Значение бактерий в природе и жизни человека

Понятия бактерии и сапрофиты неразделимы. Дело в том, что все живые организмы в природе разделяют на автотрофов и гетеротрофов. Автотрофы могут обеспечивать себя питанием самостоятельно. Гетеротрофы же нуждаются в уже готовых питательных веществах. Гетеротрофы подразделяются на сапрофитов, симбионтов и паразитов. Такое разделение организмов позволяет детальнее изучить живой мир. Каждый из данных типов представителей мира бактерий имеет свое значение.

Микроорганизмы и наука

Изучением простейших микроскопических организмом занимается специальная наука микробиология. По определению ученых, микроорганизм — это мельчайшие формы жизни, преимущественно одноклеточные. Реже, но случаются и бесклеточные или многоклеточные микробы. Размеры этих форм жизни измеряются десятыми и сотыми частями миллиметров и никак не видимы невооруженному человеческому глазу. Биологи разделили микробы на группы: бактерии, мицелярные грибы, микроводоросли и дрожжи.

Микроскопические вирусы выделены в отдельную отрасль изучения, они не относятся к живым организмам, однако обнаружены формы, которые представляют собой нечто переходное между вирусом и бактерией. Их назвали риккетсии. Основная цель научных исследований — определить истинную роль микроорганизмов различных форм в жизни человека и обезопасить его здоровье.

Размножение бактерий

Условия, в которых происходит размножение бактерий разных видов, схожи между собой. Для этого им требуется тепло (от +15 С до +35 С), влажность, темнота и питательные вещества — такие условия бактерии находят на теле любого человека в области паха и подмышечных впадин. Некоторым бактериям даже не нужен кислород — анаэробные бактерии, развивающиеся внутри старых консервов, при попадании в организм  провоцируют развитие ботулизма. Холод делает бактерии малоподвижными, солнечный свет (ультрафиолет) разрушает бактерии также как и термообработка. Сухой теплый воздух высушивает бактерии, превращая их в споры, которые долгое время сохраняют способность к возобновлению своей деятельности при попадании в питательную среду.

Полезные бактерии в природе

Размножение бактерий

В дикой природе бактерии перерабатывают отходы животных, они ускоряют процесс их разложения и образования веществ, насыщающих почву, передающую эти вещества растениям. Без вмешательства бактерий поверхность всей планеты была бы покрыта толстым слоем не переработанных отходов. Эту ситуацию легко увидеть на мусорных свалках, где накопилось много отходов искусственного происхождения, которые не являются пищей для бактерий.  Вода из канализационных стоков больших городов проходит стадию очистки бактериями на очистительных станциях и подается в трубы водопровода. Без симбиоза с бактериями травоядные животные, так же как и люди, не смогли бы перерабатывать целлюлозу (растительную клетчатку) на глюкозу, дающую энергетический заряд всему телу. Простого пережевывания растительной пищи не достаточно для правильного расщепления растительной клетчатки, из которой организм способен синтезировать и усваивать многие витамины. Этот процесс необходим и при переваривании фруктовой мякоти, которая также имеет в своей структуре волокна,  особенно если речь идет о кожуре фрукта. Волокна, которые не способны переработать бактерии (обезвоженная оболочка растений, кора деревьев), становятся пищей для грибковой плесени.

Бактерии полезные для человека

Кисломолочные бактерии, попадающие в желудок вместе с кисломолочной продукцией, способствуют перевариванию и усваиванию питательных веществ содержащихся в молоке. К новорожденным детям такие бактерии передаются с молоком матери в первый же день, без этих бактерий сразу появляется дисбактериоз, который возникает как при отравлении, так и при отсутствии полезных бактерий.  Самое главное правило при назначении правильного лечения дисбактериоза у детей и взрослых это выявление причины его появления: после лечения антибиотиками в желудке отсутствуют полезные бактерии или не вырабатываются ферменты. У взрослых людей употребляющих свежее молоко часто возникает диарея, а при употреблении кисломолочных продуктов такое встречается редко. Почему? Пастеризованное молоко не содержит в себе живых кисломолочных бактерий, которые производители добавляют в продукцию только на втором этапе — переработки молока в кисломолочные продукты (кефир, творог, твердый сыр). Бактерии необходимы для заквашивания растительной пищи: только естественные процессы брожения бактерий позволяют без кипячения превратить свежую белокочанную капусту в квашеную, засолить на зиму огурцы или помидоры.

Бактерии, вредные для человека

Размножение бактерий

Болезнетворные бактерии опасны для человеческого организма, так как они являются переносчиками многих инфекционных заболеваний. Такие бактерии передаются от человека к человеку через ручки входных дверей и перила лестниц, поверхность немытых фруктов и овощей, при кашле или чиханье.

Гнилостные бактерии, проникнув в кишечник вместе с какой-то пищей, в процессе размножения выделяют большое количество газа, вызывая сильное вздутие живота, колики, чувство тошноты. Появляется чувство сильного давления на все внутренние органы. А при труднопроходимости пищи (запор) из-за такого вздутия кишечника на его стенках могут появиться разрывы – такие случаи не редки для травоядных животных, съевших подгнившие фрукты.

Строение

Для того чтобы правильно определить значение микроорганизмов в природе и в жизни человека, необходимо тщательно изучить строение их клеток, определяющее их функции. Как уже было сказано выше, подавляющее большинство организмов, о которых идёт речь, состоят всего из одной клетки. Форма их бывает различной: круглой, вытянутой, спиральной, кубической, С- и О-образной, тетраэдрической. Очертания влияют на то, в какой степени бактерия сможет прикрепиться к нужной поверхности, на способность двигаться и поглощать питательные вещества. Интересно, что некоторые виды домена, среда обитания которых содержит немного полезных для них компонентов, способны увеличивать площадь своей поверхности.

Читайте также:  Бифидо- и лактобактерии: реальная польза или происки рекламщиков?

Это интересно: что такое фототрофы понятие и примеры.

Строение

К обязательным структурам клетки микроорганизмов относятся:

  1. Содержащая генетический материал строма — нуклеоид,
  2. Органоид трансляции биосинтеза белка — рибосома,
  3. Молекулярная структура белковой и липидной природы — цитоплазматическая мембрана.

Остальные составляющие, во многом определяющие роль микроорганизмов в природе и жизни человека, у различных их типов разнятся между собой.

К многоклеточным представителям царства относятся актиномицеты и нитчатые цианобактерии. Строение их предполагает наличие вышеописанных трёх компонентов, но деятельность возможна лишь при агрегации отдельных клеток воедино. Задачи, выполняемые в таком случае разными единицами, чётко разделены.

Строение

то интересно: чем живая природа отличается от неживой?

Общая характеристика царства грибы. Строение, питание и размножение грибов

Грибы относились к низшим растениям до конца XX века. В 1970 году они были окончательно выделены в отдельное царство Грибы, т.к. имеют ряд признаков, отличающих их от растений и сближающих с животными.

Общая характеристика

Царство грибы — это одноклеточные и многоклеточные организмы. В настоящее время систематики насчитали более 100 тыс. видов грибов.

Грибы — гетеротрофные организмы, не имеющие хлорофилла. Они занимают промежуточное положение между животными и растениями, так как характеризуются рядом свойств, сближающих их с животными и растениями.

Общие признаки грибов и животных:

  • В оболочке клеток есть хитин;
  • в качестве запасного продукта у них накапливается гликоген, а не крахмал;
  • в результате обмена образуется мочевина;
  • отсутствие хлоропластов и фотосинтезирующих пигментов;

Общие признаки грибов и растений:

  • Неограниченный рост;
  • абсорбтивное питание, т.е. не заглатывание пищи, а всасывание;
  • наличие ярко выраженной клеточной стенки;
  • размножение спорами;
  • неподвижность;
  • способность синтезировать витамины.

Питание грибов

Грибы-сапрофиты питаются мертвыми органическими веществами, а паразиты могут обитать на растениях, животных и человеке. Имеются также переходные формы грибов (трутовики и др.), которые часть своей жизнедеятельности проводят как сапрофиты, а другую часть — как паразиты. Грибы-сапрофиты обитают на опавших листьях, древесине и перегное.

Читайте также:  Развитие бактерий в различных условиях жизни

Многие виды царства Грибов живут в сожительстве (симбиозе) с водорослями и с высшими растениями. Взаимовыгодное сожительство мицелия грибов с корнями высших растений образует микоризу (например, подберезовик с березой, подосиновик с осиной).

Многие высшие растения (деревья, твердая пшеница и др.) не могут нормально расти без микоризы. Грибы получают от высших растений кислород, выделения корней и соединения, не содержащие азота.

Грибы «помогают» высшим растениям усваивать труднодоступные вещества из перегноя, активизируя деятельность ферментов высших растений, способствуют углеводному обмену, фиксируют свободный азот, который в ряде соединений используется высшими растениями, дают им ростовые вещества, витамины и т.п.

Строение грибов

Строение грибов

Царство Грибы условно подразделяют на низшие и высшие. Основа вегетативного тела грибов — грибница, или мицелий. Грибница состоит из тонких нитей, или гиф, похожих на пушок. Эти нити находятся внутри субстрата, на котором обитает гриб.

Общая характеристика царства грибы. Строение, питание и размножение грибов

Чаще всего грибница занимает большую поверхность. Через мицелий происходит всасывание питательных веществ осмотическим путем. Грибница низших грибов либо разделяется на клетки, либо межклеточные перегородки отсутствуют.

Одно- или многоядерные клетки грибов в большинстве случаев покрыты тонкой клеточной оболочкой. Под ней находится цитоплазматическая мембрана, окутывающая цитоплазму.

В клетке грибов имеются ферменты, белки и такие органоиды (лизосомы), в которых протеолитическими ферментами расщепляются белки. Митохондрии имеют сходство с таковыми у высших растений. В вакуолях содержатся запасные питательные вещества: гликоген, липиды, жирные кислоты, жиры и др.

В съедобных грибах имеется много витаминов и минеральных солей. Примерно 50% сухой массы грибов составляют азотистые вещества, из которых на белки приходится около 30%.

Размножение грибов

Размножение грибов происходит бесполым путем:

  • Специализированными клетками — спорами;
  • вегетативно — частями мицелия, почкованием.

Процессу спорообразования может предшествовать половой процесс, который у грибов очень разнообразен.

Зигота может образовываться в результате слияния соматических клеток, специализированных на гаметы, и половых клеток — гамет (образующихся в половых органах — гаметангиях).

Образовавшаяся зигота прорастает сразу или после периода покоя и дает начало гифам с органами полового спороношения, в которых образуются споры.

Споры различных грибов распространяются насекомыми, различными животными, человеком и воздушными течениями.

Размножение грибов

Значение грибов в природе и жизни человека

Плесневые грибы поселяются на продуктах питания, в почве, на овощах и плодах. Они вызывают порчу доброкачественных продуктов (хлеба, овощей, ягод, фруктов и т.п.). Большинство этих грибов — сапрофиты. Однако некоторые плесневые грибы являются возбудителями заразных болезней человека, животных и растений. Например, гриб трихофитон вызывает стригущий лишай у человека и животных.

Читайте также:  Врач рассказал, надо ли сбивать высокую температуру при коронавирусе

Всем хорошо известен одноклеточный гриб мукор, или белая плесень, который поселяется на овощах, хлебе и конском навозе. Первоначально белая плесень имеет пушистый налет, а со временем она чернеет, так как на грибнице образуются округлые головки (спорангии), в которых образуется огромное число спор темного цвета.

Из ряда родов плесени (пенициллин, аспергилл) получают антибиотики.

Роль бактерий в очистке воды

Бактерии, очищающие воду, стабилизируют уровень ее кислотности. С их помощью сокращаются донные отложения, улучшается здоровье рыб и растений, живущих в воде.

Недавно группой ученых из разных стран были обнаружены бактерии, которые разрушают детергенты, входящие в состав синтетических моющих средств и некоторые лекарственные препараты.

Рис. 13. Широко применяется деятельность ксенобактерий для очистки почв и водоемов, загрязненных нефтепродуктами.

Рис. 14. Пластиковые купола, очищающие воду. В них содержатся гетеротрофные бактерии, питаюшиеся углеродосодержащими материалами, и автотрофные бактерии, питаюшиеся аммиак- и азотсодержащие материалами. Система трубок поддерживает их жизнеобеспечение.

Простейшие

Простейшие — эндопаразиты человека, состоящие из одной клетки. Из широкого разнообразия видов простейших меньшая их часть обитает в природной среде, а остальные ведут паразитический образ жизни, двигаются при помощи жгутиков. Форма защиты от неблагоприятных внешних факторов — преобразование в цисты.

Наиболее известные паразиты данного класса:

  • Лямблии — кишечные паразиты способны вызвать функциональное расстройство тонкого кишечника, но в подавляющем большинстве случаев лямблиоз протекает как бессимптомное паразитоносительство. Источник инвазии — больной человек, предметы быта, игрушки, посуду, пищу; общее состояние при лямблиозе страдает мало. Симптомы: повышение температуры, жидкий стул, головная боль, интоксикация, боли в животе (ОРВИ, отравление), затем — бледность, синева вокруг глаз, носа, сухая кожа, нарушения стула, высыпания, аллергия, капризность, нарушение работы нервной системы — замедление или гиперактивность, ночная потливость.
  • Кишечная трихомонада — паразитирует в толстом кишечнике практически бессимптомно; мочеполовая трихомонада предается половым путем, паразитирует в мочеполовой системе человека, вызывая воспалительные процессы.
  • Амеба дизентерийная — паразитирует в толстом кишечнике человека, проявляется в виде язвенного колита с затяжным течением и рецидивами. Симптомы: боли в животе, понос с примесью крови в испражнениях чередующихся запором. При длительном течении амебиаз может осложниться кишечным кровотечением, перитонитом вследствие перфорации стенки кишечника, абсцессом в печени, анемией.
  • Токсоплазма — внутриклеточный паразит. Распространяется по организму с током крови, проявляется в различных клинических формах; возможно и бессимптомное течение токсоплазмоза. При тяжелом течении наблюдается увеличение лимфатических узлов. Паразит способен поражать центральную нервную систему, глаза, скелетную мускулатуру, сердце.
  • Малярия — протозойное заболевание, характеризуется лихорадочными приступами, развитием анемии. Возбудитель (малярийный плазмодий) передается человеку посредством укуса комара, поражает эритроциты.
  • Хламидии — это мелкие бактерии, передающиеся половым путем, также паразитирующие внутри клеток, поражающие слизистые оболочки преимущественно мочеполовой системы человека. Им присущи признаки, как бактерий, так и вирусов. При неблагоприятных условиях для размножения в организме человека хламидии способны трансформироваться в пассивную «спящую» форму существования — длительное внутриклеточное паразитирование без конфликтов с иммунной системой человек.