>>ბაქტერიები, მათი სტრუქტურა და აქტივობა

1 - mold სოკო; 1 - ხაზები; 3, 4 - მასშტაბის ლიქენები; $ - პარმელია არყის ღეროზე; 6 - გოგირდის ყვითელი ჩირქოვანი სოკო

§ 92. ბაქტერიები, მათი აგებულება და სასიცოცხლო აქტივობა

დედამიწაზე პრაქტიკულად არ არსებობს ადგილი, სადაც ბაქტერიები არ არის ნაპოვნი.. განსაკუთრებით ბევრი ბაქტერიაა ნიადაგი. 1 გრამი ნიადაგი შეიძლება შეიცავდეს ასობით მილიონ ბაქტერიას. ვენტილირებადი და არავენტილაციური ოთახების ჰაერში ბაქტერიების რაოდენობა განსხვავებულია. ასე რომ, კლასებში, გაკვეთილის დაწყებამდე ვენტილაციის შემდეგ, ბაქტერიები 13-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე იმავე ოთახებში გაკვეთილების შემდეგ. მთებში ჰაერში ცოტა ბაქტერიაა, მაგრამ დიდი ქალაქების ქუჩებში ჰაერი ბევრ ბაქტერიას შეიცავს.

ბაქტერიების სტრუქტურული თავისებურებების გასაცნობად განიხილეთ თივის ბაცილის მიკროპრეპარატი. თითოეული ასეთი ბაქტერია არის მხოლოდ ერთი ღეროს ფორმის უჯრედი თხელი გარსით და ციტოპლაზმა. ციტოპლაზმაში არ არის ტიპიური ბირთვი. ბაქტერიების უმეტესობაში ბირთვული ნივთიერება ციტოპლაზმაშია მიმოფანტული. სხვა ბაქტერიების აგებულება თივის ბაცილის აგებულების მსგავსია.

ბაქტერიების დიდი უმრავლესობა უფეროა.მხოლოდ რამდენიმე არის შეღებილი მეწამული ან მწვანე. ბაქტერიების ფორმა განსხვავებულია. არსებობს ბაქტერიები ბურთულების სახით; არსებობს ბაქტერიების ღეროს ფორმის ფორმები - მათ მიეკუთვნება თივის ჩხირებიც; არის მრუდი და სპირალების მსგავსი ბაქტერიები 185.

ზოგიერთ ბაქტერიას აქვს დროშები, რომლებიც მათ მოძრაობაში ეხმარება. ბევრი ბაქტერია უერთდება ჯაჭვებში, ან ჯგუფებს, ქმნიან უზარმაზარ აკუმულაციას ფილმების სახით. ზოგიერთ ბაქტერიას შეუძლია შექმნას სპორები. ამავე დროს, შინაარსი უჯრედებიმცირდება, შორდება ნაჭუჭს, მრგვალდება და მის ზედაპირზე, მშობლის გარსის შიგნით ყოფნისას, ქმნის ახალ, უფრო მკვრივ გარსს. ასეთ ბაქტერიულ უჯრედს სპორა ეწოდება. სპორები ძალიან დიდხანს ნარჩუნდება ყველაზე არახელსაყრელ პირობებში. უძლებენ გაშრობას, სიცხეს და ყინვას, მდუღარე წყალშიც კი მაშინვე არ კვდებიან. სპორები ადვილად ატარებენ ქარს, წყალს, ეწებება ობიექტებს. ბევრი მათგანი ჰაერსა და ნიადაგშია. ხელსაყრელ პირობებში სპორა აღმოცენდება და სიცოცხლისუნარიან ბაქტერიად იქცევა. ბაქტერიული სპორები არის ადაპტაცია ბაქტერიების გადარჩენისთვის არახელსაყრელ პირობებში.

ბაქტერიები ცხოვრობენ სხვადასხვა პირობებში.. ზოგიერთი მათგანი ცხოვრობს და მრავლდება მხოლოდ ჰაერის წვდომით, ზოგს ეს არ სჭირდება. ბაქტერიების უმეტესობა იკვებება მზა ორგანული ნივთიერებებით, რადგან მათ არ აქვთ ქლოროფილი. მხოლოდ ძალიან ცოტას შეუძლია შექმნას ორგანული ნივთიერებები არაორგანული ნივთიერებებისგან. ეს არის ლურჯი-მწვანე, ან ციანობაქტერიები. მათ მნიშვნელოვანი როლი შეასრულეს დედამიწის ატმოსფეროში ჟანგბადის დაგროვებაში (იხ. გვ. 225).

განვითარებისთვის ხელსაყრელ პირობებში ყოფნის შემდეგ ბაქტერია იყოფა და წარმოიქმნება ორი ქალიშვილური უჯრედი; ზოგიერთ ბაქტერიაში დაყოფა მეორდება ყოველ 20 წუთში და ჩნდება ბაქტერიების უფრო და უფრო ახალი თაობები. ბაქტერიების და მათი სპორების განადგურების მიზნით, ისინი ექვემდებარებიან ორთქლს 120 ° C ტემპერატურაზე 20 წუთის განმავლობაში.

თივის ბაცილის გასაშენებლად, მოათავსეთ თივა წყლის კოლბაში, დააფარეთ კოლბის კისერზე ბამბა და ადუღეთ შიგთავსი 30 წუთის განმავლობაში, რათა მოეკლათ სხვა ბაქტერიები, რომლებიც შეიძლება იყოს კოლბაში. თივის ჯოხი მოხარშვისას არ კვდება.

მიღებული თივის ინფუზია გაფილტრეთ და რამდენიმე დღის განმავლობაში განათავსეთ ოთახში 20-25 გრადუსი ცელსიუსით. თივის ბაცილი გამრავლდება და მალე წყლის ზედაპირი ბაქტერიების ფირით დაიფარება.

კორჩაგინა V.A., ბიოლოგია: მცენარეები, ბაქტერიები, სოკოები, ლიქენები: პროკ. 6 უჯრედისთვის. საშ. სკოლა - 24-ე გამოცემა. - მ.: განმანათლებლობა, 2003. - 256 გვ.: ილ.

გაკვეთილის შინაარსი გაკვეთილის შეჯამებამხარდაჭერა ჩარჩო გაკვეთილის პრეზენტაცია ამაჩქარებელი მეთოდები ინტერაქტიული ტექნოლოგიები ივარჯიშე ამოცანები და სავარჯიშოები თვითშემოწმების სემინარები, ტრენინგები, შემთხვევები, კვესტები საშინაო დავალების განხილვის კითხვები რიტორიკული კითხვები სტუდენტებისგან ილუსტრაციები აუდიო, ვიდეო კლიპები და მულტიმედიაფოტოები, სურათები გრაფიკა, ცხრილები, სქემები იუმორი, ანეგდოტები, ხუმრობები, კომიქსების იგავ-არაკები, გამონათქვამები, კროსვორდები, ციტატები დანამატები რეფერატებისტატიების ჩიპები ცნობისმოყვარე თაღლითებისთვის სახელმძღვანელოები ძირითადი და ტერმინების დამატებითი ლექსიკონი სხვა სახელმძღვანელოების და გაკვეთილების გაუმჯობესებასახელმძღვანელოში არსებული შეცდომების გასწორებასახელმძღვანელოში ფრაგმენტის განახლება გაკვეთილზე ინოვაციის ელემენტების მოძველებული ცოდნის ახლით ჩანაცვლება მხოლოდ მასწავლებლებისთვის სრულყოფილი გაკვეთილებისადისკუსიო პროგრამის წლის მეთოდოლოგიური რეკომენდაციები კალენდარული გეგმა ინტეგრირებული გაკვეთილები

ბაქტერიები არის ორგანიზმების უძველესი ჯგუფი, რომელიც ამჟამად არსებობს დედამიწაზე. პირველი ბაქტერია, ალბათ, 3,5 მილიარდ წელზე მეტი ხნის წინ გამოჩნდა და თითქმის მილიარდი წლის განმავლობაში იყო ერთადერთი ცოცხალი არსება ჩვენს პლანეტაზე. ვინაიდან ესენი იყვნენ ველური ბუნების პირველი წარმომადგენლები, მათ სხეულს ჰქონდა პრიმიტიული სტრუქტურა.

დროთა განმავლობაში მათი სტრუქტურა უფრო რთული გახდა, მაგრამ დღესაც ბაქტერიები ყველაზე პრიმიტიულ ერთუჯრედოვან ორგანიზმებად ითვლება. საინტერესოა, რომ ზოგიერთი ბაქტერია ჯერ კიდევ ინარჩუნებს ძველი წინაპრების პრიმიტიულ თვისებებს. ეს შეინიშნება ბაქტერიებში, რომლებიც ცხოვრობენ ცხელ გოგირდოვან წყაროებში და წყალსაცავის ფსკერზე ანოქსიურ სილაში.

ბაქტერიების უმეტესობა უფეროა. მხოლოდ რამდენიმე არის შეღებილი მეწამული ან მწვანე. მაგრამ მრავალი ბაქტერიის კოლონიას აქვს ნათელი ფერი, რაც გამოწვეულია ფერადი ნივთიერების გარემოში გათავისუფლებით ან უჯრედების პიგმენტაციის გამო.

ბაქტერიების სამყაროს აღმომჩენი იყო მე-17 საუკუნის ჰოლანდიელი ნატურალისტი ენტონი ლეუვენჰუკი, რომელმაც პირველად შექმნა სრულყოფილი გამადიდებელი მინის მიკროსკოპი, რომელიც ადიდებს ობიექტებს 160-270-ჯერ.

ბაქტერიები კლასიფიცირდება როგორც პროკარიოტები და იყოფა ცალკე სამეფოდ - ბაქტერიებად.

სხეულის ფორმა

ბაქტერიები მრავალრიცხოვანი და მრავალფეროვანი ორგანიზმებია. ისინი განსხვავდებიან ფორმით.

ბაქტერიის სახელი	ბაქტერიის ფორმა	ბაქტერიების გამოსახულება
კოკები		სფერული
ბაცილი		ღეროს ფორმის
ვიბრიო		მოხრილი მძიმით
სპირილუმი		სპირალი
სტრეპტოკოკები		კოკების ჯაჭვი
სტაფილოკოკები		კოკების მტევანი
დიპლოკოკები		ორი მრგვალი ბაქტერია ჩასმულია ერთ ლორწოვან კაფსულაში

ტრანსპორტირების გზები

ბაქტერიებს შორის არის მობილური და უმოძრაო ფორმები. მოძრავები მოძრაობენ ტალღისმაგვარი შეკუმშვით ან ფლაგელების (დაგრეხილი სპირალური ძაფების) დახმარებით, რომლებიც შედგება სპეციალური ფლაგელინის ცილისგან. შეიძლება იყოს ერთი ან მეტი დროშა. ისინი განლაგებულია ზოგიერთ ბაქტერიაში უჯრედის ერთ ბოლოში, ზოგიერთში - ორზე ან მთელ ზედაპირზე.

მაგრამ მოძრაობა ასევე თანდაყოლილია მრავალი სხვა ბაქტერიისთვის, რომლებსაც არ აქვთ დროშები. ასე რომ, გარედან ლორწოთი დაფარული ბაქტერიებს შეუძლიათ სრიალის მოძრაობა.

წყლისა და ნიადაგის ზოგიერთ ბაქტერიას დროშების გარეშე აქვს გაზის ვაკუოლები ციტოპლაზმაში. უჯრედში შეიძლება იყოს 40-60 ვაკუოლი. თითოეული მათგანი ივსება გაზით (სავარაუდოდ აზოტით). ვაკუოლებში გაზის რაოდენობის რეგულირებით, წყლის ბაქტერიები შეიძლება ჩაიძირონ წყლის სვეტში ან ამოვიდნენ მის ზედაპირზე, ხოლო ნიადაგის ბაქტერიებს შეუძლიათ გადაადგილება ნიადაგის კაპილარებში.

ჰაბიტატი

ორგანიზების სიმარტივისა და არაპრეტენზიულობის გამო, ბაქტერიები ფართოდ არის გავრცელებული ბუნებაში. ბაქტერიები ყველგან გვხვდება: თუნდაც ყველაზე სუფთა წყაროს წყლის წვეთში, ნიადაგის მარცვლებში, ჰაერში, კლდეებზე, პოლარულ თოვლში, უდაბნოს ქვიშაში, ოკეანის ფსკერზე, დიდი სიღრმეებიდან მოპოვებულ ზეთში და თუნდაც ცხელში. წყაროს წყალი, რომლის ტემპერატურაა დაახლოებით 80ºС. ისინი ცხოვრობენ მცენარეებზე, ხილებზე, სხვადასხვა ცხოველებში და ადამიანებში ნაწლავებში, პირში, კიდურებში და სხეულის ზედაპირზე.

ბაქტერიები ყველაზე პატარა და მრავალრიცხოვანი ცოცხალი არსებებია. მცირე ზომის გამო ისინი ადვილად აღწევენ ნებისმიერ ნაპრალში, ნაპრალში, ფორებში. ძალიან გამძლე და ადაპტირებულია არსებობის სხვადასხვა პირობებთან. მოითმენს გაშრობას, უკიდურეს სიცივეს, გათბობას 90ºС-მდე, სიცოცხლისუნარიანობის დაკარგვის გარეშე.

დედამიწაზე პრაქტიკულად არ არსებობს ადგილი, სადაც ბაქტერიები არ მოიძებნება, მაგრამ სხვადასხვა რაოდენობით. ბაქტერიების ცხოვრების პირობები მრავალფეროვანია. ზოგიერთ მათგანს ჰაერის ჟანგბადი ესაჭიროება, ზოგს - არა და შეუძლია იცხოვროს უჟანგბადო გარემოში.

ჰაერში: ბაქტერიები ატმოსფეროს ზედა ნაწილამდე 30 კმ-მდე ამოდის. და მეტი.

განსაკუთრებით ბევრი მათგანი ნიადაგშია. ერთი გრამი ნიადაგი შეიძლება შეიცავდეს ასობით მილიონ ბაქტერიას.

წყალში: ღია რეზერვუარების ზედაპირული წყლის ფენებში. წყლის სასარგებლო ბაქტერიები მინერალიზებენ ორგანულ ნარჩენებს.

ცოცხალ ორგანიზმებში: პათოგენური ბაქტერიები ორგანიზმში შედიან გარე გარემოდან, მაგრამ მხოლოდ ხელსაყრელ პირობებში იწვევს დაავადებას. სიმბიოტიკი ცხოვრობს საჭმლის მომნელებელ ორგანოებში, ხელს უწყობს საკვების დაშლას და ათვისებას, ვიტამინების სინთეზს.

გარე სტრუქტურა

ბაქტერიული უჯრედი ჩაცმულია სპეციალურ მკვრივ გარსში - უჯრედის კედელში, რომელიც ასრულებს დამცავ და დამხმარე ფუნქციებს და ასევე აძლევს ბაქტერიას მუდმივ, დამახასიათებელ ფორმას. ბაქტერიის უჯრედის კედელი მცენარეული უჯრედის გარსს წააგავს. იგი გამტარია: მისი მეშვეობით საკვები ნივთიერებები თავისუფლად გადადის უჯრედში, ხოლო მეტაბოლური პროდუქტები გადის გარემოში. ბაქტერიებს ხშირად უვითარდებათ ლორწოს დამატებითი დამცავი ფენა, კაფსულა, უჯრედის კედელზე. კაფსულის სისქე შეიძლება ბევრჯერ აღემატებოდეს თავად უჯრედის დიამეტრს, მაგრამ შეიძლება იყოს ძალიან მცირე. კაფსულა არ არის უჯრედის სავალდებულო ნაწილი, ის იქმნება იმის მიხედვით, თუ რა პირობებში შედის ბაქტერიები. ის იცავს ბაქტერიების გამოშრობას.

ზოგიერთი ბაქტერიის ზედაპირზე არის გრძელი ფლაგელა (ერთი, ორი ან ბევრი) ან მოკლე თხელი ჩიყვი. ფლაგელის სიგრძე შეიძლება ბევრჯერ აღემატებოდეს ბაქტერიის სხეულის ზომას. ბაქტერიები მოძრაობენ ფლაგელისა და ღრძილების დახმარებით.

შიდა სტრუქტურა

ბაქტერიული უჯრედის შიგნით არის მკვრივი უმოძრაო ციტოპლაზმა. მას აქვს ფენიანი სტრუქტურა, არ არის ვაკუოლები, ამიტომ ციტოპლაზმის თავად ნივთიერებაში განლაგებულია სხვადასხვა ცილები (ფერმენტები) და სარეზერვო საკვები ნივთიერებები. ბაქტერიულ უჯრედებს არ აქვთ ბირთვი. მათი უჯრედების ცენტრალურ ნაწილში კონცენტრირებულია მემკვიდრეობითი ინფორმაციის მატარებელი ნივთიერება. ბაქტერიები, - ნუკლეინის მჟავა - დნმ. მაგრამ ეს ნივთიერება არ არის ჩარჩოში ჩასმული.

ბაქტერიული უჯრედის შიდა ორგანიზაცია რთულია და აქვს თავისი სპეციფიკური მახასიათებლები. ციტოპლაზმა გამოყოფილია უჯრედის კედლიდან ციტოპლაზმური მემბრანით. ციტოპლაზმაში განასხვავებენ ძირითად ნივთიერებას, ანუ მატრიქსს, რიბოზომებს და მემბრანული სტრუქტურების მცირე რაოდენობას, რომლებიც ასრულებენ მრავალფეროვან ფუნქციას (მიტოქონდრიის ანალოგები, ენდოპლაზმური ბადე, გოლჯის აპარატი). ბაქტერიული უჯრედების ციტოპლაზმა ხშირად შეიცავს სხვადასხვა ფორმისა და ზომის გრანულებს. გრანულები შეიძლება შედგებოდეს ნაერთებისგან, რომლებიც ემსახურებიან ენერგიისა და ნახშირბადის წყაროს. ცხიმის წვეთები ასევე გვხვდება ბაქტერიულ უჯრედში.

უჯრედის ცენტრალურ ნაწილში ბირთვული ნივთიერება, დნმ, ლოკალიზებულია, ციტოპლაზმისგან მემბრანით არ არის გამოყოფილი. ეს არის ბირთვის ანალოგი - ნუკლეოიდი. ნუკლეოიდს არ აქვს მემბრანა, ბირთვი და ქრომოსომების ნაკრები.

კვების მეთოდები

ბაქტერიებს აქვთ კვების სხვადასხვა გზა. მათ შორისაა ავტოტროფები და ჰეტეროტროფები. ავტოტროფები არის ორგანიზმები, რომლებსაც შეუძლიათ დამოუკიდებლად შექმნან ორგანული ნივთიერებები მათი კვებისათვის.

მცენარეებს სჭირდებათ აზოტი, მაგრამ ისინი თავად ვერ შთანთქავენ აზოტს ჰაერიდან. ზოგიერთი ბაქტერია აერთიანებს ჰაერში არსებულ აზოტის მოლეკულებს სხვა მოლეკულებთან, რის შედეგადაც ხდება მცენარეებისთვის ხელმისაწვდომი ნივთიერებები.

ეს ბაქტერიები მკვიდრდებიან ახალგაზრდა ფესვების უჯრედებში, რაც იწვევს ფესვებზე გასქელების წარმოქმნას, რომელსაც ეწოდება კვანძები. ასეთი კვანძები წარმოიქმნება პარკოსნების ოჯახის მცენარეებისა და ზოგიერთი სხვა მცენარის ფესვებზე.

ფესვები ამარაგებს ბაქტერიებს ნახშირწყლებით, ბაქტერიები კი ფესვებს აძლევს აზოტის შემცველ ნივთიერებებს, რომლებიც შეიძლება მცენარემ შეითვისოს. მათი ურთიერთობა ორმხრივად მომგებიანია.

მცენარის ფესვები გამოყოფს ბევრ ორგანულ ნივთიერებას (შაქარი, ამინომჟავები და სხვა), რომლებითაც ბაქტერიები იკვებებიან. ამიტომ, განსაკუთრებით ბევრი ბაქტერია სახლდება ფესვების მიმდებარე ნიადაგის ფენაში. ეს ბაქტერიები გარდაქმნის მკვდარ მცენარეთა ნარჩენებს მცენარისთვის ხელმისაწვდომ ნივთიერებებად. ნიადაგის ამ ფენას რიზოსფერო ეწოდება.

არსებობს რამდენიმე ჰიპოთეზა კვანძოვანი ბაქტერიების ფესვის ქსოვილებში შეღწევის შესახებ:

• ეპიდერმული და კორტიკალური ქსოვილის დაზიანების გზით;
• ფესვის თმების მეშვეობით;
• მხოლოდ ახალგაზრდა უჯრედის მემბრანის მეშვეობით;
• პექტინოლიზური ფერმენტების გამომწვევი კომპანიონი ბაქტერიების გამო;
• ტრიპტოფანიდან B-ინდოლეძმარმჟავას სინთეზის სტიმულირების გამო, რომელიც ყოველთვის არის მცენარეების ფესვთა სეკრეციაში.

კვანძოვანი ბაქტერიების ფესვის ქსოვილში შეყვანის პროცესი შედგება ორი ეტაპისგან:

• ფესვის თმების ინფექცია;
• კვანძების ფორმირების პროცესი.

უმეტეს შემთხვევაში შემოჭრილი უჯრედი აქტიურად მრავლდება, წარმოქმნის ეგრეთ წოდებულ ინფექციურ ძაფებს და უკვე ასეთი ძაფების სახით გადადის მცენარეულ ქსოვილებში. კვანძოვანი ბაქტერიები, რომლებიც აღმოცენდა ინფექციის ძაფიდან, აგრძელებს გამრავლებას მასპინძელ ქსოვილში.

კვანძოვანი ბაქტერიების სწრაფად გამრავლებული უჯრედებით სავსე მცენარეული უჯრედები იწყებენ ინტენსიურად დაყოფას. ახალგაზრდა კვანძის შეერთება პარკოსანი მცენარის ფესვთან ხდება სისხლძარღვოვან-ბოჭკოვანი შეკვრების წყალობით. ფუნქციონირების პერიოდში კვანძები ჩვეულებრივ მკვრივია. ოპტიმალური აქტივობის გამოვლენის მომენტისთვის კვანძები იძენენ ვარდისფერ ფერს (ლეგოგლობინის პიგმენტის გამო). მხოლოდ იმ ბაქტერიებს, რომლებიც შეიცავს ლეგოგლობინს, შეუძლიათ აზოტის დაფიქსირება.

კვანძოვანი ბაქტერიები ქმნიან ათეულობით და ასეულობით კილოგრამ აზოტოვან სასუქებს ნიადაგის ჰექტარზე.

მეტაბოლიზმი

ბაქტერიები ერთმანეთისგან განსხვავდებიან მეტაბოლიზმის მიხედვით. ზოგისთვის ის მიდის ჟანგბადის მონაწილეობით, ზოგისთვის - მისი მონაწილეობის გარეშე.

ბაქტერიების უმეტესობა იკვებება მზა ორგანული ნივთიერებებით. მხოლოდ რამდენიმე მათგანს (ლურჯ-მწვანე, ან ციანობაქტერიებს) შეუძლია შექმნას ორგანული ნივთიერებები არაორგანულისგან. მათ მნიშვნელოვანი როლი შეასრულეს დედამიწის ატმოსფეროში ჟანგბადის დაგროვებაში.

ბაქტერიები შთანთქავენ ნივთიერებებს გარედან, ანადგურებენ მათ მოლეკულებს, აგროვებენ მათ გარსს ამ ნაწილებიდან და ავსებენ მათ შიგთავსს (ასე იზრდებიან) და აყრიან არასაჭირო მოლეკულებს. ბაქტერიის გარსი და მემბრანა საშუალებას აძლევს მას აითვისოს მხოლოდ სწორი ნივთიერებები.

თუ ბაქტერიის გარსი და მემბრანა სრულიად გაუვალი იქნებოდა, უჯრედში არცერთი ნივთიერება არ შედიოდა. თუ ისინი ყველა ნივთიერებისთვის გამტარი იქნებოდა, უჯრედის შიგთავსი შერეული იქნებოდა გარემოში - ხსნარში, რომელშიც ბაქტერია ცხოვრობს. ბაქტერიების გადარჩენისთვის საჭიროა გარსი, რომელიც საშუალებას აძლევს საჭირო ნივთიერებებს გაიაროს, მაგრამ არა ის, რაც არ არის საჭირო.

ბაქტერია შთანთქავს მის მახლობლად არსებულ საკვებ ნივთიერებებს. Შემდეგ რა მოხდება? თუ მას შეუძლია დამოუკიდებლად მოძრაობა (დროშების გადაადგილებით ან ლორწოს უკან დახევით), მაშინ მოძრაობს მანამ, სანამ საჭირო ნივთიერებებს არ იპოვის.

თუ ის ვერ მოძრაობს, მაშინ ის ელოდება, სანამ დიფუზია (ერთი ნივთიერების მოლეკულების უნარი შეაღწიოს სხვა ნივთიერების მოლეკულების სისქეში) მოიტანს მას საჭირო მოლეკულებს.

ბაქტერიები, მიკროორგანიზმების სხვა ჯგუფებთან ერთად, ასრულებენ უზარმაზარ ქიმიურ სამუშაოს. სხვადასხვა ნაერთების გარდაქმნით ისინი იღებენ ენერგიას და საკვებ ნივთიერებებს, რომლებიც აუცილებელია მათი სასიცოცხლო აქტივობისთვის. მეტაბოლური პროცესები, ენერგიის მიღების გზები და მასალების საჭიროება მათი სხეულის ნივთიერებების ბაქტერიებში ასაშენებლად მრავალფეროვანია.

სხვა ბაქტერიები არაორგანული ნაერთების ხარჯზე აკმაყოფილებენ ნახშირბადის ყველა საჭიროებას, რომელიც აუცილებელია ორგანიზმის ორგანული ნივთიერებების სინთეზისთვის. მათ ავტოტროფებს უწოდებენ. ავტოტროფულ ბაქტერიებს შეუძლიათ ორგანული ნივთიერებების სინთეზირება არაორგანულიდან. მათ შორის გამოირჩევიან:

ქიმიოსინთეზი

გასხივოსნებული ენერგიის გამოყენება არის ყველაზე მნიშვნელოვანი, მაგრამ არა ერთადერთი გზა ნახშირორჟანგისა და წყლისგან ორგანული ნივთიერებების შესაქმნელად. ცნობილია ბაქტერიები, რომლებიც იყენებენ არა მზის შუქს, როგორც ენერგიის წყაროს ასეთი სინთეზისთვის, არამედ ორგანიზმების უჯრედებში წარმოქმნილი ქიმიური ობლიგაციების ენერგიას გარკვეული არაორგანული ნაერთების - წყალბადის სულფიდი, გოგირდი, ამიაკი, წყალბადი, აზოტის მჟავა, შავი ნაერთების დაჟანგვის დროს. რკინა და მანგანუმი. ისინი იყენებენ ორგანულ ნივთიერებებს, რომლებიც წარმოიქმნება ამ ქიმიური ენერგიის გამოყენებით, მათი სხეულის უჯრედების ასაშენებლად. ამიტომ ამ პროცესს ქიმიოსინთეზს უწოდებენ.

ქიმიოსინთეზური მიკროორგანიზმების ყველაზე მნიშვნელოვანი ჯგუფია ნიტრიფიცირებული ბაქტერიები. ეს ბაქტერიები ცხოვრობენ ნიადაგში და ახორციელებენ ორგანული ნარჩენების დაშლის დროს წარმოქმნილი ამიაკის დაჟანგვას აზოტმჟავამდე. ეს უკანასკნელი, რეაგირებს ნიადაგის მინერალურ ნაერთებთან, იქცევა აზოტის მჟავის მარილებად. ეს პროცესი ორ ეტაპად მიმდინარეობს.

რკინის ბაქტერიები შავი რკინას ოქსიდად გარდაქმნის. წარმოქმნილი რკინის ჰიდროქსიდი დნება და წარმოქმნის ე.წ. ჭაობის რკინის მადანს.

ზოგიერთი მიკროორგანიზმი არსებობს მოლეკულური წყალბადის დაჟანგვის გამო, რაც უზრუნველყოფს კვების აუტოტროფიულ გზას.

წყალბადის ბაქტერიების დამახასიათებელი თვისებაა ჰეტეროტროფულ ცხოვრების წესზე გადასვლის უნარი ორგანული ნაერთებით და წყალბადის არარსებობის შემთხვევაში.

ამრიგად, ქიმიოავტოტროფები ტიპიური ავტოტროფებია, რადგან ისინი დამოუკიდებლად ასინთეზებენ აუცილებელ ორგანულ ნაერთებს არაორგანული ნივთიერებებისგან და არ იღებენ მათ მზა სხვა ორგანიზმებისგან, როგორიცაა ჰეტეროტროფები. ქიმიოავტოტროფული ბაქტერიები განსხვავდება ფოტოტროფული მცენარეებისგან სინათლისგან, როგორც ენერგიის წყაროს სრული დამოუკიდებლობით.

ბაქტერიული ფოტოსინთეზი

ზოგიერთი პიგმენტის შემცველი გოგირდის ბაქტერია (იისფერი, მწვანე), რომელიც შეიცავს სპეციფიკურ პიგმენტებს - ბაქტერიოქლოროფილებს, შეუძლია მზის ენერგიის შთანთქმა, რომლის დახმარებით წყალბადის სულფიდი იყოფა მათ ორგანიზმებში და აძლევს წყალბადის ატომებს შესაბამისი ნაერთების აღსადგენად. ამ პროცესს ბევრი საერთო აქვს ფოტოსინთეზთან და განსხვავდება მხოლოდ იმით, რომ მეწამულ და მწვანე ბაქტერიებში წყალბადის სულფიდი (ზოგჯერ კარბოქსილის მჟავები) არის წყალბადის დონორი, ხოლო მწვანე მცენარეებში ეს არის წყალი. ამ და სხვებში წყალბადის გაყოფა და გადაცემა ხდება შთანთქმის მზის სხივების ენერგიის გამო.

ასეთ ბაქტერიულ ფოტოსინთეზს, რომელიც ხდება ჟანგბადის გათავისუფლების გარეშე, ეწოდება ფოტორედუქცია. ნახშირორჟანგის ფოტორედუქცია დაკავშირებულია წყალბადის გადაცემასთან არა წყლიდან, არამედ წყალბადის სულფიდიდან:

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

ქიმიოსინთეზისა და ბაქტერიული ფოტოსინთეზის ბიოლოგიური მნიშვნელობა პლანეტარული მასშტაბით შედარებით მცირეა. მხოლოდ ქიმიოსინთეზური ბაქტერიები თამაშობენ მნიშვნელოვან როლს ბუნებაში გოგირდის ციკლში. მწვანე მცენარეების მიერ გოგირდმჟავას მარილების სახით შეწოვა, გოგირდი აღდგება და ხდება ცილის მოლეკულების ნაწილი. გარდა ამისა, როდესაც მკვდარი მცენარეული და ცხოველური ნაშთები ნადგურდება პრუფრაქციული ბაქტერიებით, გოგირდი გამოიყოფა წყალბადის სულფიდის სახით, რომელიც იჟანგება გოგირდის ბაქტერიებით თავისუფალ გოგირდად (ან გოგირდის მჟავად), რომელიც ქმნის ნიადაგში მცენარეებისთვის ხელმისაწვდომ სულფიტებს. ქიმიო- და ფოტოავტოტროფული ბაქტერიები აუცილებელია აზოტისა და გოგირდის ციკლში.

სპორულაცია

სპორები წარმოიქმნება ბაქტერიული უჯრედის შიგნით. სპორების წარმოქმნის პროცესში ბაქტერიული უჯრედი განიცდის ბიოქიმიურ პროცესებს. მასში თავისუფალი წყლის რაოდენობა მცირდება, ფერმენტული აქტივობა მცირდება. ეს უზრუნველყოფს სპორების წინააღმდეგობას არახელსაყრელი გარემო პირობების მიმართ (მაღალი ტემპერატურა, მარილის მაღალი კონცენტრაცია, გაშრობა და ა.შ.). სპორების წარმოქმნა დამახასიათებელია ბაქტერიების მხოლოდ მცირე ჯგუფისთვის.

სპორები არ არის ბაქტერიების სასიცოცხლო ციკლის აუცილებელი ეტაპი. სპორულაცია იწყება მხოლოდ საკვები ნივთიერებების ნაკლებობით ან მეტაბოლური პროდუქტების დაგროვებით. სპორების სახით ბაქტერიები შეიძლება დიდხანს დარჩეს მიძინებული. ბაქტერიული სპორები უძლებს ხანგრძლივ დუღილს და ძალიან დიდხანს გაყინვას. როდესაც ხელსაყრელი პირობები ხდება, დავა აღმოცენდება და სიცოცხლისუნარიანი ხდება. ბაქტერიული სპორები არის ადაპტაცია არახელსაყრელ პირობებში გადარჩენისთვის.

რეპროდუქცია

ბაქტერიები მრავლდებიან ერთი უჯრედის ორად გაყოფით. გარკვეული ზომის მიღწევის შემდეგ, ბაქტერია იყოფა ორ იდენტურ ბაქტერიად. შემდეგ თითოეული მათგანი იწყებს კვებას, იზრდება, იყოფა და ა.შ.

უჯრედის გახანგრძლივების შემდეგ თანდათან წარმოიქმნება განივი ძგიდე, შემდეგ კი შვილობილი უჯრედები განსხვავდებიან; ბევრ ბაქტერიაში, გარკვეულ პირობებში, უჯრედები გაყოფის შემდეგ რჩება დამახასიათებელ ჯგუფებად დაკავშირებული. ამ შემთხვევაში, გაყოფის სიბრტყის მიმართულებიდან და განყოფილებების რაოდენობის მიხედვით, წარმოიქმნება სხვადასხვა ფორმები. გამონაკლისის სახით ბაქტერიებში ხდება გამრავლება კვირტით.

ხელსაყრელ პირობებში ბევრ ბაქტერიაში უჯრედების დაყოფა ხდება ყოველ 20-30 წუთში. ასეთი სწრაფი გამრავლებით, ერთი ბაქტერიის შთამომავლობას 5 დღეში შეუძლია შექმნას მასა, რომელსაც შეუძლია შეავსოს ყველა ზღვა და ოკეანე. მარტივი გამოთვლა აჩვენებს, რომ დღეში 72 თაობა (720,000,000,000,000,000,000 უჯრედი) შეიძლება ჩამოყალიბდეს. თუ ითარგმნება წონაში - 4720 ტონა. თუმცა, ეს ბუნებაში არ ხდება, რადგან ბაქტერიების უმეტესობა სწრაფად იღუპება მზის გავლენის ქვეშ, გამოშრობა, საკვების ნაკლებობა, 65-100ºС-მდე გათბობა, სახეობებს შორის ბრძოლის შედეგად და ა.შ.

ბაქტერია (1), რომელიც შთანთქავს საკმარის საკვებს, იზრდება ზომით (2) და იწყებს მომზადებას გამრავლებისთვის (უჯრედების დაყოფა). მისი დნმ (ბაქტერიაში დნმ-ის მოლეკულა დახურულია რგოლში) გაორმაგდება (ბაქტერია აწარმოებს ამ მოლეკულის ასლს). როგორც ჩანს, დნმ-ის ორივე მოლეკულა (3.4) მიმაგრებულია ბაქტერიის კედელზე და წაგრძელებისას ბაქტერიები გვერდებზე შორდებიან (5.6). ჯერ ნუკლეოტიდი იყოფა, შემდეგ კი ციტოპლაზმა.

ბაქტერიებზე დნმ-ის ორი მოლეკულის განსხვავების შემდეგ ჩნდება შეკუმშვა, რომელიც თანდათან ყოფს ბაქტერიის სხეულს ორ ნაწილად, რომელთაგან თითოეული შეიცავს დნმ-ის მოლეკულას (7).

ეს ხდება (თივის ბაცილაში), ორი ბაქტერია იკვრება და მათ შორის იქმნება ხიდი (1,2).

დნმ ტრანსპორტირება ხდება ერთი ბაქტერიიდან მეორეზე ჯუმპერის საშუალებით (3). ერთხელ ერთ ბაქტერიაში, დნმ-ის მოლეკულები ერთმანეთში ირევა, ზოგ ადგილას ერთმანეთში იკვრება (4), რის შემდეგაც ისინი ცვლიან მონაკვეთებს (5).

ბაქტერიების როლი ბუნებაში

ცირკულაცია

ბაქტერიები ყველაზე მნიშვნელოვანი რგოლია ბუნებაში ნივთიერებების ზოგად მიმოქცევაში. მცენარეები ქმნიან რთულ ორგანულ ნივთიერებებს ნახშირორჟანგის, წყლისა და ნიადაგის მინერალური მარილებისგან. ეს ნივთიერებები ნიადაგში ბრუნდება მკვდარი სოკოებით, მცენარეებითა და ცხოველების გვამებით. ბაქტერიები არღვევენ რთულ ნივთიერებებს მარტივ ნივთიერებებად, რომლებსაც მცენარეები ხელახლა იყენებენ.

ბაქტერიები ანადგურებენ მკვდარი მცენარეებისა და ცხოველების გვამების რთულ ორგანულ ნივთიერებებს, ცოცხალ ორგანიზმებს და სხვადასხვა ნარჩენებს. ამ ორგანული ნივთიერებებით იკვებება, საპროფიტული დაშლის ბაქტერიები მათ ჰუმუსად აქცევს. ეს არის ჩვენი პლანეტის მოწესრიგებულები. ამრიგად, ბაქტერიები აქტიურად მონაწილეობენ ბუნებაში არსებული ნივთიერებების ციკლში.

ნიადაგის ფორმირება

ვინაიდან ბაქტერიები თითქმის ყველგან არის გავრცელებული და დიდი რაოდენობით გვხვდება, ისინი დიდწილად განსაზღვრავენ ბუნებაში მიმდინარე სხვადასხვა პროცესებს. შემოდგომაზე ხეების და ბუჩქების ფოთლები ცვივა, მიწისზედა ბალახის ყლორტები იღუპება, ძველი ტოტები ცვივა და დროდადრო ბებერი ხეების ტოტები ცვივა. ეს ყველაფერი თანდათან გადაიქცევა ჰუმუსად. 1 სმ 3-ში. ტყის ნიადაგის ზედაპირული ფენა შეიცავს რამდენიმე სახეობის ასობით მილიონი საპროფიტული ნიადაგის ბაქტერიას. ეს ბაქტერიები გარდაქმნის ჰუმუსს სხვადასხვა მინერალად, რომელიც შეიძლება შეიწოვოს ნიადაგიდან მცენარის ფესვებით.

ნიადაგის ზოგიერთ ბაქტერიას შეუძლია ჰაერიდან აზოტის შეწოვა, მისი გამოყენება სასიცოცხლო პროცესებში. ეს აზოტის დამამყარებელი ბაქტერიები დამოუკიდებლად ცხოვრობენ ან ბინადრობენ პარკოსანი მცენარეების ფესვებში. პარკოსნების ფესვებში შეღწევის შემდეგ, ეს ბაქტერიები იწვევენ ფესვის უჯრედების ზრდას და მათზე კვანძების წარმოქმნას.

ეს ბაქტერიები ათავისუფლებენ აზოტის ნაერთებს, რომლებსაც მცენარეები იყენებენ. ბაქტერიები მცენარეებიდან იღებენ ნახშირწყლებს და მინერალურ მარილებს. ამრიგად, არსებობს მჭიდრო კავშირი პარკოსან მცენარესა და კვანძოვან ბაქტერიას შორის, რაც სასარგებლოა როგორც ერთი, ასევე მეორე ორგანიზმისთვის. ამ ფენომენს სიმბიოზი ეწოდება.

კვანძოვან ბაქტერიებთან სიმბიოზის წყალობით, პარკოსნები ამდიდრებენ ნიადაგს აზოტით, რაც ხელს უწყობს მოსავლიანობის გაზრდას.

გავრცელება ბუნებაში

მიკროორგანიზმები ყველგან არიან. ერთადერთი გამონაკლისი არის აქტიური ვულკანების კრატერები და აფეთქებული ატომური ბომბების ეპიცენტრებში მცირე უბნები. არც ანტარქტიდის დაბალი ტემპერატურა, არც გეიზერების მდუღარე ჭურვები, არც მარილის ნაჯერი ხსნარები მარილის აუზებში, არც მთის მწვერვალების ძლიერი ინსოლაცია და არც ბირთვული რეაქტორების მკაცრი გამოსხივება ხელს არ უშლის მიკროფლორას არსებობას და განვითარებას. ყველა ცოცხალი არსება გამუდმებით ურთიერთქმედებს მიკროორგანიზმებთან, ხშირად არის არა მხოლოდ მათი საცავი, არამედ გამავრცელებელიც. მიკროორგანიზმები ჩვენი პლანეტის მკვიდრნი არიან, რომლებიც აქტიურად ავითარებენ ყველაზე წარმოუდგენელ ბუნებრივ სუბსტრატებს.

ნიადაგის მიკროფლორა

ბაქტერიების რაოდენობა ნიადაგში უკიდურესად დიდია - ასობით მილიონი და მილიარდი ინდივიდი 1 გრამში. ისინი ბევრად უფრო უხვად არიან ნიადაგში, ვიდრე წყალში და ჰაერში. ნიადაგში ბაქტერიების საერთო რაოდენობა განსხვავებულია. ბაქტერიების რაოდენობა დამოკიდებულია ნიადაგის ტიპზე, მათ მდგომარეობაზე, ფენების სიღრმეზე.

ნიადაგის ნაწილაკების ზედაპირზე მიკროორგანიზმები განლაგებულია მცირე მიკროკოლონიებში (თითოეული 20-100 უჯრედი). ხშირად ისინი ვითარდება ორგანული ნივთიერებების შედედების სისქეში, ცოცხალ და მომაკვდავ მცენარის ფესვებზე, თხელ კაპილარებში და შიგნითა სიმსივნეებში.

ნიადაგის მიკროფლორა ძალიან მრავალფეროვანია. აქ გვხვდება ბაქტერიების სხვადასხვა ფიზიოლოგიური ჯგუფი: გაფუჭებული, ნიტრიფიცირებული, აზოტმამაგრებელი, გოგირდოვანი ბაქტერიები და ა.შ. მათ შორისაა აერობები და ანაერობები, სპორული და არასპორული ფორმები. მიკროფლორა ნიადაგის წარმოქმნის ერთ-ერთი ფაქტორია.

ნიადაგში მიკროორგანიზმების განვითარების არეალი არის ცოცხალი მცენარეების ფესვების მიმდებარე ზონა. მას რიზოსფერო ეწოდება და მასში შემავალი მიკროორგანიზმების მთლიანობას რიზოსფეროს მიკროფლორა.

რეზერვუარების მიკროფლორა

წყალი ბუნებრივი გარემოა, სადაც მიკროორგანიზმები დიდი რაოდენობით იზრდებიან. მათი უმეტესობა წყალში ნიადაგიდან შედის. ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს წყალში ბაქტერიების რაოდენობას, მასში საკვები ნივთიერებების არსებობას. ყველაზე სუფთა არტეზიული ჭებისა და წყაროების წყლებია. ღია წყალსაცავები და მდინარეები ძალიან მდიდარია ბაქტერიებით. ბაქტერიების ყველაზე დიდი რაოდენობა გვხვდება წყლის ზედაპირულ ფენებში, ნაპირთან უფრო ახლოს. სანაპიროდან დაშორებისა და სიღრმის მატებასთან ერთად ბაქტერიების რაოდენობა მცირდება.

სუფთა წყალი შეიცავს 100-200 ბაქტერიას 1 მლ-ზე, ხოლო დაბინძურებული წყალი შეიცავს 100-300 ათასზე მეტს. ქვედა სილაში ბევრი ბაქტერიაა, განსაკუთრებით ზედაპირულ ფენაში, სადაც ბაქტერიები ქმნიან გარსს. ამ ფილმში ბევრი გოგირდის და რკინის ბაქტერიაა, რომელიც წყალბადის სულფიდს აჟანგავს გოგირდმჟავად და ამით ხელს უშლის თევზის სიკვდილს. სილაში უფრო სპორის შემცველი ფორმებია, წყალში კი არასპორის შემცველი ფორმები.

სახეობების შემადგენლობით წყლის მიკროფლორა ჰგავს ნიადაგის მიკროფლორას, მაგრამ გვხვდება სპეციფიკური ფორმებიც. წყალში ჩავარდნილი სხვადასხვა ნარჩენების განადგურებისას მიკროორგანიზმები თანდათან ახორციელებენ წყლის ე.წ.

ჰაერის მიკროფლორა

ჰაერის მიკროფლორა ნაკლებია, ვიდრე ნიადაგისა და წყლის მიკროფლორა. ბაქტერიები ჰაერში ამოდის მტვერთან ერთად, შეიძლება იქ დარჩეს გარკვეული ხნით, შემდეგ კი დედამიწის ზედაპირზე დასახლდნენ და იღუპებიან კვების ნაკლებობისგან ან ულტრაიისფერი სხივების გავლენის ქვეშ. ჰაერში მიკროორგანიზმების რაოდენობა დამოკიდებულია გეოგრაფიულ არეალზე, რელიეფზე, სეზონზე, მტვრის დაბინძურებაზე და ა.შ. მტვრის თითოეული ლაქა მიკროორგანიზმების მატარებელია. ბაქტერიების უმეტესობა ჰაერშია სამრეწველო საწარმოების თავზე. სოფელში ჰაერი უფრო სუფთაა. ყველაზე სუფთა ჰაერი ტყეებში, მთებში, თოვლიან სივრცეებშია. ჰაერის ზედა ფენები ნაკლებ მიკრობებს შეიცავს. ჰაერის მიკროფლორაში არის მრავალი პიგმენტური და სპორის შემცველი ბაქტერია, რომლებიც სხვებზე უფრო მდგრადია ულტრაიისფერი სხივების მიმართ.

ადამიანის სხეულის მიკროფლორა

ადამიანის ორგანიზმი, თუნდაც სრულიად ჯანმრთელი, ყოველთვის მიკროფლორას მატარებელია. როდესაც ადამიანის სხეული შედის ჰაერთან და ნიადაგთან კონტაქტში, სხვადასხვა მიკროორგანიზმები, მათ შორის პათოგენები (ტეტანუსის ბაცილი, გაზის განგრენა და ა.შ.) მკვიდრდება ტანსაცმელსა და კანზე. ადამიანის სხეულის ღია ნაწილები ყველაზე ხშირად დაბინძურებულია. ხელებზე გვხვდება E. coli, სტაფილოკოკები. პირის ღრუში 100-ზე მეტი სახის მიკრობია. პირი თავისი ტემპერატურით, ტენიანობით, საკვები ნივთიერებების ნარჩენებით შესანიშნავი გარემოა მიკროორგანიზმების განვითარებისთვის.

კუჭს აქვს მჟავე რეაქცია, ამიტომ მასში არსებული მიკროორგანიზმების უმეტესი ნაწილი იღუპება. წვრილი ნაწლავიდან დაწყებული რეაქცია ხდება ტუტე, ე.ი. ხელსაყრელია მიკრობებისთვის. მსხვილ ნაწლავში მიკროფლორა ძალიან მრავალფეროვანია. ყოველი ზრდასრული ყოველდღიურად გამოყოფს დაახლოებით 18 მილიარდ ბაქტერიას ექსკრემენტებით, ე.ი. უფრო მეტი ადამიანი ვიდრე ადამიანი მსოფლიოში.

შინაგანი ორგანოები, რომლებიც არ არის დაკავშირებული გარე გარემოსთან (ტვინი, გული, ღვიძლი, შარდის ბუშტი და ა.შ.) ჩვეულებრივ თავისუფალია მიკრობებისგან. მიკრობები ამ ორგანოებში მხოლოდ ავადმყოფობის დროს შედიან.

ბაქტერიები ველოსიპედში

მიკროორგანიზმები ზოგადად და ბაქტერიები განსაკუთრებით მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ დედამიწაზე არსებული ნივთიერებების ბიოლოგიურად მნიშვნელოვან ციკლებში, ახორციელებენ ქიმიურ გარდაქმნებს, რომლებიც სრულიად მიუწვდომელია მცენარეებისთვის და ცხოველებისთვის. ელემენტების ციკლის სხვადასხვა ეტაპს ატარებენ სხვადასხვა ტიპის ორგანიზმები. ორგანიზმების ყოველი ცალკეული ჯგუფის არსებობა დამოკიდებულია სხვა ჯგუფების მიერ განხორციელებულ ელემენტების ქიმიურ ტრანსფორმაციაზე.

აზოტის ციკლი

აზოტოვანი ნაერთების ციკლური ტრანსფორმაცია უმთავრეს როლს ასრულებს სხვადასხვა ბიოსფერული ორგანიზმებისთვის აზოტის აუცილებელი ფორმების კვების მოთხოვნილებების თვალსაზრისით. მთლიანი აზოტის ფიქსაციის 90%-ზე მეტი განპირობებულია გარკვეული ბაქტერიების მეტაბოლური აქტივობით.

ნახშირბადის ციკლი

ორგანული ნახშირბადის ბიოლოგიური ტრანსფორმაცია ნახშირორჟანგად, რომელსაც თან ახლავს მოლეკულური ჟანგბადის შემცირება, მოითხოვს სხვადასხვა მიკროორგანიზმების ერთობლივ მეტაბოლურ აქტივობას. ბევრი აერობული ბაქტერია ახორციელებს ორგანული ნივთიერებების სრულ დაჟანგვას. აერობულ პირობებში, ორგანული ნაერთები თავდაპირველად იშლება დუღილის შედეგად, ხოლო ორგანული დუღილის საბოლოო პროდუქტები შემდგომ იჟანგება ანაერობული სუნთქვით, თუ არსებობს არაორგანული წყალბადის მიმღებები (ნიტრატი, სულფატი ან CO2).

გოგირდის ციკლი

ცოცხალი ორგანიზმებისთვის გოგირდი ძირითადად ხელმისაწვდომია ხსნადი სულფატების ან შემცირებული ორგანული გოგირდის ნაერთების სახით.

რკინის ციკლი

ზოგიერთი მტკნარი წყლის რეზერვუარი შეიცავს შემცირებული რკინის მარილების მაღალ კონცენტრაციას. ასეთ ადგილებში ვითარდება სპეციფიკური ბაქტერიული მიკროფლორა – რკინის ბაქტერია, რომელიც ჟანგავს შემცირებულ რკინას. ისინი მონაწილეობენ ჭაობის რკინის მადნებისა და რკინის მარილებით მდიდარი წყლის წყაროების ფორმირებაში.

ბაქტერიები უძველესი ორგანიზმებია, რომლებიც გამოჩნდნენ დაახლოებით 3,5 მილიარდი წლის წინ არქეულში. დაახლოებით 2,5 მილიარდი წლის განმავლობაში ისინი დომინირებდნენ დედამიწაზე, ქმნიდნენ ბიოსფეროს და მონაწილეობდნენ ჟანგბადის ატმოსფეროს ფორმირებაში.

ბაქტერიები ერთ-ერთი ყველაზე მარტივად მოწყობილი ცოცხალი ორგანიზმია (გარდა ვირუსებისა). ითვლება, რომ ისინი იყვნენ პირველი ორგანიზმები, რომლებიც გამოჩნდნენ დედამიწაზე.

რა არის ბაქტერიები: ბაქტერიების ტიპები, მათი კლასიფიკაცია

ბაქტერიები არის პატარა მიკროორგანიზმები, რომლებიც არსებობს ათასობით წლის განმავლობაში. მიკრობების შეუიარაღებელი თვალით დანახვა შეუძლებელია, მაგრამ არ უნდა დავივიწყოთ მათი არსებობა. ბაცილების დიდი რაოდენობაა. მიკრობიოლოგიის მეცნიერება ეწევა მათ კლასიფიკაციას, შესწავლას, სახეობებს, სტრუქტურის თავისებურებებსა და ფიზიოლოგიას.

მიკროორგანიზმებს სხვაგვარად უწოდებენ, მათი მოქმედებისა და ფუნქციის მიხედვით. მიკროსკოპის ქვეშ შეგიძლიათ დააკვირდეთ როგორ ურთიერთობენ ეს პატარა არსებები ერთმანეთთან. პირველი მიკროორგანიზმები საკმაოდ პრიმიტიული ფორმით იყვნენ, მაგრამ მათი მნიშვნელობა არავითარ შემთხვევაში არ უნდა შეფასდეს. თავიდანვე ბაცილები განვითარდნენ, შექმნეს კოლონიები, ცდილობდნენ გადარჩენას ცვალებად კლიმატურ პირობებში. სხვადასხვა ვიბრიოს შეუძლია ამინომჟავების გაცვლა, რათა გაიზარდოს და ნორმალურად განვითარდეს შედეგად.

დღეს ძნელი სათქმელია ამ მიკროორგანიზმების რამდენი სახეობაა დედამიწაზე (ეს რიცხვი მილიონს აჭარბებს), მაგრამ ყველაზე ცნობილი და მათი სახელები თითქმის ყველა ადამიანისთვისაა ნაცნობი. რაც არ უნდა იყოს მიკრობები და რა ეწოდოს მათ, ყველა მათგანს აქვს ერთი უპირატესობა - ისინი ცხოვრობენ კოლონიებში, ამიტომ მათთვის ბევრად უფრო ადვილია ადაპტაცია და გადარჩენა.

ჯერ გავარკვიოთ რა მიკროორგანიზმები არსებობს. უმარტივესი კლასიფიკაცია არის კარგი და ცუდი. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ის, რაც საზიანოა ადამიანის ორგანიზმისთვის, იწვევს ბევრ დაავადებას და ის, რაც სასარგებლოა. შემდეგ დეტალურად ვისაუბრებთ იმაზე, თუ რა არის მთავარი სასარგებლო ბაქტერია და მივცემთ მათ აღწერას.

ასევე შეგიძლიათ მიკროორგანიზმების კლასიფიკაცია მათი ფორმის, მახასიათებლების მიხედვით. ალბათ ბევრს ახსოვს, რომ სასკოლო სახელმძღვანელოებში იყო სპეციალური ცხრილი სხვადასხვა მიკროორგანიზმების გამოსახულებით და მის გვერდით იყო მნიშვნელობა და მათი როლი ბუნებაში. არსებობს რამდენიმე სახის ბაქტერია:

• კოკები - პატარა ბურთები, რომლებიც ჯაჭვს წააგავს, რადგან ისინი ერთმანეთის უკან არიან განლაგებული;
• ღეროს ფორმის;
• სპირილა, სპიროქეტები (აქვს ჩახლართული ფორმა);
• ვიბრიოზები.

სხვადასხვა ფორმის ბაქტერიები

ჩვენ უკვე აღვნიშნეთ, რომ ერთ-ერთი კლასიფიკაცია ყოფს მიკრობებს სახეობებად მათი ფორმის მიხედვით.

ბაქტერი კოლის ასევე აქვს გარკვეული თვისებები. მაგალითად, არსებობს წვეტიანი ძელებით, სქელი, მომრგვალებული ან სწორი ბოლოებით. როგორც წესი, ღეროს ფორმის მიკრობები ძალიან განსხვავდებიან და მუდამ ქაოსში არიან, არ დგანან ჯაჭვით (სტრეპტობაქტერიების გამოკლებით), არ ემაგრებიან ერთმანეთს (დიპლობაქტერიების გარდა).

სფერული ფორმების მიკროორგანიზმებს მიკრობიოლოგებს მიეკუთვნება სტრეპტოკოკები, სტაფილოკოკები, დიპლოკოკები, გონოკოკები. ეს შეიძლება იყოს ბურთების წყვილი ან გრძელი ჯაჭვები.

მრუდე ბაცილებია სპირლა, სპიროქეტები. ისინი ყოველთვის აქტიურები არიან, მაგრამ არ წარმოქმნიან სპორებს. Spirilla უსაფრთხოა ადამიანებისა და ცხოველებისთვის. თქვენ შეგიძლიათ განასხვავოთ სპირილა სპიროქეტებისგან, თუ ყურადღებას მიაქცევთ კულულების რაოდენობას, ისინი ნაკლებად ხვეულია, კიდურებზე აქვთ სპეციალური ფლაგელები.

პათოგენური ბაქტერიების სახეები

მაგალითად, მიკროორგანიზმების ჯგუფი, სახელწოდებით კოკები, და უფრო დეტალურად სტრეპტოკოკები და სტაფილოკოკები იწვევს ნამდვილ ჩირქოვან დაავადებებს (ფურუნკულოზი, სტრეპტოკოკური ტონზილიტი).

ანაერობები მშვენივრად ცხოვრობენ და ვითარდებიან ჟანგბადის გარეშე; ამ მიკროორგანიზმების ზოგიერთი სახეობისთვის ჟანგბადი ზოგადად სასიკვდილო ხდება. აერობულ მიკრობებს გადარჩენისთვის ჟანგბადი სჭირდებათ.

არქეა თითქმის უფერო უჯრედული ორგანიზმებია.

თავიდან უნდა იქნას აცილებული პათოგენური ბაქტერიები, რადგან ისინი იწვევენ ინფექციებს, გრამუარყოფითი მიკროორგანიზმები ანტისხეულების მიმართ რეზისტენტულად ითვლება. ბევრია ინფორმაცია ნიადაგის, ფუფრაქტიული მიკროორგანიზმების შესახებ, რომლებიც მავნე, სასარგებლოა.

ზოგადად, სპირილა საშიში არ არის, მაგრამ ზოგიერთმა სახეობამ შეიძლება გამოიწვიოს სოდოკუ.

სასარგებლო ბაქტერიების ჯიშები

სკოლის მოსწავლეებმაც იციან, რომ ბაცილები სასარგებლო და მავნეა. ხალხმა ზოგიერთი სახელი ყურით იცის (სტაფილოკოკი, სტრეპტოკოკი, ჭირის ბაცილი). ეს არის მავნე არსებები, რომლებიც ერევიან არა მხოლოდ გარე გარემოში, არამედ ადამიანებსაც. არსებობს მიკროსკოპული ბაცილები, რომლებიც იწვევენ საკვების მოწამვლას.

აუცილებლად იცოდეთ სასარგებლო ინფორმაცია რძემჟავას, საკვების, პრობიოტიკური მიკროორგანიზმების შესახებ. მაგალითად, პრობიოტიკები, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, კარგი ორგანიზმები, ხშირად გამოიყენება სამედიცინო მიზნებისთვის. გეკითხებით: რისთვის? ისინი არ აძლევენ ადამიანში მავნე ბაქტერიების გამრავლების საშუალებას, აძლიერებენ ნაწლავის დამცავ ფუნქციებს და კარგ გავლენას ახდენენ ადამიანის იმუნურ სისტემაზე.

ბიფიდობაქტერიები ასევე ძალიან სასარგებლოა ნაწლავებისთვის. რძემჟავა ვიბრიოები მოიცავს დაახლოებით 25 სახეობას. ადამიანის ორგანიზმში ისინი დიდი რაოდენობითაა წარმოდგენილი, მაგრამ საშიში არ არის. პირიქით, ისინი იცავენ კუჭ-ნაწლავის ტრაქტს გაფუჭებული და სხვა მიკრობებისგან.

კარგზე საუბრისას, არ შეიძლება არ აღინიშნოს სტრეპტომიცეტების უზარმაზარი სახეობები. ისინი ცნობილია მათთვის, ვინც იღებდა ქლორამფენიკოლს, ერითრომიცინს და მსგავს პრეპარატებს.

არსებობს მიკროორგანიზმები, როგორიცაა Azotobacter. ისინი მრავალი წლის განმავლობაში ცხოვრობენ ნიადაგში, აქვთ სასარგებლო გავლენა ნიადაგზე, ასტიმულირებენ მცენარეების ზრდას, ასუფთავებენ დედამიწას მძიმე ლითონებისგან. ისინი შეუცვლელნი არიან მედიცინაში, სოფლის მეურნეობაში, მედიცინაში, კვების მრეწველობაში.

ბაქტერიების ცვალებადობის სახეები

მათი ბუნებით, მიკრობები ძალიან ცვალებადია, ისინი სწრაფად კვდებიან, ისინი შეიძლება იყოს სპონტანური, გამოწვეული. ბაქტერიების ცვალებადობის შესახებ დეტალებს არ შევეხებით, ვინაიდან ეს ინფორმაცია უფრო საინტერესოა მათთვის, ვინც დაინტერესებულია მიკრობიოლოგიით და მისი ყველა დარგით.

ბაქტერიების სახეები სეპტიკური ტანკებისთვის

კერძო სახლების მაცხოვრებლებს ესმით გადაუდებელი აუცილებლობა ჩამდინარე წყლების, ისევე როგორც წყალსატევების დამუშავება. დღეს სადრენაჟეები შეიძლება სწრაფად და ეფექტურად გაიწმინდოს სეპტიკური ტანკებისთვის სპეციალური ბაქტერიების დახმარებით. ადამიანისთვის ეს უზარმაზარი შვებაა, რადგან კანალიზაციის გაწმენდა სასიამოვნო საქმე არ არის.

ჩვენ უკვე განვმარტეთ, სად გამოიყენება ჩამდინარე წყლების გაწმენდის ბიოლოგიური ტიპი, ახლა კი თავად სისტემაზე ვისაუბროთ. სეპტიკური ტანკებისთვის ბაქტერიები იზრდება ლაბორატორიებში, ისინი კლავენ კანალიზაციის უსიამოვნო სუნს, დეზინფექციას უკეთებენ სადრენაჟო ჭებს, წყალსატევებს და ამცირებენ ჩამდინარე წყლების მოცულობას. არსებობს სამი სახის ბაქტერია, რომლებიც გამოიყენება სეპტიკური ტანკებისთვის:

• აერობული;
• ანაერობული;
• ცოცხალი (ბიოაქტივატორები).

ძალიან ხშირად ადამიანები იყენებენ დასუფთავების კომბინირებულ მეთოდებს. მკაცრად დაიცავით პრეპარატის მითითებები, დარწმუნდით, რომ წყლის დონე ხელს უწყობს ბაქტერიების ნორმალურ გადარჩენას. ასევე, გახსოვდეთ, რომ გამოიყენოთ დრენაჟი მინიმუმ ორ კვირაში ერთხელ, რათა ბაქტერიებს ჰქონდეთ საჭმელი, წინააღმდეგ შემთხვევაში ისინი დაიღუპებიან. არ დაგავიწყდეთ, რომ საწმენდი ფხვნილებისა და სითხეების ქლორი კლავს ბაქტერიებს.

ყველაზე პოპულარული ბაქტერიებია Dr. Robik, Septifos, Waste Treat.

ბაქტერიების ტიპები შარდში

თეორიულად, შარდში ბაქტერიები არ უნდა იყოს, მაგრამ სხვადასხვა ქმედებებისა და სიტუაციების შემდეგ, პაწაწინა მიკროორგანიზმები სახლდებიან სადაც მოესურვებათ: საშოში, ცხვირში, წყალში და ა.შ. თუ ბაქტერიები აღმოჩენილია ტესტების დროს, ეს ნიშნავს, რომ ადამიანს აწუხებს თირკმელების, შარდის ბუშტის ან შარდსაწვეთების დაავადებები. მიკროორგანიზმების შარდში შეღწევის რამდენიმე გზა არსებობს. მკურნალობის დაწყებამდე ძალიან მნიშვნელოვანია ბაქტერიების ტიპისა და შეყვანის მარშრუტის გამოკვლევა და ზუსტად განსაზღვრა. ამის დადგენა შესაძლებელია ბიოლოგიური შარდის კულტურით, როდესაც ბაქტერიები მოთავსებულია ხელსაყრელ ჰაბიტატში. შემდეგ მოწმდება ბაქტერიების რეაქცია სხვადასხვა ანტიბიოტიკებზე.

გისურვებთ ყოველთვის ჯანმრთელი იყოთ. იზრუნეთ საკუთარ თავზე, რეგულარულად დაიბანეთ ხელები, დაიცავით ორგანიზმი მავნე ბაქტერიებისგან!

წარმოუდგენელი ფაქტები

ტრილიონობით ბაქტერიების შესახებ ფიქრი, რომლებიც ჩვენს კანზე და ჩვენს სხეულში ცხოვრობენ, ზოგისთვის საშინელებაა.

”მაგრამ ისევე, როგორც ადამიანი ვერ იცხოვრებს ნახშირბადის, აზოტის, დაავადებებისგან დაცვის გარეშე, მას ასევე არ შეუძლია ბაქტერიების გარეშე ცხოვრება“, - ამბობს მიკრობიოლოგი და ავტორი წიგნისა „მოკავშირეები და მტრები: როგორ არის სამყარო ბაქტერიებზე დამოკიდებული“ ანა მაკზულაკი (ანა მაკზულაკი).

ადამიანების უმეტესობა ბაქტერიების შესახებ მხოლოდ გარკვეული დაავადებების კონტექსტში იგებს, რაც ბუნებრივად იწვევს მათ მიმართ ადამიანის ნეგატიურ დამოკიდებულებას. ”ახლა არის დრო, ვიფიქროთ იმაზე, თუ როგორ გვეხმარებიან ისინი, რადგან ეს არის ძალიან რთული, მრავალსაფეხურიანი პროცესი”, - დასძინა მაკზულაკმა.

პაწაწინა მბრძანებლები

ნიადაგსა და ოკეანეში ბაქტერიები არიან მთავარი მოთამაშეები, რომლებიც მონაწილეობენ ორგანული ნივთიერებების დაშლაში და ისეთი ქიმიური ელემენტების ციკლში, როგორიცაა ნახშირბადი და აზოტი, რომლებიც აუცილებელია ადამიანის სიცოცხლისთვის. იმის გამო, რომ მცენარეებსა და ცხოველებს არ შეუძლიათ აზოტის ზოგიერთი მოლეკულის შექმნა, ჩვენ უნდა ვიცხოვროთ თუმცა, ნიადაგის ბაქტერიები და ციანობაქტერიები (ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეები) აბსოლუტურად შეუცვლელ როლს ასრულებენ ატმოსფერული აზოტის აზოტის ფორმებად გარდაქმნაში, რომელსაც მცენარეები შთანთქავენ, რითაც ქმნიან ამინომჟავებს და ნუკლეინის მჟავებს, რომლებიც, თავის მხრივ, დნმ-ის სამშენებლო ბლოკებს წარმოადგენენ. ჩვენ ვჭამთ მცენარეულ საკვებს და ამით ვიღებთ ამ პროცესის სარგებელს.

ბაქტერიები ასევე თამაშობენ როლს ადამიანის სიცოცხლისთვის სხვა თანაბრად მნიშვნელოვანი კომპონენტის მიმოქცევაში.ეს წყალია. ბოლო წლების განმავლობაში, ლუიზიანას უნივერსიტეტის მეცნიერებმა აღმოაჩინეს მტკიცებულება, რომ ბაქტერიები არის მრავალი, თუ არა უმეტესი, მცირე ნაწილაკების ძირითადი შემადგენელი ნაწილი, რომლებიც იწვევენ თოვლისა და წვიმის წარმოქმნას ღრუბლებში.

ბაქტერიები და ადამიანის სხეული

ადამიანის სხეულზე და მის შიგნით ბაქტერიები თანაბრად მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ. საჭმლის მომნელებელი სისტემის მუშაობისას ისინი გვეხმარებიან საკვების მონელებაში, ვინაიდან ჩვენ თვითონ ვერ ვახერხებთ ამას. „ჩვენ გაცილებით მეტ საკვებ ნივთიერებებს ვიღებთ იმ საკვებიდან, რომელსაც ვჭამთ ბაქტერიების წყალობით“, - ამბობს მაკზულაკი.

საჭმლის მომნელებელ სისტემაში ნაპოვნი ბაქტერიები გვაწვდიან აუცილებელ ვიტამინებს, როგორიცაა ბიოტინი და ვიტამინი K, ასევე არის ჩვენი ძირითადი საკვები ნივთიერებები. ზღვის გოჭებზე ჩატარებულმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ სტერილურ პირობებში ბაქტერიების გარეშე გაზრდილი ცხოველები მუდმივად იკვებებოდნენ და ახალგაზრდა კვდებოდნენ.

მაკზულაკის თქმით, კანის ზედაპირზე არსებული ბაქტერიები (ნორმალური ჯანსაღი ადამიანის დაახლოებით 200 სახეობა, ნიუ-იორკის უნივერსიტეტის მკვლევარების აზრით) აქტიურად ეკონტაქტება ერთმანეთს, რითაც უზრუნველყოფს სხეულის ნორმალურ ფუნქციონირებას. ასევე მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ როგორც გარე, ასევე შიდა ბაქტერიები, დიდი გავლენა აქვს იმუნური სისტემის ჩამოყალიბებასა და განვითარებაზე.

კოლორადოს სახელმწიფო უნივერსიტეტის მიკრობიოლოგის ჯერალდ კალაჰანის თქმით, როგორც სასარგებლო, ასევე მავნე ბაქტერიების აქტივობა არის ზუსტად ის, რაც შემდგომში განსაზღვრავს, თუ როგორ რეაგირებს იმუნური სისტემა ორგანიზმის პათოგენურ ცვლილებებზე. New England Journal of Medicine-ში გამოქვეყნებულმა კვლევამ ასევე დაადასტურა, რომ ბავშვებს, რომლებიც იზრდებიან ბაქტერიებისგან თავისუფალ გარემოში, აქვთ ასთმის და ალერგიის განვითარების მაღალი რისკი.

მაგრამ მაინც, ეს არ ნიშნავს იმას, რომ სასარგებლო ბაქტერიები არ შეიძლება იყოს საშიში. როგორც მაკზულაკი ამბობს, ჩვეულებრივ, სასარგებლო და მავნე ბაქტერიები ურთიერთგამომრიცხავია.მაგრამ ზოგჯერ სიტუაცია სულ სხვაგვარად ხდება. „სტაფილოკოკის ბაქტერია ამის მთავარი მაგალითია, რადგან მისი სახლი მთელი ჩვენი კანია“, - განმარტავს მაკზულაკი. ოქროსფერი სტაფილოკოკის მთელი კოლონიები, რომლებიც ცხოვრობენ, მაგალითად, ჩვენს ხელზე, შეიძლება ადვილად თანაარსებობენ ადამიანთან ჯანმრთელობისთვის ზიანის მიყენების გარეშე, მაგრამ როგორც კი თავს მოიჭრით ან სხვაგვარად დაარღვევთ თქვენს იმუნურ სისტემას, ბაქტერიები მაშინვე დაიწყებენ გაშვებას. amok, რითაც იწვევს ინფექციას.

ადამიანის ორგანიზმში ბაქტერიების რაოდენობა 10-ჯერ აღემატება ადამიანის უჯრედების რაოდენობას. „ცოტა შემზარავია, მაგრამ დაგვეხმარება წარმოვიდგინოთ რა როლი ასრულებენ ამ ორგანიზმებს“.

ბაქტერიები
უჯრედული მიკროორგანიზმების ფართო ჯგუფი, რომელიც ხასიათდება მემბრანით გარშემორტყმული უჯრედის ბირთვის არარსებობით. ამავდროულად, ბაქტერიის გენეტიკური მასალა (დეოქსირიბონუკლეინის მჟავა, ანუ დნმ) უჯრედში საკმაოდ განსაზღვრულ ადგილს იკავებს - ზონას, რომელსაც ნუკლეოიდი ეწოდება. ასეთი უჯრედული სტრუქტურის მქონე ორგანიზმებს პროკარიოტებს („წინა ბირთვულს“) უწოდებენ, ყველა დანარჩენისგან განსხვავებით – ევკარიოტებს („ნამდვილი ბირთვი“), რომელთა დნმ მდებარეობს გარსით გარშემორტყმულ ბირთვში. ბაქტერიები, რომლებიც ოდესღაც მიკროსკოპულ მცენარეებად ითვლებოდნენ, ახლა კლასიფიცირდება როგორც ცალკეული სამეფო, Monera, ერთ-ერთი ხუთიდან ამჟამინდელი კლასიფიკაციის სისტემაში, მცენარეებთან, ცხოველებთან, სოკოებთან და პროტისტებთან ერთად.

ნამარხი მტკიცებულებები. ბაქტერიები, ალბათ, ორგანიზმების უძველესი ცნობილი ჯგუფია. ქვის ფენიანი ნაგებობები - სტრომატოლიტები - ზოგ შემთხვევაში არქეოზოური (არქეული) დასაწყისით თარიღდება, ე.ი. რომ წარმოიშვა 3,5 მილიარდი წლის წინ - ბაქტერიების სასიცოცხლო აქტივობის შედეგი, როგორც წესი, ფოტოსინთეზური, ე.წ. ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეები. მსგავსი სტრუქტურები (კარბონატებით გაჟღენთილი ბაქტერიული ფირები) ჯერ კიდევ იქმნება, ძირითადად ავსტრალიის, ბაჰამის სანაპიროებზე, კალიფორნიასა და სპარსეთის ყურეში, მაგრამ ისინი შედარებით იშვიათია და დიდ ზომებს არ აღწევენ, რადგან ბალახოვანი ორგანიზმები, როგორიცაა გასტროპოდები, იკვებება მათზე. დღეს სტრომატოლიტები ძირითადად იზრდება იქ, სადაც ეს ცხოველები არ არიან წყლის მაღალი მარილიანობის ან სხვა მიზეზების გამო, მაგრამ ევოლუციის პროცესში ბალახისმჭამელი ფორმების გამოჩენამდე მათ შეუძლიათ მიაღწიონ უზარმაზარ ზომებს, რაც წარმოადგენს ოკეანის ზედაპირული წყლის აუცილებელ ელემენტს. თანამედროვე მარჯნის რიფებთან შედარებით. ზოგიერთ უძველეს კლდეში აღმოჩენილია წვრილი ნახშირბადის სფეროები, რომლებიც ასევე ბაქტერიების ნაშთებად ითვლება. პირველი ბირთვული, ე.ი. ევკარიოტული, უჯრედები წარმოიშვა ბაქტერიებისგან დაახლოებით 1,4 მილიარდი წლის წინ.
ეკოლოგია.ბევრი ბაქტერიაა ნიადაგში, ტბებისა და ოკეანეების ფსკერზე – ყველგან, სადაც ორგანული ნივთიერებები გროვდება. ისინი ცხოვრობენ სიცივეში, როდესაც თერმომეტრი ოდნავ მაღლა დგას ნულზე და ცხელ მჟავე წყაროებში 90 ° C-ზე მაღალი ტემპერატურით. ზოგიერთი ბაქტერია მოითმენს გარემოს ძალიან მაღალ მარილიანობას; კერძოდ, ისინი მკვდარ ზღვაში ნაპოვნი ერთადერთი ორგანიზმებია. ატმოსფეროში ისინი იმყოფებიან წყლის წვეთებში და მათი სიმრავლე იქ ჩვეულებრივ კორელაციაშია ჰაერის მტვრიანობასთან. ასე რომ, ქალაქებში წვიმის წყალი გაცილებით მეტ ბაქტერიას შეიცავს, ვიდრე სოფლად. ისინი ცოტაა მაღალმთიან და პოლარული რეგიონების ცივ ჰაერში, თუმცა, ისინი გვხვდება სტრატოსფეროს ქვედა ფენაშიც კი 8 კმ სიმაღლეზე. ცხოველების საჭმლის მომნელებელი ტრაქტი მჭიდროდ არის დასახლებული ბაქტერიებით (ჩვეულებრივ, უვნებელია). ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ისინი არ არის აუცილებელი სახეობების უმეტესობის სიცოცხლისთვის, თუმცა მათ შეუძლიათ ზოგიერთი ვიტამინის სინთეზირება. თუმცა, მცოცავებში (ძროხა, ანტილოპები, ცხვარი) და ბევრ ტერმიტში ისინი მონაწილეობენ მცენარეული საკვების მონელებაში. გარდა ამისა, სტერილურ პირობებში გაზრდილი ცხოველის იმუნური სისტემა ნორმალურად არ ვითარდება ბაქტერიების მიერ სტიმულაციის ნაკლებობის გამო. ნაწლავის ნორმალური ბაქტერიული „ფლორა“ ასევე მნიშვნელოვანია იქ შემავალი მავნე მიკროორგანიზმების დასათრგუნავად.

ბაქტერიების სტრუქტურა და სიცოცხლე

ბაქტერიები ბევრად უფრო მცირეა, ვიდრე მრავალუჯრედიანი მცენარეებისა და ცხოველების უჯრედები. მათი სისქე ჩვეულებრივ 0,5-2,0 მიკრონი, ხოლო სიგრძე 1,0-8,0 მიკრონი. ზოგიერთი ფორმა ძლივს ჩანს სტანდარტული სინათლის მიკროსკოპის გარჩევადობით (დაახლოებით 0,3 μm), მაგრამ ასევე ცნობილია სახეობები, რომელთა სიგრძე აღემატება 10 μm-ს და სიგანე, რომელიც ასევე სცილდება ამ საზღვრებს, და ძალიან თხელი ბაქტერიების რაოდენობა. სიგრძე შეიძლება აღემატებოდეს 50 მკმ-ს. ამ სამეფოს მეოთხედი მილიონი საშუალო ზომის წარმომადგენელი მოერგება ფანქრით დაყენებული წერტილის შესაბამის ზედაპირზე.
სტრუქტურა.მორფოლოგიის თავისებურებების მიხედვით გამოიყოფა ბაქტერიების შემდეგი ჯგუფები: კოკები (მეტ-ნაკლებად სფერული), ბაცილები (ღეროები ან ცილინდრები მომრგვალებული ბოლოებით), სპირილა (ხისტი სპირალები) და სპიროქეტები (თხელი და მოქნილი თმის მსგავსი ფორმები). ზოგიერთი ავტორი მიდრეკილია ბოლო ორი ჯგუფის ერთ – სპირილაში გაერთიანებისკენ. პროკარიოტები ევკარიოტებისაგან განსხვავდებიან ძირითადად კარგად ჩამოყალიბებული ბირთვის არარსებობით და ტიპიურ შემთხვევაში მხოლოდ ერთი ქრომოსომის არსებობით - ძალიან გრძელი წრიული დნმ-ის მოლეკულა, რომელიც ერთ წერტილშია მიმაგრებული უჯრედის მემბრანაზე. პროკარიოტებს ასევე არ გააჩნიათ მემბრანით შეკრული უჯრედშიდა ორგანელები, რომლებსაც ეწოდებათ მიტოქონდრია და ქლოროპლასტები. ევკარიოტებში მიტოქონდრია გამოიმუშავებს ენერგიას სუნთქვის დროს, ხოლო ფოტოსინთეზი ხდება ქლოროპლასტებში (იხ. აგრეთვე უჯრედი). პროკარიოტებში მთელი უჯრედი (და, უპირველეს ყოვლისა, უჯრედის მემბრანა) იღებს მიტოქონდრიის ფუნქციას, ფოტოსინთეზურ ფორმებში კი, ამავე დროს, ქლოროპლასტის. ევკარიოტების მსგავსად, ბაქტერიის შიგნით არის მცირე ნუკლეოპროტეინების სტრუქტურები - რიბოსომები, რომლებიც აუცილებელია ცილის სინთეზისთვის, მაგრამ ისინი არ არიან დაკავშირებული არცერთ მემბრანასთან. ძალიან მცირე გამონაკლისების გარდა, ბაქტერიებს არ შეუძლიათ სტეროლების, ევკარიოტული უჯრედის მემბრანების აუცილებელი კომპონენტების სინთეზირება. უჯრედის მემბრანის გარეთ, ბაქტერიების უმეტესობა დაფარულია უჯრედის კედლით, რომელიც გარკვეულწილად მოგვაგონებს მცენარეთა უჯრედების ცელულოზის კედელს, მაგრამ შედგება სხვა პოლიმერებისგან (მათში შედის არა მხოლოდ ნახშირწყლები, არამედ ამინომჟავები და ბაქტერიებისთვის სპეციფიკური ნივთიერებები). ეს გარსი ხელს უშლის ბაქტერიული უჯრედის აფეთქებას, როდესაც მასში წყალი შედის ოსმოსის გამო. უჯრედის კედლის თავზე ხშირად არის დამცავი ლორწოვანის კაფსულა. ბევრი ბაქტერია აღჭურვილია ფლაგელებით, რომლითაც ისინი აქტიურად ბანაობენ. ბაქტერიული დროშები უფრო მარტივი და გარკვეულწილად განსხვავდება მსგავსი ევკარიოტული სტრუქტურებისგან.

"ტიპიური" ბაქტერიული უჯრედიდა მისი ძირითადი სტრუქტურები.

სენსორული ფუნქციები და ქცევა.ბევრ ბაქტერიას აქვს ქიმიური რეცეპტორები, რომლებიც აღმოაჩენენ ცვლილებებს გარემოს მჟავიანობასა და სხვადასხვა ნივთიერებების კონცენტრაციაში, როგორიცაა შაქარი, ამინომჟავები, ჟანგბადი და ნახშირორჟანგი. თითოეულ ნივთიერებას აქვს საკუთარი ტიპის ასეთი „გემოს“ რეცეპტორები და მუტაციის შედეგად ერთ-ერთი მათგანის დაკარგვა იწვევს ნაწილობრივ „გემოს სიბრმავეს“. ბევრი მოძრავი ბაქტერია ასევე რეაგირებს ტემპერატურის რყევებზე, ხოლო ფოტოსინთეზური სახეობები სინათლის ცვლილებებზე. ზოგიერთი ბაქტერია აღიქვამს მაგნიტური ველის ხაზების მიმართულებას, მათ შორის დედამიწის მაგნიტურ ველს, მათ უჯრედებში არსებული მაგნიტიტის ნაწილაკების (მაგნიტური რკინის საბადო - Fe3O4) დახმარებით. წყალში ბაქტერიები ამ უნარს იყენებენ ძალის ხაზების გასწვრივ ცურვისთვის ხელსაყრელი გარემოს მოსაძებნად. ბაქტერიებში პირობითი რეფლექსები უცნობია, მაგრამ მათ აქვთ გარკვეული სახის პრიმიტიული მეხსიერება. ცურვისას ადარებენ სტიმულის აღქმულ ინტენსივობას მის წინა მნიშვნელობას, ე.ი. დაადგინეთ, უფრო დიდი გახდა თუ პატარა და, ამის საფუძველზე, შეინარჩუნეთ მოძრაობის მიმართულება ან შეცვალეთ იგი.
რეპროდუქცია და გენეტიკა.ბაქტერიები მრავლდებიან უსქესო გზით: მათ უჯრედში არსებული დნმ მრავლდება (ორმაგდება), უჯრედი ორად იყოფა და თითოეული შვილობილი უჯრედი იღებს მშობლის დნმ-ის თითო ასლს. ბაქტერიული დნმ ასევე შეიძლება გადაეცეს არაგამყოფ უჯრედებს შორის. ამავდროულად, მათი შერწყმა (როგორც ევკარიოტებში) არ ხდება, ინდივიდების რაოდენობა არ იზრდება და, როგორც წესი, გენომის მხოლოდ მცირე ნაწილი (გენების სრული ნაკრები) გადადის სხვა უჯრედში, განსხვავებით „ნამდვილი“ სექსუალური პროცესი, რომლის დროსაც შთამომავალი იღებს გენების სრულ კომპლექტს თითოეული მშობლისგან. ასეთი დნმ-ის გადაცემა შეიძლება განხორციელდეს სამი გზით. ტრანსფორმაციის დროს ბაქტერია შთანთქავს გარემოდან „შიშველ“ დნმ-ს, რომელიც იქ მოხვდა სხვა ბაქტერიების განადგურების დროს ან განზრახ „ჩამოცურდა“ ექსპერიმენტატორის მიერ. პროცესს ტრანსფორმაცია ეწოდება, რადგან მისი შესწავლის ადრეულ ეტაპებზე მთავარი ყურადღება ეთმობოდა უვნებელი ორგანიზმების ამ გზით გადაქცევას (გადაქცევას) ვირუსულ ორგანიზმებად. დნმ-ის ფრაგმენტები ასევე შეიძლება გადავიდეს ბაქტერიებიდან ბაქტერიებზე სპეციალური ვირუსებით - ბაქტერიოფაგებით. ამას ეწოდება ტრანსდუქცია. ასევე არსებობს პროცესი, რომელიც წააგავს განაყოფიერებას და ჰქვია კონიუგაცია: ბაქტერიები ერთმანეთთან დაკავშირებულია დროებითი მილაკოვანი გამონაზარდებით (კოპულაციური ფიმბრია), რომლის მეშვეობითაც დნმ გადადის „მამრობითი“ უჯრედიდან „ქალიდან“. ზოგჯერ ბაქტერიები შეიცავს ძალიან მცირე დამატებით ქრომოსომებს - პლაზმიდებს, რომლებიც ასევე შეიძლება გადავიდეს ინდივიდიდან ინდივიდზე. თუ ამავდროულად პლაზმიდები შეიცავს გენებს, რომლებიც იწვევენ რეზისტენტობას ანტიბიოტიკების მიმართ, ისინი საუბრობენ ინფექციურ რეზისტენტობაზე. ეს მნიშვნელოვანია სამედიცინო თვალსაზრისით, რადგან ის შეიძლება გავრცელდეს ბაქტერიების სხვადასხვა სახეობასა და გვარსაც შორის, რის შედეგადაც მთელი ბაქტერიული ფლორა, ვთქვათ, ნაწლავები, რეზისტენტული ხდება გარკვეული მედიკამენტების მოქმედების მიმართ.

მეტაბოლიზმი

ნაწილობრივ ბაქტერიების მცირე ზომის გამო, მათი მეტაბოლიზმის ინტენსივობა გაცილებით მაღალია, ვიდრე ევკარიოტების. ყველაზე ხელსაყრელ პირობებში, ზოგიერთ ბაქტერიას შეუძლია გააორმაგოს მათი საერთო მასა და სიმრავლე დაახლოებით ყოველ 20 წუთში. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მათი რიგი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფერმენტული სისტემები ფუნქციონირებს ძალიან მაღალი სიჩქარით. ასე რომ, კურდღელს ცილის მოლეკულის სინთეზისთვის რამდენიმე წუთი სჭირდება, ბაქტერიას კი – წამი. თუმცა, ბუნებრივ გარემოში, მაგალითად, ნიადაგში, ბაქტერიების უმეტესობა "შიმშილის დიეტაზეა", ასე რომ, თუ მათი უჯრედები იყოფა, მაშინ არა ყოველ 20 წუთში, არამედ ყოველ რამდენიმე დღეში ერთხელ.
კვება.ბაქტერიები არის ავტოტროფები და ჰეტეროტროფები. ავტოტროფებს („თვითმკვებავ“) არ სჭირდებათ სხვა ორგანიზმების მიერ წარმოებული ნივთიერებები. ისინი იყენებენ ნახშირორჟანგს (CO2), როგორც ნახშირბადის ძირითად ან ერთადერთ წყაროს. CO2 და სხვა არაორგანული ნივთიერებების ჩათვლით, კერძოდ, ამიაკი (NH3), ნიტრატები (NO-3) და სხვადასხვა გოგირდის ნაერთები, კომპლექსურ ქიმიურ რეაქციებში, ისინი სინთეზირებენ ყველა საჭირო ბიოქიმიურ პროდუქტს. ჰეტეროტროფები ("სხვებით იკვებებიან") ნახშირბადის ძირითად წყაროდ იყენებენ (ზოგიერთ სახეობას ასევე სჭირდება CO2) სხვა ორგანიზმების მიერ სინთეზირებულ ორგანულ (ნახშირბადის შემცველ) ნივთიერებებს, კერძოდ, შაქარს. დაჟანგული, ეს ნაერთები აწვდიან ენერგიას და მოლეკულებს, რომლებიც აუცილებელია უჯრედების ზრდისა და სასიცოცხლო აქტივობისთვის. ამ თვალსაზრისით, ჰეტეროტროფული ბაქტერიები, რომლებიც მოიცავს პროკარიოტების დიდ უმრავლესობას, მსგავსია ადამიანისა.
ენერგიის ძირითადი წყაროები.თუ უჯრედული კომპონენტების ფორმირებისთვის (სინთეზისთვის) ძირითადად გამოიყენება სინათლის ენერგია (ფოტონები), მაშინ პროცესს ეწოდება ფოტოსინთეზი, ხოლო მის შესაძლებელ სახეობებს - ფოტოტროფები. ფოტოტროფული ბაქტერიები იყოფა ფოტოჰეტეროტროფებად და ფოტოავტოტროფებად, იმისდა მიხედვით თუ რომელი ნაერთები - ორგანული თუ არაორგანული - ემსახურება ნახშირბადის ძირითად წყაროს. ფოტოავტოტროფული ციანობაქტერიები (ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეები), ისევე როგორც მწვანე მცენარეები, ყოფენ წყლის მოლეკულებს (H2O) სინათლის ენერგიის გამოყენებით. ეს ათავისუფლებს თავისუფალ ჟანგბადს (1/2O2) და წარმოქმნის წყალბადს (2H+), რომელიც შეიძლება ითქვას ნახშირორჟანგს (CO2) ნახშირწყლებად გარდაქმნის. მწვანე და მეწამულ გოგირდოვან ბაქტერიებში სინათლის ენერგია არ გამოიყენება წყლის დასაშლელად, არამედ სხვა არაორგანული მოლეკულები, როგორიცაა წყალბადის სულფიდი (H2S). შედეგად, წყალბადიც იწარმოება, რაც ამცირებს ნახშირორჟანგს, მაგრამ ჟანგბადი არ გამოიყოფა. ასეთ ფოტოსინთეზს ეწოდება ანოქსიგენური. ფოტოჰეტეროტროფული ბაქტერიები, როგორიცაა მეწამული არაგოგირდოვანი ბაქტერიები, იყენებენ სინათლის ენერგიას ორგანული ნივთიერებებისგან, კერძოდ, იზოპროპანოლისგან წყალბადის წარმოებისთვის, მაგრამ აირისებრი H2 ასევე შეიძლება გახდეს მისი წყარო. თუ უჯრედში ენერგიის ძირითადი წყარო ქიმიკატების დაჟანგვაა, ბაქტერიებს უწოდებენ ქიმიოჰეტეროტროფებს ან ქიმიოავტოტროფებს, იმისდა მიხედვით, თუ რომელი მოლეკულები ემსახურება ნახშირბადის მთავარ წყაროს - ორგანულს თუ არაორგანულს. პირველში, ორგანული ნივთიერებები უზრუნველყოფენ როგორც ენერგიას, ასევე ნახშირბადს. ქიმიოავტოტროფები ენერგიას იღებენ არაორგანული ნივთიერებების, როგორიცაა წყალბადი (წყალში: 2H4 + O2-დან 2H2O-მდე), რკინა (Fe2+-დან Fe3+-მდე) ან გოგირდი (2S + 3O2 + 2H2O-დან 2SO42- + 4H+-მდე) დაჟანგვის შედეგად და ნახშირბადი CO2-დან. ამ ორგანიზმებს ასევე უწოდებენ ქიმიოლითოტროფებს, რითაც ხაზს უსვამენ, რომ ისინი "იკვებებიან" კლდეებით.
სუნთქვა.უჯრედული სუნთქვა არის "საკვების" მოლეკულებში შენახული ქიმიური ენერგიის განთავისუფლების პროცესი სასიცოცხლო რეაქციებში მისი შემდგომი გამოყენებისთვის. სუნთქვა შეიძლება იყოს აერობული და ანაერობული. პირველ შემთხვევაში მას ჟანგბადი სჭირდება. სამუშაოსთვის საჭიროა ე.წ. ელექტრონების სატრანსპორტო სისტემა: ელექტრონები გადადიან ერთი მოლეკულიდან მეორეში (ენერგია გამოიყოფა) და საბოლოოდ წყალბადის იონებთან ერთად ჟანგბადს უერთდებიან - წარმოიქმნება წყალი. ანაერობულ ორგანიზმებს არ სჭირდებათ ჟანგბადი და ამ ჯგუფის ზოგიერთი სახეობისთვის ის შხამიანიც კია. სუნთქვის დროს გამოთავისუფლებული ელექტრონები მიმაგრებულია სხვა არაორგანულ მიმღებებთან, როგორიცაა ნიტრატი, სულფატი ან კარბონატი, ან (ასეთი სუნთქვის ერთ-ერთი ფორმით - დუღილი) გარკვეულ ორგანულ მოლეკულას, კერძოდ, გლუკოზას. აგრეთვე მეტაბოლიზმი.

კლასიფიკაცია

ორგანიზმების უმეტესობაში სახეობა განიხილება ინდივიდების რეპროდუქციულად იზოლირებულ ჯგუფად. ფართო გაგებით, ეს ნიშნავს, რომ მოცემული სახეობის წარმომადგენლებს შეუძლიათ ნაყოფიერი შთამომავლობის გაჩენა, შეწყვილება მხოლოდ საკუთარ გვართან, მაგრამ არა სხვა სახეობის ინდივიდებთან. ამრიგად, კონკრეტული სახეობის გენები, როგორც წესი, არ სცილდება მის ფარგლებს. თუმცა, ბაქტერიებში გენების გაცვლა შესაძლებელია არა მხოლოდ სხვადასხვა სახეობის, არამედ სხვადასხვა გვარის ინდივიდებს შორის, ასე რომ, სრულიად გაუგებარია არის თუ არა ლეგიტიმური აქ გამოყენება ევოლუციური წარმოშობისა და ნათესაობის ჩვეულებრივი ცნებების შესახებ. ამ და სხვა სირთულეებთან დაკავშირებით, ბაქტერიების ზოგადად მიღებული კლასიფიკაცია ჯერ არ არსებობს. ქვემოთ არის მისი ერთ-ერთი ფართოდ გამოყენებული ვარიანტი.
მონერას სამეფო

Phylum Gracilicutes (თხელკედლიანი გრამუარყოფითი ბაქტერიები)

სკოტობაქტერიების კლასი (არაფოტოსინთეზური ფორმები, მაგ. მიქსობაქტერიები) კლასი ანოქსიფოტობაქტერიები (ჟანგბადის გამომთავისუფლებელი ფოტოსინთეზური ფორმები, მაგ. მეწამული გოგირდის ბაქტერიები) კლასი ოქსიფოტობაქტერიები (ჟანგბადის გამომთავისუფლებელი ფოტოსინთეზური ფორმები, ე.

Phylum Firmicutes (სქელკედლიანი გრამდადებითი ბაქტერიები)

ფირმიბაქტერიების კლასი (მყარუჯრედოვანი ფორმები, როგორიცაა კლოსტრიდია)
თალობაქტერიების კლასი (განშტოებული ფორმები, მაგ. აქტინომიცეტები)

Tenericutes phylum (გრამუარყოფითი ბაქტერიები უჯრედის კედლის გარეშე)

მოლიკუტების კლასი (რბილი უჯრედების ფორმები, მაგ., მიკოპლაზმები)

ტიპი Mendosicutes (ბაქტერიები დეფექტური უჯრედის კედლით)

არქებაქტერიების კლასი (უძველესი ფორმები, მაგ. მეთანის წარმომქმნელი)

დომენები.ბოლო ბიოქიმიურმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ყველა პროკარიოტი აშკარად იყოფა ორ კატეგორიად: არქებაქტერიების მცირე ჯგუფად (Archaebacteria - "უძველესი ბაქტერიები") და ყველა დანარჩენი, რომელსაც უწოდებენ ევბაქტერიებს (Eubacteria - "ნამდვილი ბაქტერიები"). ითვლება, რომ არქებაქტერიები უფრო პრიმიტიულია ვიდრე ევბაქტერიები და უფრო ახლოს არიან პროკარიოტებისა და ევკარიოტების საერთო წინაპართან. ისინი განსხვავდებიან სხვა ბაქტერიებისგან რამდენიმე მნიშვნელოვანი თვალსაზრისით, მათ შორის ცილის სინთეზში ჩართული რიბოსომური რნმ-ის (pRNA) მოლეკულების შემადგენლობით, ლიპიდების ქიმიური სტრუქტურა (ცხიმის მსგავსი ნივთიერებები) და უჯრედის კედელში ზოგიერთი სხვა ნივთიერების არსებობა. ცილოვან-ნახშირწყლების პოლიმერული მურეინის. ზემოაღნიშნული კლასიფიკაციის სისტემაში არქებაქტერიები განიხილება იმავე სამეფოს მხოლოდ ერთ-ერთ სახეობად, რომელიც მოიცავს ყველა ევბაქტერიას. თუმცა, ზოგიერთი ბიოლოგის აზრით, განსხვავებები არქებაქტერიებსა და ევბაქტერიებს შორის იმდენად ღრმაა, რომ უფრო სწორია მონერაში არქებაქტერიები ცალკე ქვესამეფოდ მივიჩნიოთ. ცოტა ხნის წინ კიდევ უფრო რადიკალური წინადადება გაჩნდა. მოლეკულურმა ანალიზმა გამოავლინა ისეთი მნიშვნელოვანი განსხვავებები გენების სტრუქტურაში პროკარიოტების ამ ორ ჯგუფს შორის, რომ ზოგიერთი მათ არსებობას ორგანიზმების იმავე სამეფოში ალოგიკურად თვლის. ამასთან დაკავშირებით, შესთავაზეს შექმნათ კიდევ უფრო მაღალი რანგის ტაქსონომიური კატეგორია (ტაქსონი), რომელსაც უწოდეს დომენი და ყველა ცოცხალი არსების დაყოფა სამ დომენად - ევკარია (ევკარიოტები), არქეა (არქებაქტერიები) და ბაქტერიები (მიმდინარე ევბაქტერიები). ).

ეკოლოგია

ბაქტერიების ორი ყველაზე მნიშვნელოვანი ეკოლოგიური ფუნქციაა აზოტის ფიქსაცია და ორგანული ნარჩენების მინერალიზაცია.
აზოტის ფიქსაცია.მოლეკულური აზოტის (N2) შეერთებას ამიაკის (NH3) წარმოქმნით ეწოდება აზოტის ფიქსაცია, ხოლო ამ უკანასკნელის დაჟანგვას ნიტრიტებთან (NO-2) და ნიტრატებთან (NO-3) - ნიტრიფიკაცია. ეს სასიცოცხლო პროცესებია ბიოსფეროსთვის, რადგან მცენარეებს სჭირდებათ აზოტი, მაგრამ მათ შეუძლიათ მხოლოდ მისი შეკრული ფორმების ათვისება. ამჟამად, ასეთი „ფიქსირებული“ აზოტის წლიური რაოდენობის დაახლოებით 90% (დაახლოებით 90 მილიონი ტონა) უზრუნველყოფილია ბაქტერიებით. დანარჩენს აწარმოებენ ქიმიური მცენარეები ან ჩნდება ელვისებური გამონადენის დროს. აზოტი ჰაერში, რაც დაახლ. ატმოსფეროს 80%, ძირითადად დაკავშირებულია გრამუარყოფით გვართან Rhizobium (Rhizobium) და ციანობაქტერიებთან. Rhizobium სახეობები სიმბიოზებულია დაახლოებით 14000 სახეობის პარკოსან მცენარეებთან (ოჯახი Leguminosae), რომელიც მოიცავს, მაგალითად, სამყურას, იონჯას, სოიას და ბარდას. ეს ბაქტერიები ცხოვრობენ ე.წ. კვანძები - შეშუპებები, რომლებიც წარმოიქმნება ფესვებზე მათი თანდასწრებით. ბაქტერიები მცენარისგან იღებენ ორგანულ ნივთიერებებს (კვებას) და სანაცვლოდ აწვდიან მასპინძელს შეკრული აზოტით. ერთი წლის განმავლობაში ამ გზით ჰექტარზე 225 კგ-მდე აზოტი ფიქსირდება. პარკოსანი მცენარეები, როგორიცაა მურყანი, ასევე ხვდებიან სიმბიოზში სხვა აზოტის დამამყარებელ ბაქტერიებთან. ციანობაქტერიები მწვანე მცენარეების მსგავსად ახდენენ ფოტოსინთეზს, ათავისუფლებენ ჟანგბადს. ბევრ მათგანს ასევე შეუძლია დააფიქსიროს ატმოსფერული აზოტი, რომელსაც შემდეგ მცენარეები და საბოლოოდ ცხოველები იღებენ. ეს პროკარიოტები ემსახურებიან როგორც ფიქსირებული აზოტის მნიშვნელოვან წყაროს ზოგადად ნიადაგში და კონკრეტულად აღმოსავლეთში ბრინჯის მინდვრებში, ასევე მისი მთავარი მიმწოდებელი ოკეანის ეკოსისტემებისთვის.
მინერალიზაცია.ასე ჰქვია ორგანული ნარჩენების დაშლას ნახშირორჟანგად (CO2), წყალში (H2O) და მინერალურ მარილებად. ქიმიური თვალსაზრისით ეს პროცესი წვის ტოლფასია, ამიტომ დიდი რაოდენობით ჟანგბადს მოითხოვს. ნიადაგის ზედა ფენა შეიცავს 100000-დან 1 მილიარდ ბაქტერიას 1 გ-ზე, ე.ი. დაახლოებით 2 ტონა ჰექტარზე. როგორც წესი, ყველა ორგანული ნარჩენი მიწაში მოხვედრისას სწრაფად იჟანგება ბაქტერიებითა და სოკოებით. დაშლის მიმართ უფრო მდგრადია მოყავისფრო ორგანული ნივთიერება, სახელად ჰუმინის მჟავა, რომელიც წარმოიქმნება ძირითადად ხეში შემავალი ლიგნინისგან. ის გროვდება ნიადაგში და აუმჯობესებს მის თვისებებს.

ბაქტერიები და მრეწველობა

ბაქტერიების მიერ კატალიზებული ქიმიური რეაქციების მრავალფეროვნების გათვალისწინებით, გასაკვირი არ არის, რომ ისინი ფართოდ გამოიყენება წარმოებაში, ზოგიერთ შემთხვევაში უძველესი დროიდან. პროკარიოტები იზიარებენ ასეთი მიკროსკოპული ადამიანის დამხმარეების დიდებას სოკოებთან, პირველ რიგში საფუართან, რომლებიც უზრუნველყოფენ ალკოჰოლური დუღილის უმეტეს პროცესებს, მაგალითად, ღვინისა და ლუდის წარმოებაში. ახლა, როდესაც შესაძლებელი გახდა ბაქტერიებში სასარგებლო გენების შეყვანა, რაც მათ ღირებული ნივთიერებების, როგორიცაა ინსულინის სინთეზს უბიძგებს, ამ ცოცხალი ლაბორატორიების სამრეწველო გამოყენებამ ახალი ძლიერი იმპულსი მიიღო. აგრეთვე გენეტიკური ინჟინერია.
Კვების ინდუსტრია.ამჟამად ბაქტერიები ამ ინდუსტრიაში ძირითადად გამოიყენება ყველის, სხვა ფერმენტირებული რძის პროდუქტებისა და ძმრის წარმოებისთვის. ძირითადი ქიმიური რეაქციები აქ არის მჟავების წარმოქმნა. ამრიგად, ძმრის წარმოებისას, Acetobacter-ის გვარის ბაქტერიები აჟანგებენ სიდრი ან სხვა სითხეებში შემავალ ეთილის სპირტს ძმარმჟავად. მსგავსი პროცესები ხდება მჟავე კომბოსტოს დროსაც: ანაერობული ბაქტერიები ამ მცენარის ფოთლებში შემავალ შაქარს ადუღებენ რძემჟავას, აგრეთვე ძმარმჟავას და სხვადასხვა სპირტებს.
მადნების გამორეცხვა.ბაქტერიები გამოიყენება ღარიბი მადნების გასაწმენდად, ე.ი. მათგან გადატანა ძვირფასი ლითონების, უპირველეს ყოვლისა, სპილენძის (Cu) და ურანის (U) მარილების ხსნარში. ამის მაგალითია ქალკოპირიტის, ან სპილენძის პირიტების (CuFeS2) დამუშავება. ამ მადნის გროვას პერიოდულად რწყავენ თიობაცილის გვარის ქიმიოლითოტროფული ბაქტერიების შემცველი წყლით. სასიცოცხლო აქტივობის დროს ისინი აჟანგებენ გოგირდს (S), წარმოქმნიან ხსნად სპილენძისა და რკინის სულფატებს: CuFeS2 + 4O2 CuSO4 + FeSO4-მდე. ასეთი ტექნოლოგიები მნიშვნელოვნად ამარტივებს მადნებიდან ძვირფასი ლითონების წარმოებას; პრინციპში, ისინი ექვივალენტურია იმ პროცესებისა, რომლებიც ბუნებაში ხდება ქანების ამინდობის დროს.
ნარჩენების გადამუშავება.ბაქტერიები ასევე ემსახურებიან ნარჩენების, როგორიცაა კანალიზაციის, ნაკლებად საშიშ ან თუნდაც სასარგებლო პროდუქტად გადაქცევას. ჩამდინარე წყალი თანამედროვე კაცობრიობის ერთ-ერთი მწვავე პრობლემაა. მათი სრული მინერალიზაცია მოითხოვს ჟანგბადის უზარმაზარ რაოდენობას და ჩვეულებრივ წყალსაცავებში, სადაც ჩვეულია ამ ნარჩენების გადაყრა, მათი „ნეიტრალიზაცია“ საკმარისი აღარ არის. გამოსავალი მდგომარეობს ჩამდინარე წყლების დამატებით აერაციაში სპეციალურ აუზებში (აეროტანკებში): შედეგად, მინერალიზებულ ბაქტერიებს აქვთ საკმარისი ჟანგბადი ორგანული ნივთიერებების სრულად დასაშლელად, ხოლო სასმელი წყალი ხდება პროცესის ერთ-ერთი საბოლოო პროდუქტი ყველაზე ხელსაყრელ შემთხვევებში. გზად დარჩენილი უხსნადი ნალექი შეიძლება დაექვემდებაროს ანაერობულ ფერმენტაციას. იმისათვის, რომ ასეთმა წყლის გამწმენდმა ნაგებობებმა დაიკავონ რაც შეიძლება ნაკლები ადგილი და ფული, საჭიროა ბაქტერიოლოგიის კარგი ცოდნა.
სხვა გამოყენება.ბაქტერიების სამრეწველო გამოყენების სხვა მნიშვნელოვანი სფეროებია, მაგალითად, სელის ლობი, ე.ი. მისი დაწნული ბოჭკოების გამოყოფა მცენარის სხვა ნაწილებისგან, აგრეთვე ანტიბიოტიკების, კერძოდ სტრეპტომიცინის (სტრეპტომიცინის გვარის ბაქტერიების) წარმოება.

ბაქტერიების კონტროლი ინდუსტრიაში

ბაქტერიები არა მხოლოდ სასარგებლოა; მათი მასობრივი გამრავლების წინააღმდეგ ბრძოლა, მაგალითად, კვების პროდუქტებში ან რბილობი და ქაღალდის საწარმოების წყლის სისტემებში, გახდა მთელი საქმიანობის სფერო. საკვებს აფუჭებს ბაქტერიები, სოკოები და მათივე ავტოლიზის („თვითმონელება“) ფერმენტები, თუ ისინი არ ინაქტივირდებიან სითბოს ან სხვა საშუალებებით. ვინაიდან გაფუჭების მთავარი მიზეზი ჯერ კიდევ ბაქტერიაა, საკვების შენახვის ეფექტური სისტემების შემუშავება მოითხოვს ამ მიკროორგანიზმების ტოლერანტობის საზღვრების ცოდნას. ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ტექნოლოგიაა რძის პასტერიზაცია, რომელიც კლავს ბაქტერიებს, რომლებიც იწვევენ, მაგალითად, ტუბერკულოზს და ბრუცელოზს. რძე ინახება 61-63°C ტემპერატურაზე 30 წუთის განმავლობაში ან 72-73°C ტემპერატურაზე მხოლოდ 15 წამის განმავლობაში. ეს არ აზიანებს პროდუქტის გემოს, მაგრამ ახდენს პათოგენური ბაქტერიების ინაქტივაციას. ასევე შესაძლებელია ღვინის, ლუდის და ხილის წვენების პასტერიზება. საკვების სიცივეში შენახვის სარგებელი დიდი ხანია ცნობილია. დაბალი ტემპერატურა არ კლავს ბაქტერიებს, მაგრამ არ აძლევს მათ ზრდისა და გამრავლების საშუალებას. მართალია, გაყინვისას, მაგალითად, -25 ° C-მდე, ბაქტერიების რაოდენობა მცირდება რამდენიმე თვის შემდეგ, მაგრამ ამ მიკროორგანიზმების დიდი რაოდენობა მაინც გადარჩება. ნულის ქვემოთ ტემპერატურაზე ბაქტერიები აგრძელებენ გამრავლებას, მაგრამ ძალიან ნელა. მათი სიცოცხლისუნარიანი კულტურები შეიძლება ინახებოდეს თითქმის განუსაზღვრელი ვადით ლიოფილიზაციის (გაყინვა - გაშრობის) შემდეგ ცილის შემცველ გარემოში, როგორიცაა სისხლის შრატი. საკვების შენარჩუნების სხვა ცნობილ მეთოდებს მიეკუთვნება გაშრობა (გაშრობა და მოწევა), მარილის ან შაქრის დიდი რაოდენობით დამატება, რაც ფიზიოლოგიურად გაუწყლოების ტოლფასია და მწნილობა, ე.ი. მოთავსებულია კონცენტრირებულ მჟავას ხსნარში. საშუალო მჟავიანობით, რომელიც შეესაბამება pH 4 და ქვემოთ, ბაქტერიების სასიცოცხლო აქტივობა, როგორც წესი, მნიშვნელოვნად თრგუნავს ან ჩერდება.

ბაქტერიები და დაავადება

ბაქტერიების შესწავლა

ბევრი ბაქტერია ადვილად იზრდება ე.წ. კულტურის საშუალება, რომელიც შეიძლება შეიცავდეს ხორცის ბულიონს, ნაწილობრივ მონელებულ ცილას, მარილებს, დექსტროზას, მთლიან სისხლს, მის შრატს და სხვა კომპონენტებს. ბაქტერიების კონცენტრაცია ასეთ პირობებში ჩვეულებრივ აღწევს მილიარდს კუბურ სანტიმეტრზე, რის შედეგადაც ხდება მოღრუბლული გარემო. ბაქტერიების შესასწავლად აუცილებელია მათი სუფთა კულტურების, ანუ კლონების მიღება, რომლებიც ერთი უჯრედის შთამომავლები არიან. ეს აუცილებელია, მაგალითად, იმის დასადგენად, თუ რომელი ტიპის ბაქტერია დაინფიცირდა პაციენტი და რომელ ანტიბიოტიკზეა მგრძნობიარე ეს ტიპი. მიკრობიოლოგიური ნიმუშები, როგორიცაა ყელიდან ან ჭრილობებიდან ამოღებული ნაცხი, სისხლის, წყლის ან სხვა მასალების ნიმუშები, ძალიან განზავებულია და გამოიყენება ნახევრად მყარი გარემოს ზედაპირზე: მასზე ცალკეული უჯრედებიდან ვითარდება მომრგვალებული კოლონიები. კულტურის საშუალო გამკვრივება ჩვეულებრივ არის აგარი, პოლისაქარიდი, რომელიც მიიღება ზოგიერთი ზღვის მცენარეებისგან და თითქმის შეუნელებელია ნებისმიერი ტიპის ბაქტერიით. აგარის მედია გამოიყენება „შამფურების“ სახით, ე.ი. დახრილი ზედაპირები, რომლებიც წარმოიქმნება საცდელ მილებში, რომლებიც დგანან დიდი კუთხით, როდესაც გამდნარი კულტივირების საშუალება მყარდება, ან თხელი ფენების სახით მინის პეტრის ჭურჭელში - ბრტყელი მრგვალი ჭურჭელი დახურულია იმავე ფორმის სახურავით, მაგრამ ოდნავ უფრო დიდი დიამეტრით. ჩვეულებრივ, ერთი დღის შემდეგ, ბაქტერიულ უჯრედს აქვს დრო, რომ გამრავლდეს იმდენად, რომ იგი ქმნის კოლონიას, რომელიც ადვილად ჩანს შეუიარაღებელი თვალით. მისი გადატანა შესაძლებელია სხვა გარემოში შემდგომი შესწავლისთვის. ბაქტერიების გამრავლებამდე ყველა კულტურა უნდა იყოს სტერილური და შემდგომ უნდა იქნას მიღებული ზომები მათზე არასასურველი მიკროორგანიზმების დაბინძურების თავიდან ასაცილებლად. ამ გზით გაზრდილი ბაქტერიების შესამოწმებლად, თხელი მავთულის მარყუჟს ადუღებენ ცეცხლზე, ჯერ ის ეხება კოლონიას ან ნაცხს, შემდეგ კი წყლის წვეთს აფენენ შუშის სლაიდზე. მიღებული მასალის თანაბრად გადანაწილებით ამ წყალში, ჭიქა შრება და სწრაფად გადადის საწვავის ცეცხლზე ორჯერ ან სამჯერ (ბაქტერიების მხარე უნდა იყოს ამობრუნებული): შედეგად, მიკროორგანიზმები, დაუზიანებლად, მყარად იკვრება. სუბსტრატს. საღებავს ასხამენ პრეპარატის ზედაპირზე, შემდეგ ჭიქას რეცხავენ წყალში და ისევ აშრობენ. ახლა ნიმუშის ნახვა შესაძლებელია მიკროსკოპის ქვეშ. ბაქტერიების სუფთა კულტურები იდენტიფიცირებულია ძირითადად მათი ბიოქიმიური მახასიათებლებით, ე.ი. დაადგინეთ, ქმნიან თუ არა გაზს ან მჟავებს გარკვეული შაქრისგან, შეუძლიათ თუ არა ცილის მონელება (ჟელატინის გათხევადება), სჭირდებათ თუ არა ჟანგბადი ზრდისთვის და ა.შ. ასევე ამოწმებენ შეღებილია თუ არა კონკრეტული საღებავებით. მგრძნობელობა გარკვეული მედიკამენტების მიმართ, როგორიცაა ანტიბიოტიკები, შეიძლება განისაზღვროს ამ ნივთიერებებით გაჟღენთილი ფილტრის ქაღალდის პატარა დისკების დაყენებით ბაქტერიებით ინოკულირებულ ზედაპირზე. თუ რაიმე ქიმიური ნაერთი კლავს ბაქტერიებს, მათგან თავისუფალი ზონა იქმნება შესაბამისი დისკის გარშემო.

კოლიერის ენციკლოპედია. - ღია საზოგადოება. 2000 .