman medium yang sesuai dengan pH 4 dan di bawahnya, aktivitas vital bakteri biasanya sangat terhambat atau terhenti.

BAKTERI DAN PENYAKIT

STUDI BAKTERI

Banyak bakteri yang mudah tumbuh di tempat yang disebut. media kultur, yang mungkin termasuk kaldu daging, protein yang dicerna sebagian, garam, dekstrosa, darah utuh, serumnya dan komponen lainnya. Konsentrasi bakteri dalam kondisi seperti itu biasanya mencapai sekitar satu miliar per sentimeter kubik, menghasilkan lingkungan yang mendung. Untuk mempelajari bakteri, perlu untuk dapat memperoleh biakan murni, atau klon, yang merupakan keturunan dari satu sel. Hal ini diperlukan, misalnya, untuk menentukan jenis bakteri yang menginfeksi pasien dan antibiotik jenis mana yang sensitif. Sampel mikrobiologis, seperti swab yang diambil dari tenggorokan atau luka, sampel darah, air atau bahan lain, sangat diencerkan dan diterapkan pada permukaan media semi-padat: koloni bulat berkembang dari sel individu di atasnya. Agen pengerasan media kultur biasanya agar, polisakarida yang diperoleh dari rumput laut tertentu dan hampir tidak dapat dicerna oleh semua jenis bakteri. Media agar yang digunakan berupa “tusuk sate”, yaitu. permukaan miring yang terbentuk dalam tabung reaksi yang berdiri pada sudut besar ketika media kultur cair mengeras, atau dalam bentuk lapisan tipis dalam cawan Petri kaca - bejana bundar datar ditutup dengan tutup dengan bentuk yang sama, tetapi diameternya sedikit lebih besar. Biasanya, setelah sehari, sel bakteri memiliki waktu untuk berkembang biak sedemikian rupa sehingga membentuk koloni yang mudah terlihat dengan mata telanjang. Hal ini dapat ditransfer ke lingkungan lain untuk studi lebih lanjut. Semua media kultur harus steril sebelum kultivasi bakteri, dan kemudian harus diperhatikan untuk mencegah pengendapan mikroorganisme yang tidak diinginkan pada media tersebut. Untuk memeriksa bakteri yang tumbuh dengan cara ini, lingkaran kawat tipis dikalsinasi di atas api, pertama-tama menyentuhnya dengan koloni atau noda, dan kemudian dengan setetes air yang diendapkan pada kaca objek. Mendistribusikan bahan yang diambil secara merata dalam air ini, gelas dikeringkan dan dengan cepat melewati api pembakar dua atau tiga kali (sisi dengan bakteri harus diputar): sebagai hasilnya, mikroorganisme, tanpa rusak, menempel dengan kuat ke substrat. Pewarna diteteskan ke permukaan preparat, kemudian kaca dicuci dengan air dan dikeringkan kembali. Sampel sekarang dapat dilihat di bawah mikroskop. Kultur murni bakteri diidentifikasi terutama oleh karakteristik biokimia mereka, yaitu. menentukan apakah mereka membentuk gas atau asam dari gula tertentu, apakah mereka mampu mencerna protein (mencairkan gelatin), apakah mereka membutuhkan oksigen untuk pertumbuhan, dll. Mereka juga memeriksa apakah mereka diwarnai dengan pewarna tertentu. Sensitivitas terhadap obat-obatan tertentu, seperti antibiotik, dapat ditentukan dengan menempatkan cakram kecil kertas saring yang direndam dengan zat ini pada permukaan yang diinokulasi dengan bakteri. Jika ada senyawa kimia yang membunuh bakteri, zona bebas dari bakteri akan terbentuk di sekitar cakram yang sesuai.

Ensiklopedia Collier. - Masyarakat Terbuka. 2000 .

Pada saat ini, kawan, saat Anda membaca baris-baris ini, Anda mendapat manfaat dari kerja bakteri. Dari oksigen yang kita hirup hingga nutrisi yang diekstrak perut kita dari makanan, kita memiliki bakteri yang patut disyukuri karena berkembang biak di planet ini. Ada sekitar sepuluh kali lebih banyak mikroorganisme dalam tubuh kita, termasuk bakteri, daripada sel kita sendiri. Faktanya, kita lebih banyak mikroba daripada manusia.

Baru belakangan ini kita mulai perlahan memahami organisme mikroskopis dan dampaknya terhadap planet dan kesehatan kita, tetapi sejarah menunjukkan bahwa berabad-abad yang lalu nenek moyang kita menggunakan kekuatan bakteri untuk memfermentasi makanan dan minuman (ada yang pernah mendengar tentang roti dan bir?).

Pada abad ke-17, kita mulai mempelajari bakteri yang sudah ada secara langsung di tubuh kita yang berhubungan erat dengan kita - di dalam mulut. Keingintahuan Anthony van Leeuwenhoek berujung pada penemuan bakteri tersebut saat ia memeriksa plak di antara giginya sendiri. Van Leeuwenhoek menggambarkan bakteri secara puitis, menggambarkan koloni bakteri pada giginya sebagai "zat putih kecil, seperti adonan yang mengeras". Dengan menempatkan sampel di bawah mikroskop, van Leeuwenhoek melihat bahwa mikroorganisme itu bergerak. Jadi mereka hidup!

Anda harus tahu bahwa bakteri telah memainkan peran penting bagi Bumi, menjadi kunci untuk menciptakan udara yang dapat bernapas dan kekayaan biologis planet yang kita sebut rumah.

Pada artikel ini, kami akan memberi Anda gambaran besar tentang mikroorganisme kecil namun sangat berpengaruh ini. Kami melihat cara baik, buruk, dan benar-benar aneh bakteri membentuk sejarah manusia dan lingkungan. Pertama, mari kita lihat bagaimana bakteri berbeda dari jenis kehidupan lainnya.

Dasar bakteri

Nah, jika bakteri tidak terlihat dengan mata telanjang, bagaimana kita bisa tahu banyak tentang mereka?

Para ilmuwan telah mengembangkan mikroskop yang kuat untuk melihat bakteri - yang ukurannya berkisar dari satu hingga beberapa mikron (sepersejuta meter) - dan mencari tahu bagaimana mereka berhubungan dengan bentuk kehidupan lain, tumbuhan, hewan, virus, dan jamur.

Seperti yang Anda ketahui, sel adalah bahan penyusun kehidupan, mereka membentuk jaringan tubuh kita dan pohon yang tumbuh di luar jendela. Manusia, hewan dan tumbuhan memiliki sel-sel dengan informasi genetik yang terkandung dalam membran yang disebut nukleus. Jenis sel ini, yang disebut sel eukariotik, memiliki organel khusus, yang masing-masing melakukan pekerjaan unik dalam membantu sel berfungsi.

Bakteri, bagaimanapun, tidak memiliki inti, dan materi genetiknya (DNA) mengapung bebas di dalam sel. Sel-sel mikroskopis ini tidak memiliki organel dan memiliki metode lain untuk mereproduksi dan mentransfer materi genetik. Bakteri dianggap sel prokariotik.

Apakah bakteri bertahan hidup di lingkungan dengan atau tanpa oksigen?

Bentuknya: batang (basil), lingkaran (kokus) atau spiral (spirillum)

Apakah bakteri Gram-negatif atau Gram-positif, yaitu, apakah mereka memiliki membran pelindung luar yang mencegah pewarnaan bagian dalam sel

Bagaimana bakteri bergerak dan menjelajahi lingkungan mereka (banyak bakteri memiliki flagela, struktur kecil seperti cambuk yang memungkinkan mereka bergerak di lingkungan mereka)

Mikrobiologi - ilmu tentang semua jenis mikroba, termasuk bakteri, archaea, jamur, virus, dan protozoa - membedakan bakteri dari saudaranya mikroba.

Prokariota mirip bakteri, sekarang diklasifikasikan sebagai archaea, pernah hidup berdampingan dengan bakteri, tetapi ketika para ilmuwan belajar lebih banyak tentang mereka, mereka memberi bakteri dan archaea kategori mereka sendiri.

Nutrisi mikroba (dan miasma)

Seperti manusia, hewan, dan tumbuhan, bakteri membutuhkan makanan untuk bertahan hidup.

Beberapa bakteri - autotrof - menggunakan sumber daya dasar seperti sinar matahari, air, dan bahan kimia dari lingkungan untuk membuat makanan (pikirkan cyanobacteria, yang mengubah sinar matahari menjadi oksigen selama 2,5 juta tahun). Bakteri lain disebut heterotrof oleh para ilmuwan karena mereka mengambil energi dari bahan organik yang ada sebagai makanan (misalnya, daun mati di tanah hutan).

Yang benar adalah apa yang mungkin enak bagi bakteri akan menjijikkan bagi kita. Mereka telah berevolusi untuk menyerap semua jenis produk, dari tumpahan minyak dan produk sampingan dari fisi nuklir hingga kotoran manusia dan produk peluruhan.

Tapi afinitas bakteri untuk sumber makanan tertentu bisa menguntungkan masyarakat. Misalnya, ahli seni di Italia telah beralih ke bakteri yang dapat memakan lapisan garam dan lem berlebih yang mengurangi daya tahan karya seni yang tak ternilai harganya. Kemampuan bakteri dalam mengolah bahan organik juga sangat berguna bagi Bumi, baik di dalam tanah maupun di dalam air.

Dari pengalaman sehari-hari, Anda sangat akrab dengan bau yang disebabkan oleh bakteri yang menelan isi keranjang sampah Anda, mencerna sisa makanan, dan mengeluarkan produk sampingan berupa gas. Namun, semuanya tidak terbatas pada ini. Anda juga bisa menyalahkan bakteri karena menyebabkan saat-saat canggung ketika Anda sendiri mengeluarkan gas.

Satu keluarga besar

Bakteri tumbuh dan membentuk koloni bila diberi kesempatan. Jika makanan dan kondisi lingkungan menguntungkan, mereka berkembang biak dan membentuk gumpalan lengket, yang disebut biofilm, untuk bertahan hidup di permukaan mulai dari batu hingga gigi mulut Anda.

Biofilm memiliki pro dan kontra. Di satu sisi, mereka saling menguntungkan dengan benda-benda alam (mutualisme). Di sisi lain, mereka bisa menjadi ancaman serius. Misalnya, dokter yang merawat pasien dengan implan dan perangkat medis sangat memperhatikan biofilm, karena biofilm adalah tempat tinggal bakteri. Setelah dijajah, biofilm dapat menghasilkan produk sampingan yang beracun - dan terkadang fatal - bagi manusia.

Seperti orang-orang di kota, sel-sel dalam biofilm berkomunikasi satu sama lain, bertukar informasi tentang makanan dan potensi bahaya. Tapi bukannya menelepon tetangga di telepon, bakteri mengirim catatan menggunakan bahan kimia.

Juga, bakteri tidak takut untuk hidup sendiri. Beberapa spesies telah mengembangkan cara yang menarik untuk bertahan hidup di lingkungan yang keras. Ketika tidak ada lagi makanan, dan kondisi menjadi tak tertahankan, bakteri mempertahankan diri dengan menciptakan cangkang keras - endospora, yang menempatkan sel ke keadaan tidak aktif dan mempertahankan materi genetik bakteri.

Para ilmuwan menemukan bakteri dalam kapsul waktu seperti itu yang telah disimpan selama 100 atau bahkan 250 juta tahun. Hal ini menunjukkan bahwa bakteri dapat menyimpan sendiri untuk waktu yang lama.

Sekarang setelah kita mengetahui peluang apa yang disediakan koloni bagi bakteri, mari kita cari tahu bagaimana mereka sampai di sana - dengan membagi dan mengalikan.

Reproduksi bakteri

Bagaimana cara bakteri membentuk koloni? Seperti bentuk kehidupan lain di Bumi, bakteri perlu menggandakan diri untuk bertahan hidup. Organisme lain melakukan ini melalui reproduksi seksual, tetapi bukan bakteri. Tapi pertama-tama, mari kita bahas mengapa variasi itu baik.

Kehidupan mengalami seleksi alam, atau kekuatan selektif dari lingkungan tertentu memungkinkan satu jenis untuk berkembang dan berkembang biak lebih dari yang lain. Anda mungkin ingat bahwa gen adalah mekanisme yang memerintahkan sel apa yang harus dilakukan dan menentukan warna rambut dan mata Anda nantinya. Anda mendapatkan gen dari orang tua Anda. Reproduksi seksual menghasilkan mutasi, atau perubahan acak pada DNA, yang menciptakan keragaman. Semakin besar keragaman genetik, semakin besar kemungkinan suatu organisme akan mampu beradaptasi dengan kendala lingkungan.

Untuk bakteri, reproduksi tidak bergantung pada pemenuhan mikroba yang tepat; mereka hanya menyalin DNA mereka sendiri dan membelah menjadi dua sel yang identik. Proses ini, yang disebut pembelahan biner, terjadi ketika satu bakteri membelah menjadi dua, menyalin DNA-nya dan meneruskannya ke kedua bagian sel yang terbelah.

Karena sel yang dihasilkan pada akhirnya akan identik dengan sel asalnya, metode reproduksi ini bukanlah yang terbaik untuk menciptakan kumpulan gen yang beragam. Bagaimana bakteri memperoleh gen baru?

Ternyata bakteri menggunakan trik cerdas: transfer gen horizontal, atau pertukaran materi genetik tanpa reproduksi. Ada beberapa cara yang digunakan bakteri untuk melakukan ini. Salah satu metode melibatkan pemanenan materi genetik dari lingkungan di luar sel - dari mikroba dan bakteri lain (melalui molekul yang disebut plasmid). Cara lain adalah virus, yang menggunakan bakteri sebagai rumahnya. Dengan menginfeksi bakteri baru, virus meninggalkan materi genetik bakteri sebelumnya di bakteri baru.

Pertukaran materi genetik memberi bakteri fleksibilitas untuk beradaptasi, dan mereka beradaptasi jika mereka merasakan perubahan lingkungan yang penuh tekanan, seperti kekurangan makanan atau perubahan kimia.

Memahami bagaimana bakteri beradaptasi sangat penting untuk memerangi mereka dan mengembangkan antibiotik dalam pengobatan. Bakteri dapat bertukar materi genetik begitu sering sehingga terkadang pengobatan yang berhasil sebelumnya tidak lagi berhasil.

Tidak ada gunung yang tinggi, tidak ada kedalaman yang besar

Jika Anda bertanya "di mana bakterinya?", Lebih mudah untuk bertanya "di mana tidak ada bakteri?".

Bakteri ditemukan hampir di semua tempat di Bumi. Tidak mungkin membayangkan jumlah bakteri di planet ini pada saat yang sama, tetapi menurut beberapa perkiraan, jumlahnya adalah (bakteri dan archaea bersama-sama) 5 oktillion - ini adalah angka dengan 27 nol.

Klasifikasi spesies bakteri sangat kompleks karena alasan yang jelas. Sekarang ada sekitar 30.000 spesies yang diidentifikasi secara resmi, tetapi basis pengetahuan terus berkembang, dan ada pendapat bahwa kita hanya memiliki puncak gunung es untuk semua jenis bakteri.

Yang benar adalah bahwa bakteri telah ada sejak lama. Mereka memunculkan beberapa fosil tertua, yang berusia 3,5 miliar tahun. Hasil penelitian ilmiah menunjukkan bahwa cyanobacteria mulai menciptakan oksigen sekitar 2,3-2,5 miliar tahun yang lalu di lautan dunia, memenuhi atmosfer bumi dengan oksigen yang kita hirup hingga hari ini.

Bakteri dapat bertahan hidup di udara, air, tanah, es, panas, tanaman, usus, kulit - di mana-mana.

Beberapa bakteri adalah ekstrofil, artinya mereka dapat bertahan di lingkungan ekstrem di mana mereka sangat panas atau dingin atau kekurangan nutrisi dan bahan kimia yang biasanya kita kaitkan dengan kehidupan. Para peneliti menemukan bakteri semacam itu di Palung Mariana, titik terdalam di Bumi di dasar Samudra Pasifik, dekat lubang hidrotermal di air dan es. Ada juga bakteri yang menyukai panas, seperti yang mewarnai kolam opalescent di Taman Nasional Yellowstone.

Buruk (bagi kita)

Sementara bakteri memberikan kontribusi penting bagi kesehatan manusia dan planet, mereka juga memiliki sisi gelap. Beberapa bakteri dapat bersifat patogen, artinya dapat menyebabkan penyakit dan penyakit.

Sepanjang sejarah manusia, bakteri tertentu (dapat dimengerti) mendapat reputasi buruk karena menyebabkan kepanikan dan histeria. Ambil contoh, wabah. Bakteri penyebab wabah Yersinia pestis tidak hanya membunuh lebih dari 100 juta orang, tetapi juga berkontribusi pada runtuhnya Kekaisaran Romawi. Sebelum munculnya antibiotik, obat yang membantu melawan infeksi bakteri, mereka sangat sulit dihentikan.

Bahkan saat ini, bakteri patogen ini sangat menakutkan kita. Berkat berkembangnya resistensi terhadap antibiotik, bakteri penyebab antraks, pneumonia, meningitis, kolera, salmonellosis, tonsilitis, dan penyakit lain yang masih ada pada kita selalu menjadi bahaya bagi kita.

Hal ini terutama berlaku untuk Staphylococcus aureus, bakteri yang bertanggung jawab atas infeksi staph. "Superbug" ini menyebabkan banyak masalah di klinik, karena pasien sangat sering terkena infeksi ini saat memasukkan implan medis dan kateter.

Kami telah berbicara tentang seleksi alam dan bagaimana beberapa bakteri mengembangkan berbagai gen yang membantu mereka mengatasi kondisi lingkungan. Jika Anda memiliki infeksi dan beberapa bakteri dalam tubuh Anda berbeda dari yang lain, antibiotik dapat membunuh sebagian besar populasi bakteri. Tetapi bakteri yang bertahan akan mengembangkan resistensi terhadap obat dan tetap tinggal, menunggu kesempatan berikutnya. Karena itu, dokter menyarankan untuk menyelesaikan antibiotik sampai akhir, dan secara umum, menghubungi mereka sejarang mungkin, hanya sebagai upaya terakhir.

Bioweapon adalah aspek mengerikan lain dari percakapan ini. Bakteri dapat digunakan sebagai senjata dalam beberapa kasus, khususnya, antraks digunakan pada satu waktu. Selain itu, tidak hanya orang yang menderita bakteri. Spesies terpisah - Halomonas titanicae - menunjukkan selera untuk kapal laut Titanic yang tenggelam, merusak logam kapal bersejarah.

Tentu saja, bakteri dapat membawa lebih dari sekadar bahaya.

bakteri heroik

Mari kita jelajahi sisi baik bakteri. Bagaimanapun, mikroba ini memberi kita makanan lezat seperti keju, bir, penghuni pertama, dan makanan fermentasi lainnya. Mereka juga meningkatkan kesehatan manusia dan digunakan dalam pengobatan.

Bakteri individu dapat berterima kasih untuk membentuk evolusi manusia. Ilmu pengetahuan semakin banyak mengumpulkan data tentang mikroflora - mikroorganisme yang hidup di tubuh kita, terutama di sistem pencernaan dan usus. Penelitian menunjukkan bahwa bakteri, materi genetik baru, dan keragaman yang dibawanya ke tubuh kita memungkinkan manusia beradaptasi dengan sumber makanan baru yang sebelumnya tidak digunakan.

Dengan kata lain, dengan melapisi permukaan perut dan usus Anda, bakteri bekerja untuk Anda. Saat Anda makan, bakteri dan mikroba lain membantu Anda memecah dan mengekstrak nutrisi dari makanan, terutama karbohidrat. Semakin beragam bakteri yang kita konsumsi, semakin beragam pula tubuh kita.

Meskipun pengetahuan kita tentang mikroba kita sendiri sangat terbatas, ada alasan untuk percaya bahwa tidak adanya mikroba dan bakteri tertentu dalam tubuh dapat dikaitkan dengan kesehatan, metabolisme, dan kerentanan terhadap alergen manusia. Studi awal pada tikus telah menunjukkan bahwa penyakit metabolik seperti obesitas dikaitkan dengan keragaman dan mikroflora yang sehat, daripada pola pikir kita yang berlaku "kalori masuk, kalori keluar".

Kemungkinan memasukkan mikroba dan bakteri tertentu ke dalam tubuh manusia, yang dapat memberikan manfaat tertentu, sedang diteliti secara aktif, namun, pada saat penulisan, rekomendasi umum untuk penggunaannya belum ditetapkan.

Selain itu, bakteri telah memainkan peran penting dalam pengembangan pemikiran ilmiah dan pengobatan manusia. Bakteri memainkan peran utama dalam pengembangan postulat Koch tahun 1884, yang mengarah pada pemahaman umum bahwa penyakit disebabkan oleh jenis mikroba tertentu.

Para peneliti yang mempelajari bakteri secara tidak sengaja menemukan penisilin, antibiotik yang telah menyelamatkan banyak nyawa. Juga baru-baru ini, dalam hal ini, cara mudah untuk mengedit genom organisme telah ditemukan, yang dapat merevolusi kedokteran.

Sebenarnya, kami baru mulai memahami bagaimana mendapatkan manfaat dari hidup bersama dengan teman-teman kecil ini. Selain itu, tidak jelas siapa pemilik sebenarnya dari Bumi: manusia atau mikroba.

Bakteri adalah organisme paling kuno di bumi, serta yang paling sederhana dalam strukturnya. Ini hanya terdiri dari satu sel, yang hanya dapat dilihat dan dipelajari di bawah mikroskop. Ciri khas bakteri adalah tidak adanya nukleus, itulah sebabnya bakteri diklasifikasikan sebagai prokariota.

Beberapa spesies membentuk kelompok kecil sel; kelompok tersebut dapat dikelilingi oleh kapsul (selubung). Ukuran, bentuk, dan warna bakteri sangat bergantung pada lingkungan.

Berdasarkan bentuknya, bakteri dibedakan menjadi: berbentuk batang (basil), bulat (kokus) dan berbelit-belit (spirila). Ada juga yang dimodifikasi - kubik, berbentuk C, berbentuk bintang. Ukurannya berkisar dari 1 hingga 10 mikron. Jenis bakteri tertentu dapat aktif bergerak dengan bantuan flagela. Yang terakhir terkadang melebihi ukuran bakteri itu sendiri dua kali.

Jenis bakteri yang terbentuk

Untuk pergerakan, bakteri menggunakan flagela, yang jumlahnya berbeda - satu, sepasang, seikat flagela. Lokasi flagela juga berbeda - di satu sisi sel, di sisi, atau merata di seluruh bidang. Juga, salah satu cara gerakan dianggap meluncur karena lendir yang menutupi prokariota. Sebagian besar memiliki vakuola di dalam sitoplasma. Menyesuaikan kapasitas gas dalam vakuola membantu mereka bergerak naik atau turun dalam cairan, serta bergerak melalui saluran udara tanah.

Para ilmuwan telah menemukan lebih dari 10 ribu varietas bakteri, tetapi menurut asumsi para peneliti ilmiah, ada lebih dari satu juta spesies di dunia. Karakteristik umum bakteri memungkinkan untuk menentukan perannya dalam biosfer, serta untuk mempelajari struktur, jenis dan klasifikasi kerajaan bakteri.

habitat

Kesederhanaan struktur dan kecepatan adaptasi terhadap kondisi lingkungan membantu bakteri menyebar ke berbagai planet kita. Mereka ada di mana-mana: air, tanah, udara, organisme hidup - semua ini adalah habitat yang paling dapat diterima untuk prokariota.

Bakteri telah ditemukan baik di kutub selatan maupun di geyser. Mereka berada di dasar laut, serta di lapisan atas cangkang udara Bumi. Bakteri hidup di mana-mana, tetapi jumlahnya tergantung pada kondisi yang menguntungkan. Misalnya, sejumlah besar spesies bakteri hidup di perairan terbuka, serta di tanah.

Fitur struktural

Sel bakteri dibedakan tidak hanya oleh fakta bahwa ia tidak memiliki nukleus, tetapi juga oleh tidak adanya mitokondria dan plastida. DNA prokariota ini terletak di zona nuklir khusus dan berbentuk nukleoid yang tertutup cincin. Pada bakteri, struktur sel terdiri dari dinding sel, kapsul, membran seperti kapsul, flagela, pili, dan membran sitoplasma. Struktur internal dibentuk oleh sitoplasma, granula, mesosom, ribosom, plasmid, inklusi dan nukleoid.

Dinding sel bakteri melakukan fungsi pertahanan dan dukungan. Zat dapat dengan bebas mengalir melaluinya karena permeabilitas. Cangkang ini mengandung pektin dan hemiselulosa. Beberapa bakteri mengeluarkan lendir khusus yang dapat membantu melindungi dari kekeringan. Lendir membentuk kapsul - polisakarida dalam komposisi kimia. Dalam bentuk ini, bakteri mampu mentolerir bahkan suhu yang sangat tinggi. Itu juga melakukan fungsi lain, misalnya, menempel pada permukaan apa pun.

Pada permukaan sel bakteri terdapat vili - pili berprotein tipis. Mungkin ada banyak dari mereka. Pili membantu sel untuk mentransfer materi genetik, dan juga memberikan adhesi ke sel lain.

Di bawah bidang dinding adalah membran sitoplasma tiga lapis. Ini menjamin pengangkutan zat, dan juga memainkan peran penting dalam pembentukan spora.

Sitoplasma bakteri 75 persen terbuat dari air. Komposisi sitoplasma:

• ikan;
• mesosom;
• asam amino;
• enzim;
• pigmen;
• Gula;
• butiran dan inklusi;
• nukleoid.

Metabolisme pada prokariota dimungkinkan, baik dengan partisipasi oksigen maupun tanpa oksigen. Sebagian besar dari mereka memakan nutrisi siap pakai yang berasal dari organik. Sangat sedikit spesies yang mampu mensintesis zat organik dari zat anorganik itu sendiri. Ini adalah bakteri biru-hijau dan cyanobacteria, yang memainkan peran penting dalam membentuk atmosfer dan menjenuhkannya dengan oksigen.

reproduksi

Dalam kondisi yang menguntungkan untuk reproduksi, itu dilakukan dengan tunas atau secara vegetatif. Reproduksi aseksual terjadi dalam urutan berikut:

1. Sel bakteri mencapai volume maksimum dan mengandung pasokan nutrisi yang diperlukan.
2. Sel memanjang, partisi muncul di tengah.
3. Di dalam sel terjadi pembelahan nukleotida.
4. DNA utama dan terpisah berbeda.
5. Sel terbelah menjadi dua.
6. Pembentukan sisa sel anak.

Dengan metode reproduksi ini, tidak ada pertukaran informasi genetik, sehingga semua sel anak akan menjadi salinan persis dari ibu.

Proses reproduksi bakteri dalam kondisi buruk lebih menarik. Para ilmuwan belajar tentang kemampuan bakteri untuk bereproduksi secara seksual relatif baru - pada tahun 1946. Bakteri tidak memiliki pembelahan menjadi sel betina dan sel germinal. Tetapi mereka memiliki DNA yang berbeda. Dua sel seperti itu, ketika saling mendekat, membentuk saluran untuk transfer DNA, terjadi pertukaran situs - rekombinasi. Prosesnya cukup lama, yang hasilnya adalah dua individu yang sama sekali baru.

Kebanyakan bakteri sangat sulit dilihat di bawah mikroskop karena mereka tidak memiliki warna sendiri. Beberapa varietas berwarna ungu atau hijau karena kandungan bacteriochlorophyll dan bacteriopurpurine. Meskipun jika kita mempertimbangkan beberapa koloni bakteri, menjadi jelas bahwa mereka melepaskan zat berwarna ke lingkungan dan memperoleh warna cerah. Untuk mempelajari prokariota secara lebih rinci, mereka diwarnai.

Klasifikasi

Klasifikasi bakteri dapat didasarkan pada indikator seperti:

• Formulir
• cara bepergian;
• cara untuk mendapatkan energi;
• produk-produk sisa;
• tingkat bahaya.

Simbion bakteri hidup dalam kemitraan dengan organisme lain.

Bakteri saprofit hidup dari organisme, produk, dan sampah organik yang sudah mati. Mereka berkontribusi pada proses pembusukan dan fermentasi.

Pembusukan membersihkan sifat mayat dan limbah organik lainnya. Tanpa proses peluruhan, tidak akan ada siklus zat di alam. Jadi apa peran bakteri dalam siklus materi?

Bakteri pembusuk merupakan pembantu dalam proses pemecahan senyawa protein, serta lemak dan senyawa lain yang mengandung nitrogen. Setelah melakukan reaksi kimia yang kompleks, mereka memutuskan ikatan antara molekul organisme organik dan menangkap molekul protein, asam amino. Membelah, molekul melepaskan amonia, hidrogen sulfida dan zat berbahaya lainnya. Mereka beracun dan dapat menyebabkan keracunan pada manusia dan hewan.

Bakteri pembusuk berkembang biak dengan cepat dalam kondisi yang menguntungkan bagi mereka. Karena ini bukan hanya bakteri yang menguntungkan, tetapi juga yang berbahaya, untuk mencegah pembusukan dini pada produk, orang telah belajar mengolahnya: kering, acar, garam, asap. Semua perawatan ini membunuh bakteri dan mencegahnya berkembang biak.

Bakteri fermentasi dengan bantuan enzim mampu memecah karbohidrat. Orang-orang memperhatikan kemampuan ini di zaman kuno dan menggunakan bakteri tersebut untuk membuat produk asam laktat, cuka, dan produk makanan lainnya hingga hari ini.

Bakteri, bekerja sama dengan organisme lain, melakukan pekerjaan kimia yang sangat penting. Sangat penting untuk mengetahui jenis bakteri apa dan apa manfaat atau bahaya yang mereka bawa ke alam.

Signifikansi di alam dan bagi manusia

Pentingnya banyak jenis bakteri (dalam proses pembusukan dan berbagai jenis fermentasi) telah disebutkan di atas; pemenuhan peran sanitasi di Bumi.

Bakteri juga memainkan peran besar dalam siklus karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, fosfor, belerang, kalsium, dan elemen lainnya. Banyak jenis bakteri berkontribusi pada fiksasi aktif nitrogen atmosfer dan mengubahnya menjadi bentuk organik, berkontribusi pada peningkatan kesuburan tanah. Yang paling penting adalah bakteri yang menguraikan selulosa, yang merupakan sumber utama karbon untuk aktivitas vital mikroorganisme tanah.

Bakteri pereduksi sulfat terlibat dalam pembentukan minyak dan hidrogen sulfida dalam lumpur terapeutik, tanah dan laut. Dengan demikian, lapisan air yang jenuh dengan hidrogen sulfida di Laut Hitam adalah hasil dari aktivitas vital bakteri pereduksi sulfat. Aktivitas bakteri ini di tanah mengarah pada pembentukan soda dan salinisasi soda tanah. Bakteri pereduksi sulfat mengubah nutrisi di tanah perkebunan padi menjadi bentuk yang tersedia untuk akar tanaman. Bakteri ini dapat menyebabkan korosi logam di bawah tanah dan struktur bawah air.

Berkat aktivitas vital bakteri, tanah dibebaskan dari banyak produk dan organisme berbahaya dan jenuh dengan nutrisi berharga. Sediaan bakterisida berhasil digunakan untuk memerangi berbagai jenis serangga hama (penggerek jagung, dll.).

Banyak jenis bakteri yang digunakan di berbagai industri untuk memproduksi aseton, etil dan butil alkohol, asam asetat, enzim, hormon, vitamin, antibiotik, preparat protein dan vitamin, dll.

Tanpa bakteri, proses penyamakan kulit tidak mungkin dilakukan, pengeringan daun tembakau, pembuatan sutra, karet, pengolahan kakao, kopi, rami kencing, rami dan tanaman serat kulit pohon lainnya, asinan kubis, pengolahan limbah, pencucian logam, dll.

Kata "bakteri" pada kebanyakan orang dikaitkan dengan sesuatu yang tidak menyenangkan dan ancaman bagi kesehatan. Paling-paling, produk susu asam diingat. Paling buruk - dysbacteriosis, wabah, disentri dan masalah lainnya. Bakteri ada di mana-mana, baik dan buruk. Apa yang bisa disembunyikan mikroorganisme?

Apa itu bakteri?

Manusia dan bakteri

Dalam tubuh kita, ada perjuangan konstan antara bakteri berbahaya dan menguntungkan. Melalui proses ini, seseorang menerima perlindungan dari berbagai infeksi. Berbagai mikroorganisme mengelilingi kita di setiap langkah. Mereka hidup dengan pakaian, mereka terbang di udara, mereka ada di mana-mana.

Kehadiran bakteri di mulut, dan ini adalah sekitar empat puluh ribu mikroorganisme, melindungi gusi dari pendarahan, dari penyakit periodontal dan bahkan dari radang amandel. Jika mikroflora wanita terganggu, dia dapat mengembangkan penyakit ginekologi. Kepatuhan terhadap aturan dasar kebersihan pribadi akan membantu menghindari kegagalan seperti itu.

Kekebalan manusia sepenuhnya bergantung pada keadaan mikroflora. Hampir 60% dari semua bakteri ditemukan di saluran pencernaan saja. Sisanya terletak di sistem pernapasan dan di alat kelamin. Sekitar dua kilogram bakteri hidup dalam diri seseorang.

Munculnya bakteri dalam tubuh

Bakteri menguntungkan

Bakteri yang berguna adalah: asam laktat, bifidobacteria, E. coli, streptomycents, mikoriza, cyanobacteria.

Semuanya memiliki peran penting dalam kehidupan manusia. Beberapa dari mereka mencegah terjadinya infeksi, yang lain digunakan dalam produksi obat-obatan, dan yang lain menjaga keseimbangan ekosistem planet kita.

Jenis bakteri berbahaya

Bakteri berbahaya dapat menyebabkan sejumlah penyakit serius pada manusia. Misalnya penyakit difteri, antraks, tonsilitis, pes dan masih banyak lagi yang lainnya. Mereka mudah ditularkan dari orang yang terinfeksi melalui udara, makanan, sentuhan. Ini adalah bakteri berbahaya, yang namanya akan diberikan di bawah ini, yang merusak makanan. Mereka mengeluarkan bau yang tidak sedap, membusuk dan membusuk, dan menyebabkan penyakit.

Bakteri dapat berbentuk gram positif, gram negatif, berbentuk batang.

Nama bakteri berbahaya

Meja. Bakteri berbahaya bagi manusia. Judul

Judul	Habitat	Menyakiti
mikobakteri	makanan, air	TBC, kusta, maag
basil tetanus	tanah, kulit, saluran pencernaan	tetanus, kejang otot, gagal napas
tongkat wabah (dianggap oleh para ahli sebagai senjata biologis)	hanya pada manusia, hewan pengerat, dan mamalia	wabah pes, pneumonia, infeksi kulit
Helicobacter pylori	lapisan perut manusia	gastritis, tukak lambung, menghasilkan sitotoksin, amonia
basil antraks	tanah	antraks
tongkat botulisme	makanan, piring yang terkontaminasi	peracunan

Bakteri berbahaya dapat tinggal di dalam tubuh untuk waktu yang lama dan menyerap zat-zat bermanfaat darinya. Namun, mereka dapat menyebabkan penyakit menular.

Bakteri paling berbahaya

Salah satu bakteri yang paling resisten adalah methicillin. Ia lebih dikenal dengan nama "Staphylococcus aureus" (Staphylococcus aureus). Mikroorganisme ini mampu menyebabkan tidak hanya satu, tetapi beberapa penyakit menular. Beberapa jenis bakteri ini resisten terhadap antibiotik dan antiseptik yang kuat. Strain bakteri ini dapat hidup di saluran pernapasan bagian atas, luka terbuka dan saluran kemih setiap sepertiga penduduk bumi. Untuk orang dengan sistem kekebalan yang kuat, ini tidak berbahaya.

Bakteri berbahaya bagi manusia juga merupakan patogen yang disebut Salmonella typhi. Mereka adalah agen penyebab infeksi usus akut dan demam tifoid. Jenis bakteri yang berbahaya bagi manusia ini berbahaya karena menghasilkan zat beracun yang sangat mengancam jiwa. Selama perjalanan penyakit, keracunan tubuh terjadi, demam yang sangat kuat, ruam pada tubuh, peningkatan hati dan limpa. Bakteri ini sangat tahan terhadap berbagai pengaruh luar. Ia hidup dengan baik di air, pada sayuran, buah-buahan dan berkembang biak dengan baik dalam produk susu.

Clostridium tetan juga merupakan salah satu bakteri paling berbahaya. Ini menghasilkan racun yang disebut eksotoksin tetanus. Orang yang terinfeksi patogen ini mengalami rasa sakit yang luar biasa, kejang-kejang dan mati dengan sangat keras. Penyakit itu disebut Tetanus. Terlepas dari kenyataan bahwa vaksin itu dibuat kembali pada tahun 1890, setiap tahun di Bumi 60 ribu orang meninggal karenanya.

Dan bakteri lain yang dapat menyebabkan kematian manusia adalah Mycobacterium tuberculosis. Ini menyebabkan tuberkulosis, yang resisten terhadap obat-obatan. Jika Anda tidak mencari bantuan tepat waktu, seseorang dapat meninggal.

Langkah-langkah untuk mencegah penyebaran infeksi

Bakteri berbahaya, nama-nama mikroorganisme dipelajari dari bangku mahasiswa oleh dokter dari segala arah. Setiap tahun, layanan kesehatan mencari metode baru untuk mencegah penyebaran infeksi yang berbahaya bagi kehidupan manusia. Dengan mematuhi tindakan pencegahan, Anda tidak perlu membuang energi untuk menemukan cara baru untuk menangani penyakit tersebut.

Untuk melakukan ini, perlu untuk mengidentifikasi sumber infeksi tepat waktu, untuk menentukan lingkaran orang sakit dan kemungkinan korban. Sangat penting untuk mengisolasi mereka yang terinfeksi dan mendisinfeksi sumber infeksi.

Tahap kedua adalah penghancuran cara-cara di mana bakteri berbahaya dapat ditularkan. Untuk melakukan ini, lakukan propaganda yang tepat di antara penduduk.

Fasilitas makanan, reservoir, gudang dengan penyimpanan makanan dikendalikan.

Setiap orang dapat melawan bakteri berbahaya dengan segala cara yang mungkin memperkuat kekebalan mereka. Gaya hidup sehat, kepatuhan terhadap aturan kebersihan dasar, perlindungan diri selama kontak seksual, penggunaan instrumen dan peralatan medis sekali pakai yang steril, pembatasan penuh dari komunikasi dengan orang yang dikarantina. Saat memasuki wilayah epidemiologis atau sumber infeksi, semua persyaratan layanan sanitasi dan epidemiologis harus benar-benar dipatuhi. Sejumlah infeksi disamakan dampaknya dengan senjata bakteriologis.

Kebanyakan orang menganggap organisme bakteri yang berbeda hanya sebagai partikel berbahaya yang dapat memicu perkembangan berbagai kondisi patologis. Meskipun demikian, menurut para ilmuwan, dunia organisme ini sangat beragam. Ada bakteri berbahaya yang berbahaya bagi tubuh kita, tetapi ada juga bakteri yang berguna - yang memastikan fungsi normal organ dan sistem kita. Mari kita coba memahami sedikit tentang konsep-konsep ini dan mempertimbangkan jenis organisme tertentu. Mari kita bicara tentang bakteri di alam, berbahaya dan bermanfaat bagi manusia.

Bakteri menguntungkan

Para ilmuwan mengatakan bahwa bakteri menjadi penghuni pertama planet besar kita, dan berkat merekalah ada kehidupan di Bumi sekarang. Selama jutaan tahun, organisme ini secara bertahap beradaptasi dengan kondisi keberadaan yang terus berubah, mereka mengubah penampilan dan habitatnya. Bakteri mampu beradaptasi dengan ruang sekitarnya dan mampu mengembangkan metode pendukung kehidupan baru dan unik, termasuk beberapa reaksi biokimia - katalisis, fotosintesis, dan bahkan respirasi yang tampaknya sederhana. Sekarang bakteri hidup berdampingan dengan organisme manusia, dan kerja sama semacam itu dibedakan oleh beberapa keselarasan, karena organisme tersebut dapat membawa manfaat nyata.

Setelah orang kecil lahir, bakteri segera mulai masuk ke dalam tubuhnya. Mereka dimasukkan melalui saluran pernapasan bersama dengan udara, masuk ke tubuh bersama dengan ASI, dll. Seluruh tubuh dipenuhi dengan berbagai bakteri.

Jumlah mereka tidak dapat dihitung secara akurat, tetapi beberapa ilmuwan dengan berani mengatakan bahwa jumlah organisme semacam itu sebanding dengan jumlah semua sel. Saluran pencernaan saja adalah rumah bagi empat ratus jenis bakteri hidup yang berbeda. Diyakini bahwa varietas tertentu hanya dapat tumbuh di tempat tertentu. Jadi bakteri asam laktat mampu tumbuh dan berkembang biak di usus, ada yang terasa optimal di rongga mulut, dan ada yang hanya hidup di kulit.

Selama bertahun-tahun hidup berdampingan, manusia dan partikel semacam itu mampu menciptakan kembali kondisi optimal untuk kerja sama bagi kedua kelompok, yang dapat dicirikan sebagai simbiosis yang bermanfaat. Pada saat yang sama, bakteri dan tubuh kita menggabungkan kemampuan mereka, sementara masing-masing pihak tetap dalam kegelapan.

Bakteri mampu mengumpulkan partikel dari berbagai sel di permukaannya, itulah sebabnya sistem kekebalan tidak menganggapnya sebagai musuh dan tidak menyerang. Namun, setelah organ dan sistem terpapar virus berbahaya, bakteri menguntungkan naik ke pertahanan dan hanya memblokir jalur patogen. Saat ada di saluran pencernaan, zat tersebut juga membawa manfaat nyata. Mereka terlibat dalam pemrosesan sisa makanan, sambil melepaskan sejumlah besar panas. Ini, pada gilirannya, ditransmisikan ke organ terdekat, dan dibawa ke seluruh tubuh.

Kekurangan bakteri menguntungkan dalam tubuh atau perubahan jumlahnya menyebabkan perkembangan berbagai kondisi patologis. Situasi ini dapat berkembang dengan latar belakang penggunaan antibiotik, yang secara efektif menghancurkan bakteri berbahaya dan menguntungkan. Untuk memperbaiki jumlah bakteri menguntungkan, persiapan khusus - probiotik dapat dikonsumsi.

Bakteri itu menguntungkan dan merugikan. Bakteri dalam kehidupan manusia

Bakteri adalah penghuni paling banyak di planet Bumi. Mereka mendiaminya pada zaman dahulu dan terus eksis hingga saat ini. Beberapa spesies bahkan tidak banyak berubah sejak saat itu. Bakteri baik dan jahat benar-benar mengelilingi kita di mana-mana (dan bahkan menembus organisme lain). Dengan struktur uniseluler yang agak primitif, mereka mungkin salah satu bentuk satwa liar yang paling efektif dan menonjol di kerajaan khusus.

Mikroflora permanen

99% dari populasi tinggal secara permanen di usus. Mereka adalah pengikut setia dan penolong manusia.

• bakteri menguntungkan esensial. Nama: bifidobacteria dan bacteroids. Mereka adalah mayoritas.
• Bakteri menguntungkan yang terkait. Nama: Escherichia coli, Enterococcus, Lactobacillus. Jumlah mereka harus 1-9% dari total.

Perlu juga diketahui bahwa dalam kondisi negatif yang sesuai, semua perwakilan flora usus ini (kecuali bifidobacteria) dapat menyebabkan penyakit.

Apa yang mereka lakukan?

Fungsi utama bakteri ini adalah untuk membantu kita dalam proses pencernaan. Terlihat bahwa seseorang dengan nutrisi yang tidak tepat dapat mengembangkan dysbacteriosis. Akibatnya, stagnasi dan kesehatan yang buruk, sembelit dan ketidaknyamanan lainnya. Dengan normalisasi diet seimbang, penyakit ini biasanya surut.

Fungsi lain dari bakteri ini adalah pengawas. Mereka melacak bakteri mana yang menguntungkan. Untuk memastikan bahwa "orang asing" tidak menembus komunitas mereka. Jika, misalnya, agen penyebab disentri, Shigella Sonne, mencoba memasuki usus, mereka membunuhnya. Namun, perlu dicatat bahwa ini hanya terjadi pada tubuh orang yang relatif sehat, dengan kekebalan yang baik. Jika tidak, risiko sakit meningkat secara signifikan.

Mikroflora berubah-ubah

Sekitar 1% dalam tubuh individu yang sehat disebut mikroba oportunistik. Mereka termasuk dalam mikroflora yang tidak stabil. Dalam kondisi normal, mereka melakukan fungsi tertentu yang tidak membahayakan seseorang, bekerja untuk kebaikan. Tetapi dalam situasi tertentu, mereka dapat memanifestasikan diri sebagai hama. Ini terutama stafilokokus dan berbagai jenis jamur.

Bakteri adalah kelompok organisme paling kuno yang saat ini ada di Bumi. Bakteri pertama mungkin muncul lebih dari 3,5 miliar tahun yang lalu dan selama hampir satu miliar tahun adalah satu-satunya makhluk hidup di planet kita. Karena ini adalah perwakilan pertama satwa liar, tubuh mereka memiliki struktur primitif.

Seiring waktu, struktur mereka menjadi lebih kompleks, tetapi bahkan saat ini bakteri dianggap sebagai organisme uniseluler paling primitif. Menariknya, beberapa bakteri masih mempertahankan ciri-ciri primitif nenek moyang mereka. Hal ini diamati pada bakteri yang hidup di mata air belerang panas dan lumpur anoksik di dasar waduk.

Kebanyakan bakteri tidak berwarna. Hanya sedikit yang berwarna ungu atau hijau. Tetapi koloni banyak bakteri memiliki warna cerah, yang disebabkan oleh pelepasan zat berwarna ke lingkungan atau pigmentasi sel.

Penemu dunia bakteri adalah Anthony Leeuwenhoek, seorang naturalis Belanda abad ke-17, yang pertama kali menciptakan mikroskop kaca pembesar sempurna yang memperbesar objek 160-270 kali.

Bakteri diklasifikasikan sebagai prokariota dan dipisahkan menjadi kerajaan terpisah - Bakteri.

bentuk tubuh

Bakteri adalah organisme yang banyak dan beragam. Mereka berbeda dalam bentuk.

nama bakteri	Bentuk bakteri	Gambar bakteri
kokus		bulat
Basil		berbentuk batang
vibrio		koma melengkung
Spirillum		Spiral
streptokokus		Rantai kokus
Stafilokokus		Kelompok kokus
diplokokus		Dua bakteri bulat tertutup dalam satu kapsul berlendir

Cara transportasi

Di antara bakteri ada bentuk bergerak dan tidak bergerak. Yang bergerak bergerak melalui kontraksi seperti gelombang atau dengan bantuan flagela (benang heliks bengkok), yang terdiri dari protein flagelin khusus. Mungkin ada satu atau lebih flagela. Mereka terletak di beberapa bakteri di satu ujung sel, di yang lain - di dua atau di seluruh permukaan.

Tetapi pergerakan juga melekat pada banyak bakteri lain yang tidak memiliki flagela. Jadi, bakteri yang tertutup lendir di bagian luarnya mampu meluncur.

Beberapa bakteri air dan tanah tanpa flagela memiliki vakuola gas di sitoplasma. Bisa ada 40-60 vakuola dalam sel. Masing-masing diisi dengan gas (mungkin nitrogen). Dengan mengatur jumlah gas dalam vakuola, bakteri air dapat tenggelam ke dalam kolom air atau naik ke permukaannya, sedangkan bakteri tanah dapat bergerak di kapiler tanah.

Habitat

Karena kesederhanaan organisasi dan tidak bersahaja, bakteri tersebar luas di alam. Bakteri ditemukan di mana-mana: di setetes mata air yang paling murni sekalipun, di butiran tanah, di udara, di bebatuan, di salju kutub, pasir gurun, di dasar laut, dalam minyak yang diekstraksi dari kedalaman yang sangat dalam, dan bahkan di tempat yang panas. mata air dengan suhu sekitar 80ºС. Mereka hidup pada tumbuhan, buah-buahan, pada berbagai hewan dan pada manusia di usus, mulut, anggota badan, dan di permukaan tubuh.

Bakteri adalah makhluk hidup terkecil dan paling banyak. Karena ukurannya yang kecil, mereka dengan mudah menembus celah, celah, pori-pori. Sangat tangguh dan beradaptasi dengan berbagai kondisi keberadaan. Mereka mentolerir pengeringan, dingin ekstrem, pemanasan hingga 90ºС, tanpa kehilangan viabilitas.

Praktis tidak ada tempat di Bumi di mana bakteri tidak akan ditemukan, tetapi dalam jumlah yang berbeda. Kondisi hidup bakteri bervariasi. Beberapa dari mereka membutuhkan oksigen udara, yang lain tidak membutuhkannya dan dapat hidup di lingkungan yang bebas oksigen.

Di udara: bakteri naik ke atmosfer atas hingga 30 km. dan banyak lagi.

Terutama banyak dari mereka di tanah. Satu gram tanah dapat mengandung ratusan juta bakteri.

Dalam air: di lapisan air permukaan reservoir terbuka. Bakteri air yang menguntungkan menmineralisasi residu organik.

Pada organisme hidup: bakteri patogen memasuki tubuh dari lingkungan eksternal, tetapi hanya dalam kondisi yang menguntungkan menyebabkan penyakit. Simbiotik hidup di organ pencernaan, membantu memecah dan mengasimilasi makanan, mensintesis vitamin.

Struktur eksternal

Sel bakteri mengenakan cangkang padat khusus - dinding sel, yang melakukan fungsi pelindung dan pendukung, dan juga memberi bakteri bentuk yang permanen dan khas. Dinding sel bakteri menyerupai cangkang sel tumbuhan. Ini permeabel: melalui itu, nutrisi dengan bebas masuk ke dalam sel, dan produk metabolisme keluar ke lingkungan. Bakteri sering mengembangkan lapisan pelindung tambahan lendir, kapsul, di atas dinding sel. Ketebalan kapsul bisa beberapa kali lebih besar dari diameter sel itu sendiri, tetapi bisa sangat kecil. Kapsul bukanlah bagian wajib dari sel, itu terbentuk tergantung pada kondisi di mana bakteri masuk. Itu membuat bakteri tidak mengering.

Pada permukaan beberapa bakteri terdapat flagela panjang (satu, dua atau banyak) atau vili tipis pendek. Panjang flagela bisa berkali-kali lebih besar dari ukuran tubuh bakteri. Bakteri bergerak dengan bantuan flagela dan vili.

Struktur internal

Di dalam sel bakteri terdapat sitoplasma padat yang tidak bergerak. Ini memiliki struktur berlapis, tidak ada vakuola, sehingga berbagai protein (enzim) dan nutrisi cadangan terletak di substansi sitoplasma. Sel bakteri tidak memiliki nukleus. Di bagian tengah sel mereka, zat yang membawa informasi herediter terkonsentrasi. Bakteri, - asam nukleat - DNA. Tapi zat ini tidak dibingkai dalam nukleus.

Organisasi internal sel bakteri adalah kompleks dan memiliki fitur spesifiknya sendiri. Sitoplasma dipisahkan dari dinding sel oleh membran sitoplasma. Di sitoplasma, zat utama, atau matriks, ribosom dan sejumlah kecil struktur membran yang melakukan berbagai fungsi (analog mitokondria, retikulum endoplasma, aparatus Golgi) dibedakan. Sitoplasma sel bakteri sering mengandung butiran dengan berbagai bentuk dan ukuran. Granula dapat tersusun dari senyawa-senyawa yang berfungsi sebagai sumber energi dan karbon. Tetesan lemak juga ditemukan dalam sel bakteri.

Di bagian tengah sel, substansi inti, DNA, terlokalisasi, tidak dipisahkan dari sitoplasma oleh membran. Ini adalah analog dari nukleus - nukleoid. Nukleoid tidak memiliki membran, nukleolus dan satu set kromosom.

Metode nutrisi

Bakteri memiliki cara makan yang berbeda. Diantaranya adalah autotrof dan heterotrof. Autotrof adalah organisme yang dapat secara mandiri membentuk zat organik untuk nutrisi mereka.

Tanaman membutuhkan nitrogen, tetapi mereka sendiri tidak dapat menyerap nitrogen dari udara. Beberapa bakteri menggabungkan molekul nitrogen di udara dengan molekul lain, menghasilkan zat yang tersedia untuk tanaman.

Bakteri ini menetap di sel-sel akar muda, yang mengarah pada pembentukan penebalan pada akar, yang disebut nodul. Bintil seperti itu terbentuk pada akar tanaman dari keluarga kacang-kacangan dan beberapa tanaman lainnya.

Akar menyediakan bakteri dengan karbohidrat, dan bakteri memberikan akar zat yang mengandung nitrogen yang dapat diambil oleh tanaman. Hubungan mereka saling menguntungkan.

Akar tanaman mengeluarkan banyak zat organik (gula, asam amino, dan lain-lain) yang menjadi makanan bakteri. Oleh karena itu, terutama banyak bakteri yang mengendap di lapisan tanah di sekitar akar. Bakteri ini mengubah sisa tanaman mati menjadi zat yang tersedia bagi tanaman. Lapisan tanah ini disebut rizosfer.

Ada beberapa hipotesis tentang penetrasi bakteri bintil ke dalam jaringan akar:

• melalui kerusakan pada jaringan epidermis dan kortikal;
• melalui rambut akar;
• hanya melalui membran sel muda;
• karena bakteri pendamping memproduksi enzim pektinolitik;
• karena stimulasi sintesis asam B-indoleasetat dari triptofan, yang selalu ada dalam sekresi akar tanaman.

Proses masuknya bakteri bintil ke dalam jaringan akar terdiri dari dua fase:

• infeksi pada rambut akar;
• proses pembentukan nodul.

Dalam kebanyakan kasus, sel yang menyerang secara aktif berkembang biak, membentuk apa yang disebut benang infeksi, dan sudah dalam bentuk benang tersebut bergerak ke dalam jaringan tanaman. Nodul bakteri yang muncul dari benang infeksi terus berkembang biak di jaringan inang.

Dipenuhi dengan sel-sel bakteri bintil yang berkembang biak dengan cepat, sel-sel tumbuhan mulai membelah secara intensif. Sambungan bintil muda dengan akar tanaman polong-polongan dilakukan berkat ikatan berserat vaskular. Selama periode berfungsi, nodul biasanya padat. Pada saat manifestasi aktivitas optimal, nodul memperoleh warna merah muda (karena pigmen legoglobin). Hanya bakteri yang mengandung legoglobin yang mampu mengikat nitrogen.

Bakteri bintil menghasilkan puluhan dan ratusan kilogram pupuk nitrogen per hektar tanah.

Metabolisme

Bakteri berbeda satu sama lain dalam metabolisme. Bagi sebagian orang, ini berjalan dengan partisipasi oksigen, bagi yang lain - tanpa partisipasinya.

Sebagian besar bakteri memakan zat organik yang sudah jadi. Hanya beberapa dari mereka (biru-hijau, atau cyanobacteria) yang mampu membuat zat organik dari yang anorganik. Mereka memainkan peran penting dalam akumulasi oksigen di atmosfer bumi.

Bakteri menyerap zat dari luar, merobek molekulnya, merakit cangkangnya dari bagian-bagian ini dan mengisi kembali isinya (begitulah cara mereka tumbuh), dan membuang molekul yang tidak perlu. Cangkang dan membran bakteri memungkinkannya menyerap hanya zat yang tepat.

Jika cangkang dan membran bakteri benar-benar kedap, tidak ada zat yang akan masuk ke dalam sel. Jika mereka permeabel terhadap semua zat, isi sel akan bercampur dengan media - larutan tempat bakteri hidup. Untuk kelangsungan hidup bakteri, diperlukan cangkang yang memungkinkan zat yang diperlukan untuk melewatinya, tetapi bukan yang tidak diperlukan.

Bakteri menyerap nutrisi yang ada di dekatnya. Apa yang terjadi selanjutnya? Jika dapat bergerak sendiri (dengan menggerakkan flagel atau mendorong lendir kembali), maka ia bergerak sampai menemukan zat yang diperlukan.

Jika tidak dapat bergerak, maka ia menunggu sampai difusi (kemampuan molekul suatu zat untuk menembus ke dalam ketebalan molekul zat lain) membawa molekul yang diperlukan ke dalamnya.

Bakteri, bersama dengan kelompok mikroorganisme lainnya, melakukan pekerjaan kimia yang sangat besar. Dengan mengubah berbagai senyawa, mereka menerima energi dan nutrisi yang diperlukan untuk aktivitas vital mereka. Proses metabolisme, cara memperoleh energi dan kebutuhan bahan untuk membangun zat-zat tubuhnya pada bakteri beragam.

Bakteri lain memenuhi semua kebutuhan karbon yang diperlukan untuk sintesis zat organik tubuh dengan mengorbankan senyawa anorganik. Mereka disebut autotrof. Bakteri autotrof mampu mensintesis zat organik dari zat anorganik. Di antara mereka dibedakan:

Kemosintesis

Penggunaan energi radiasi adalah yang paling penting, tetapi bukan satu-satunya cara untuk membuat bahan organik dari karbon dioksida dan air. Bakteri diketahui tidak menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi untuk sintesis tersebut, tetapi energi ikatan kimia yang terjadi dalam sel organisme selama oksidasi senyawa anorganik tertentu - hidrogen sulfida, belerang, amonia, hidrogen, asam nitrat, senyawa besi dari besi dan mangan. Mereka menggunakan bahan organik yang terbentuk menggunakan energi kimia ini untuk membangun sel-sel tubuh mereka. Oleh karena itu, proses ini disebut kemosintesis.

Kelompok mikroorganisme kemosintetik yang paling penting adalah bakteri nitrifikasi. Bakteri ini hidup di tanah dan melakukan oksidasi amonia, yang terbentuk selama pembusukan residu organik, menjadi asam nitrat. Yang terakhir, bereaksi dengan senyawa mineral tanah, berubah menjadi garam asam nitrat. Proses ini berlangsung dalam dua fase.

Bakteri besi mengubah besi besi menjadi oksida. Hidroksida besi yang terbentuk mengendap dan membentuk apa yang disebut bijih besi rawa.

Beberapa mikroorganisme ada karena oksidasi molekul hidrogen, sehingga memberikan cara nutrisi autotrofik.

Ciri khas bakteri hidrogen adalah kemampuan untuk beralih ke gaya hidup heterotrofik ketika disediakan dengan senyawa organik dan tanpa adanya hidrogen.

Jadi, kemoautotrof adalah autotrof yang khas, karena mereka secara mandiri mensintesis senyawa organik yang diperlukan dari zat anorganik, dan tidak mengambilnya dari organisme lain, seperti heterotrof. Bakteri kemoautotrof berbeda dari tanaman fototrofik dalam kemandirian penuh mereka dari cahaya sebagai sumber energi.

fotosintesis bakteri

Beberapa bakteri belerang yang mengandung pigmen (ungu, hijau), yang mengandung pigmen spesifik - bacteriochlorophylls, mampu menyerap energi matahari, dengan bantuan hidrogen sulfida yang dipecah dalam organisme mereka dan memberikan atom hidrogen untuk mengembalikan senyawa yang sesuai. Proses ini memiliki banyak kesamaan dengan fotosintesis dan hanya berbeda pada bakteri ungu dan hijau, hidrogen sulfida (kadang-kadang asam karboksilat) adalah donor hidrogen, dan pada tumbuhan hijau adalah air. Dalam hal itu dan lainnya, pemisahan dan transfer hidrogen dilakukan karena energi sinar matahari yang diserap.

Fotosintesis bakteri seperti itu, yang terjadi tanpa pelepasan oksigen, disebut fotoreduksi. Fotoreduksi karbon dioksida dikaitkan dengan transfer hidrogen bukan dari air, tetapi dari hidrogen sulfida:

6CO 2 + 12H 2 S + hv → C6H 12 O 6 + 12S \u003d 6H 2 O

Signifikansi biologis kemosintesis dan fotosintesis bakteri pada skala planet relatif kecil. Hanya bakteri kemosintetik yang memainkan peran penting dalam siklus belerang di alam. Diserap oleh tanaman hijau dalam bentuk garam asam sulfat, belerang dipulihkan dan merupakan bagian dari molekul protein. Selanjutnya, selama penghancuran sisa tanaman dan hewan yang mati oleh bakteri pembusuk, belerang dilepaskan dalam bentuk hidrogen sulfida, yang dioksidasi oleh bakteri belerang menjadi belerang bebas (atau asam sulfat), yang membentuk sulfit yang tersedia untuk tanaman di dalam tanah. Bakteri kemo dan fotoautotrof sangat penting dalam siklus nitrogen dan belerang.

sporulasi

Spora terbentuk di dalam sel bakteri. Dalam proses pembentukan spora, sel bakteri mengalami serangkaian proses biokimia. Jumlah air bebas di dalamnya berkurang, aktivitas enzimatik berkurang. Ini memastikan ketahanan spora terhadap kondisi lingkungan yang merugikan (suhu tinggi, konsentrasi garam tinggi, pengeringan, dll.). Pembentukan spora adalah karakteristik hanya sekelompok kecil bakteri.

Spora bukanlah tahap penting dalam siklus hidup bakteri. Sporulasi dimulai hanya dengan kekurangan nutrisi atau akumulasi produk metabolisme. Bakteri dalam bentuk spora dapat tetap dorman dalam waktu yang lama. Spora bakteri tahan terhadap pendidihan yang lama dan pembekuan yang sangat lama. Ketika kondisi yang menguntungkan terjadi, perselisihan berkecambah dan menjadi layak. Spora bakteri adalah adaptasi untuk bertahan hidup dalam kondisi yang merugikan.

reproduksi

Bakteri berkembang biak dengan membagi satu sel menjadi dua. Setelah mencapai ukuran tertentu, bakteri membelah menjadi dua bakteri yang identik. Kemudian masing-masing dari mereka mulai memberi makan, tumbuh, membelah, dan seterusnya.

Setelah pemanjangan sel, septum melintang secara bertahap terbentuk, dan kemudian sel anak menyimpang; pada banyak bakteri, dalam kondisi tertentu, sel setelah pembelahan tetap terhubung dalam kelompok karakteristik. Dalam hal ini, tergantung pada arah bidang pembagian dan jumlah pembagian, bentuk yang berbeda muncul. Reproduksi dengan tunas terjadi pada bakteri sebagai pengecualian.

Dalam kondisi yang menguntungkan, pembelahan sel pada banyak bakteri terjadi setiap 20-30 menit. Dengan reproduksi yang begitu cepat, keturunan satu bakteri dalam 5 hari mampu membentuk massa yang dapat mengisi semua lautan dan samudera. Perhitungan sederhana menunjukkan bahwa 72 generasi (720.000.000.000.000.000.000.000.000 sel) dapat dibentuk per hari. Jika diterjemahkan ke dalam berat - 4720 ton. Namun, ini tidak terjadi di alam, karena sebagian besar bakteri dengan cepat mati di bawah pengaruh sinar matahari, pengeringan, kekurangan makanan, pemanasan hingga 65-100ºС, sebagai akibat dari pertarungan antar spesies, dll.

Bakteri (1), setelah menyerap cukup makanan, bertambah besar ukurannya (2) dan mulai bersiap untuk reproduksi (pembelahan sel). DNA-nya (dalam bakteri, molekul DNA tertutup dalam cincin) berlipat ganda (bakteri menghasilkan salinan molekul ini). Kedua molekul DNA (3.4) tampak melekat pada dinding bakteri dan, ketika memanjang, bakteri menyimpang ke samping (5.6). Pertama, nukleotida membelah, lalu sitoplasma.

Setelah divergensi dua molekul DNA pada bakteri, muncul penyempitan, yang secara bertahap membagi tubuh bakteri menjadi dua bagian, yang masing-masing berisi molekul DNA (7).

Itu terjadi (dalam hay bacillus), dua bakteri saling menempel, dan sebuah jembatan terbentuk di antara mereka (1,2).

DNA diangkut dari satu bakteri ke bakteri lain melalui jumper (3). Sekali dalam satu bakteri, molekul DNA terjalin, menempel di beberapa tempat (4), setelah itu mereka bertukar bagian (5).

Peran bakteri di alam

Sirkulasi

Bakteri adalah mata rantai terpenting dalam sirkulasi umum zat-zat di alam. Tumbuhan membuat zat organik kompleks dari karbon dioksida, air, dan garam mineral tanah. Zat-zat ini kembali ke tanah dengan jamur mati, tumbuhan dan mayat hewan. Bakteri menguraikan zat kompleks menjadi zat sederhana, yang digunakan kembali oleh tanaman.

Bakteri menghancurkan bahan organik kompleks tanaman mati dan bangkai hewan, ekskresi organisme hidup dan berbagai limbah. Memakan zat organik ini, bakteri pembusuk saprofit mengubahnya menjadi humus. Ini adalah jenis ketertiban di planet kita. Dengan demikian, bakteri secara aktif terlibat dalam siklus zat di alam.

pembentukan tanah

Karena bakteri tersebar hampir di mana-mana dan ditemukan dalam jumlah besar, mereka sangat menentukan berbagai proses yang terjadi di alam. Di musim gugur, daun-daun pohon dan semak berjatuhan, pucuk-pucuk rumput di atas tanah mati, cabang-cabang tua rontok, dan batang-batang pohon tua berguguran dari waktu ke waktu. Semua ini secara bertahap berubah menjadi humus. Dalam 1cm3. Lapisan permukaan tanah hutan mengandung ratusan juta bakteri tanah saprofit dari beberapa spesies. Bakteri ini mengubah humus menjadi berbagai mineral yang dapat diserap dari tanah oleh akar tanaman.

Beberapa bakteri tanah mampu menyerap nitrogen dari udara, menggunakannya dalam proses kehidupan. Bakteri pengikat nitrogen ini hidup sendiri atau tinggal di akar tanaman polong-polongan. Setelah menembus ke dalam akar kacang-kacangan, bakteri ini menyebabkan pertumbuhan sel-sel akar dan pembentukan bintil pada mereka.

Bakteri ini melepaskan senyawa nitrogen yang digunakan tanaman. Bakteri memperoleh karbohidrat dan garam mineral dari tumbuhan. Dengan demikian, terdapat hubungan yang erat antara tanaman polong-polongan dan bakteri bintil, yang bermanfaat baik bagi organisme yang satu maupun yang lainnya. Fenomena ini disebut simbiosis.

Berkat simbiosis mereka dengan bakteri bintil, kacang-kacangan memperkaya tanah dengan nitrogen, membantu meningkatkan hasil.

Distribusi di alam

Mikroorganisme ada di mana-mana. Satu-satunya pengecualian adalah kawah gunung berapi aktif dan area kecil di pusat ledakan bom atom. Baik suhu rendah Antartika, pancaran geyser yang mendidih, larutan garam jenuh di kolam garam, atau insolasi kuat puncak gunung, maupun radiasi keras reaktor nuklir tidak mengganggu keberadaan dan perkembangan mikroflora. Semua makhluk hidup terus-menerus berinteraksi dengan mikroorganisme, seringkali tidak hanya sebagai penyimpan, tetapi juga distributor. Mikroorganisme adalah penduduk asli planet kita, secara aktif mengembangkan substrat alami yang paling luar biasa.

Mikroflora tanah

Jumlah bakteri di tanah sangat besar - ratusan juta dan miliaran individu dalam 1 gram. Mereka jauh lebih berlimpah di tanah daripada di air dan udara. Jumlah total bakteri dalam tanah bervariasi. Jumlah bakteri tergantung pada jenis tanah, kondisinya, kedalaman lapisan.

Di permukaan partikel tanah, mikroorganisme terletak di mikrokoloni kecil (masing-masing 20-100 sel). Seringkali mereka berkembang dalam ketebalan gumpalan bahan organik, pada akar tanaman yang hidup dan mati, di kapiler tipis dan gumpalan di dalam.

Mikroflora tanah sangat beragam. Kelompok fisiologis bakteri yang berbeda ditemukan di sini: pembusukan, nitrifikasi, pengikat nitrogen, bakteri belerang, dll. Di antara mereka ada aerob dan anaerob, bentuk spora dan non-spora. Mikroflora merupakan salah satu faktor pembentuk tanah.

Area perkembangan mikroorganisme di dalam tanah adalah zona yang berdekatan dengan akar tanaman hidup. Disebut rizosfer, dan totalitas mikroorganisme yang terkandung di dalamnya disebut mikroflora rizosfer.

Mikroflora reservoir

Air merupakan lingkungan alami di mana mikroorganisme tumbuh dalam jumlah besar. Kebanyakan dari mereka memasuki air dari tanah. Faktor yang menentukan jumlah bakteri dalam air, keberadaan nutrisi di dalamnya. Yang paling bersih adalah air sumur dan mata air artesis. Waduk dan sungai terbuka sangat kaya akan bakteri. Jumlah bakteri terbesar ditemukan di lapisan permukaan air, lebih dekat ke pantai. Dengan bertambahnya jarak dari pantai dan bertambahnya kedalaman, jumlah bakteri berkurang.

Air murni mengandung 100-200 bakteri per 1 ml, sedangkan air tercemar mengandung 100-300 ribu atau lebih. Ada banyak bakteri di dasar lanau, terutama di lapisan permukaan, di mana bakteri membentuk lapisan. Ada banyak bakteri belerang dan besi dalam film ini, yang mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi asam sulfat dan dengan demikian mencegah ikan mati. Ada lebih banyak bentuk yang mengandung spora di lanau, sedangkan bentuk yang tidak mengandung spora mendominasi di dalam air.

Dalam hal komposisi spesies, mikroflora air mirip dengan mikroflora tanah, tetapi bentuk-bentuk tertentu juga ditemukan. Menghancurkan berbagai limbah yang telah jatuh ke dalam air, mikroorganisme secara bertahap melakukan apa yang disebut pemurnian biologis air.

Mikroflora udara

Mikroflora udara lebih sedikit daripada mikroflora tanah dan air. Bakteri naik ke udara dengan debu, dapat tinggal di sana untuk sementara waktu, dan kemudian menetap di permukaan bumi dan mati karena kekurangan nutrisi atau di bawah pengaruh sinar ultraviolet. Jumlah mikroorganisme di udara tergantung pada wilayah geografis, medan, musim, polusi debu, dll. Setiap titik debu adalah pembawa mikroorganisme. Sebagian besar bakteri di udara di atas perusahaan industri. Udara di pedesaan lebih bersih. Udara terbersih berada di atas hutan, gunung, ruang bersalju. Lapisan atas udara mengandung lebih sedikit kuman. Dalam mikroflora udara terdapat banyak bakteri berpigmen dan pembawa spora yang lebih tahan terhadap sinar ultraviolet dibandingkan yang lain.

Mikroflora tubuh manusia

Tubuh seseorang, bahkan yang benar-benar sehat, selalu merupakan pembawa mikroflora. Ketika tubuh manusia bersentuhan dengan udara dan tanah, berbagai mikroorganisme, termasuk patogen (basil tetanus, gangren gas, dll.), mengendap di pakaian dan kulit. Bagian tubuh manusia yang terpapar paling sering terkontaminasi. E. coli, stafilokokus ditemukan di tangan. Ada lebih dari 100 jenis mikroba di rongga mulut. Mulut, dengan suhu, kelembaban, residu nutrisi, merupakan lingkungan yang sangat baik untuk perkembangan mikroorganisme.

Lambung memiliki reaksi asam, sehingga sebagian besar mikroorganisme di dalamnya mati. Mulai dari usus halus, reaksi menjadi basa, yaitu menguntungkan bagi mikroba. Mikroflora di usus besar sangat beragam. Setiap orang dewasa mengeluarkan sekitar 18 miliar bakteri setiap hari dengan kotoran, mis. lebih banyak individu daripada orang-orang di dunia.

Organ dalam yang tidak terhubung dengan lingkungan luar (otak, jantung, hati, kandung kemih, dll) biasanya bebas dari mikroba. Mikroba memasuki organ ini hanya selama sakit.

Bakteri dalam siklus

Mikroorganisme pada umumnya dan bakteri pada khususnya memainkan peran penting dalam siklus materi yang penting secara biologis di Bumi, melakukan transformasi kimia yang sama sekali tidak dapat diakses oleh tumbuhan atau hewan. Berbagai tahapan siklus unsur dilakukan oleh organisme dari berbagai jenis. Keberadaan setiap kelompok organisme yang terpisah tergantung pada transformasi kimia unsur-unsur yang dilakukan oleh kelompok lain.

siklus nitrogen

Transformasi siklik senyawa nitrogen memainkan peran penting dalam memasok bentuk nitrogen yang diperlukan ke berbagai organisme biosfer dalam hal kebutuhan nutrisi. Lebih dari 90% dari total fiksasi nitrogen adalah karena aktivitas metabolisme bakteri tertentu.

siklus karbon

Transformasi biologis karbon organik menjadi karbon dioksida, disertai dengan pengurangan molekul oksigen, memerlukan aktivitas metabolisme bersama dari berbagai mikroorganisme. Banyak bakteri aerobik melakukan oksidasi lengkap zat organik. Dalam kondisi aerobik, senyawa organik awalnya dipecah oleh fermentasi, dan produk akhir fermentasi organik selanjutnya dioksidasi oleh respirasi anaerob jika akseptor hidrogen anorganik (nitrat, sulfat, atau CO2) hadir.

Siklus belerang

Untuk organisme hidup, belerang tersedia terutama dalam bentuk sulfat terlarut atau senyawa belerang organik tereduksi.

Siklus besi

Beberapa reservoir air tawar mengandung konsentrasi tinggi garam besi tereduksi. Di tempat-tempat seperti itu, mikroflora bakteri tertentu berkembang - bakteri besi, yang mengoksidasi besi tereduksi. Mereka berpartisipasi dalam pembentukan bijih besi rawa dan sumber air yang kaya akan garam besi.

Bakteri adalah organisme paling kuno, muncul sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu di Archaean. Selama sekitar 2,5 miliar tahun, mereka mendominasi Bumi, membentuk biosfer, dan berpartisipasi dalam pembentukan atmosfer oksigen.

Bakteri adalah salah satu organisme hidup yang paling sederhana (kecuali virus). Mereka diyakini sebagai organisme pertama yang muncul di Bumi.