Истинные, бактерии), микроорганизмы с прокариотным типом строения клетки: генетический аппарат у них не заключён в обособленное мембраной клеточное ядро.
Размеры и формы клеток. Большинство бактерий - одноклеточные организмы размером 0,2-10,0 мкм. Встречаются среди бактерий и «карлики», так называемые нанобактерии (около 0,05 мкм), и «гиганты», например бактерии родов Achromatium и Macromonas (длина до 100 мкм), обитатель кишечника рыбы-хирурга Epulopiscium fishelsoni (длина до 600 мкм) и выделенная из прибрежных морских вод Намибии и Чили Thiomargarita namibiensis (до 800 мкм). Чаще бактериальная клетка имеет вид палочки, сферическую (кокки) или извитую (вибрионы, спириллы и спирохеты) форму. Обнаружены виды с треугольными, квадратными, звездчатыми и плоскими (тарелкообразными) клетками. Некоторые бактерии содержат цитоплазматические выросты - простеки. Бактерии могут быть одиночными, образовывать пары, короткие и длинные цепочки, грозди, формировать пакеты по 4, 8 и более клеток (сарцины), розетки, сети и мицелий (актиномицеты). Известны также многоклеточные формы, образующие прямые и ветвящиеся трихомы (микроколонии). Встречаются как подвижные, так и неподвижные бактерии. Первые чаще всего перемещаются с помощью жгутиков, иногда путём скольжения клеток (миксобактерии, цианобактерии, спирохеты и др.). Известно также «прыгающее» движение, природа которого не выяснена. Для подвижных форм описаны явления активного движения в ответ на действия физических или химических факторов.
Болезнь - читается на сайте Министерства здравоохранения - обычно имеет инфекционное происхождение и может быть вирусной, бактериальной или вызванной грибами. Вирусная форма, также называемая асептическим менингитом, является наиболее распространенной формой: обычно она не имеет серьезных последствий и разрешается в течение 7-10 дней. Бактериальная форма реже, но чрезвычайно серьезная и может иметь фатальные последствия.
Существует три типа бактериального менингита. От 2 до 30% здорового населения помещают менингококки в нос и горло без каких-либо симптомов, и это присутствие не связано с повышенным риском менингита или других серьезных заболеваний. Передача происходит в дыхательных путях, и риск развития заболевания, по-видимому, выше у людей, которые приобрели наименьшую инфекцию, по сравнению с теми, у кого было больше времени.
Химический состав и строение клеток . Бактериальная клетка обычно на 70-80% состоит из воды. В сухом остатке на долю белка приходится 50%, компонентов клеточной стенки 10-20%, РНК 10-20%, ДНК 3-4% и липидов 10%. При этом в среднем количество углерода составляет 50%, кислорода 20%, азота 14%, водорода 8%, фосфора 3%, серы и калия по 1%, кальция и магния по 0,5% и железа 0,2%.
Пациенты считаются заразными в течение примерно 24 часов с начала конкретной антибактериальной терапии, но инфекционная инфекция низкая, а вторичные случаи встречаются редко, но менингококк может вызвать вспышки. В дополнение к менингиту, он может вызвать пневмонию или инфекции верхних дыхательных путей, такие как отит. Как менингококк, он передается по воздуху и может быть обнаружен в верхних дыхательных путях без каких-либо заболеваний. Существует много видов пневмококка. пневмококки происходят спорадически, антибиотикопрофилактика того, кто был в контакте с веществом, не указывается.
За немногими исключениями (микоплазмы) клетки бактерий окружены клеточной стенкой, которая определяет форму бактерии и выполняет механические и важные физиологические функции. Основным её компонентом является сложный биополимер муреин (пептидогликан). В зависимости от особенностей состава и строения клеточной стенки бактерии по-разному ведут себя при окрашивании по методу Х. К. Грама (датского учёного, предложившего способ окраски), что послужило основанием для деления бактерий на грамположительные, грамотрицательные и на лишённые клеточной стенки (например, микоплазмы). Первые отличаются большим (до 40 раз) содержанием муреина и толстой стенкой; у грамотрицательных она существенно тоньше и покрыта снаружи внешней мембраной, состоящей из белков, фосфолипидов и липополисахаридов и, по-видимому, участвующей в транспорте веществ. У многих бактери на поверхности имеются ворсинки (фимбрии, пили) и жгутики, обеспечивающие их движение. Часто клеточные стенки бактерий окружены слизистыми капсулами различной толщины, образованными главным образом полисахаридами (иногда гликопротеинами или полипептидами). У ряда бактерий обнаружены также так называемый S-слои (от английский surface - поверхность), выстилающие наружную поверхность клеточной оболочки равномерно упакованными белковыми структурами правильной формы.
С введением вакцинации случаи менингита, вызванного этой бактерией, были значительно уменьшены. Озера выделяют значительную часть парниковых газов, особенно метана, газ в двадцать раз более мощный, чем диоксид углерода. Квадратный километр озера может выделять количество метана в 800 раз выше, чем у той же поверхности океана.
Пресная вода выделяет большое количество парниковых газов
Случайно, группа швейцарских ученых обнаружила, что некоторые вредные бактерии, обычно присутствующие в воде озер, потребляют метан до того, как последний высвобождается в атмосферу. Выбросы парниковых газов, связанные с запасами пресноводных ресурсов, составляют примерно 22% от общего объема выбросов природного метана, что составляет три четверти, если учитывать все парниковые газы. Естественными выбросами являются те, которые не связаны непосредственно с деятельностью человека, такой как транспорт или производство продуктов питания.
Цитоплазматическая мембрана, отделяющая цитоплазму от клеточной стенки, служит осмотическим барьером клетки, регулирует транспорт веществ; в ней осуществляются процессы дыхания, азотфиксации, хемосинтез и др. Нередко она образует впячивания - мезосомы. С цитоплазматической мембраной и её производными связан также биосинтез клеточной стенки, спорообразование и т.д. К ней прикреплены жгутики, геномная ДНК.
Метан и другие парниковые газы являются результатом разложения органического материала на дне озер, где нехватка кислорода создает особенно благоприятные условия. Количество выделяемого газа зависит от количества органического материала, температуры и различных других факторов, включая глубину воды, тип почвы и топографию.
Повышение температуры усугубляет проблему
Повышение температуры особенно влияет на озера и другие арктические водные зеркала из-за большой и дифференцированной области, которую они покрывают, обильные органические осадки, такие как торф, и быстрое превращение льда в воду при повышении температуры.
Бактериальная клетка организована довольно просто. В цитоплазме многих бактерий имеются включения, представленные различного рода пузырьками (везикулами), образованными в результате впячивания цитоплазматической мембраны. Для фототрофных, нитрифицирующих и метанокисляющих бактерий характерна развитая сеть цитоплазматических мембран в виде неразделённых пузырьков, напоминающих граны хлоропластов эукариот. В клетках некоторых обитающих в воде бактерий имеются газовые вакуоли (аэросомы), выполняющие роль регуляторов плотности; у многих бактерий обнаружены включения запасных веществ - полисахаридов, поли-β-гидроксибутирата, полифосфатов, серы и др. В цитоплазме присутствуют также рибосомы (от 5 до 50 тысяч). У некоторых бактерий (например, у многих цианобактерий) имеются карбоксисомы - тельца, в которые заключён фермент, участвующий в фиксации СО 2 . В так называемых параспоральных тельцах некоторых спорообразующих бактерий содержится токсин, убивающий личинок насекомых.
Вопрос о выбросах, связанных с пресной водой, важен для Швейцарии. Многие из этих озер являются естественными, но некоторые из них созданы для производства гидроэлектроэнергии, что увеличивает выбросы, поскольку, когда он проходит через турбины, вода выделяет большую часть содержащихся в ней парниковых газов.
Производство гидроэнергии не является 100% -ной зеленой
Эксперт по химии окружающей среды Тоня Дель Сонтро говорит, что в летнее время сверкающее озеро Волен, похоже, наполнено шампанским. 
«Поэтому производство гидроэлектроэнергии лишено климатических воздействий, поскольку оно, как правило, думало в прошлом», - говорит Дель Сонтро. «Вначале этот аспект не учитывался при расчете баланса баланса парниковых газов», - говорит профессор Бернхард Ухри. Однако не следует забывать, что выбросы угольной электростанции, сопоставимые с выбросами гидроэлектростанции озера Волен, в 40 раз выше и что гидроэнергетика остается важной для Швейцарии с экологической точки зрения.
Геном бактерий (нуклеоид) представлен кольцевой молекулой ДНК, которую часто называют бактериальной хромосомой. Для бактериального генома характерно объединение многих функционально связанных генов в так называемые опероны. Кроме того, в клетке могут присутствовать внехромосомные генетические элементы - ДНК плазмид, которые несут несколько полезных для бактерий генов (в том числе гены устойчивости к антибиотикам). Она может существовать автономно или временно включаться в хромосому. Но иногда, в результате мутаций, эта ДНК теряет способность выходить из хромосомы и становится постоянным компонентом генома. Появление новых генов может быть также обусловлено генетическим переносом в результате однонаправленной передачи ДНК из клетки-донора в клетку-реципиент (аналог полового процесса). Такая передача может осуществляться при прямом контакте двух клеток (конъюгация), при участии бактериофагов (трансдукция) или путём попадания генов в клетку из внешней среды без межклеточного контакта. Всё это имеет большое значение для микроэволюции бактерий и приобретения ими новых свойств.
Кроме того, озеро, такое как озеро Волен, имеет более высокие, чем средние, выбросы, поскольку оно концентрирует органический материал, транспортируемый рекой, которая собирает ее вверх по течению в довольно большом бассейне. Этот материал быстро оседает и начинает разлагаться. Наконец, озеро не очень глубокое, и это заставляет его немедленно прогреться, что ускоряет разложение. Более глубоких озер и более высоких высот меньше.
Эти бактерии, также известные как «железные бактерии» и способные разрушать подводные водопроводные трубы, обычно считаются проблемой. Новое открытие может превратить их из препятствий в героев. Они могут быть наиболее важными потребителями природного газа в запасах пресной воды. По словам доктора Карстен Шуберта, который был частью группы исследователей, «кажется, что до сих пор роль этих бактерий в биогеохимическом цикле была недооценена». Фактически, ни один ученый не искал эти бактерии в озёрной воде, прежде чем команда Авада идентифицировала их случайно.
Размножение . Большинство бактерий размножаются путём деления надвое, реже почкованием, а некоторые (например, актиномицеты) — с помощью экзоспор или обрывков мицелия. Известен способ множественного деления (с образованием мелких репродуктивных клеток-баеоцитов у ряда цианобактерий). Многоклеточные прокариоты могут размножаться отделением от трихом одной или нескольких клеток. Некоторые бактерии характеризуются сложным циклом развития, в процессе которого могут меняться морфология клеток и образовываться покоящиеся формы: цисты, эндоспоры, акинеты. Миксобактерии способны образовывать плодовые тела, часто причудливых конфигураций и окрасок.
Обнаружение одного и того же типа бактерий в двух разных типах озер является обнадеживающим
С помощью устойчивого изотопа, то есть путем маркировки некоторых молекул метана углеродом-13, исследователи пытались определить, сколько метана потребляется в воде. Затем введенные атомы углерода были идентифицированы в бактериях с использованием масс-спектрометрической визуализации. Еще более удивительным было количество бактерий этого типа, содержащих атомы углерода. Исследователи утверждают, что их исследование однозначно показало ключевую роль этих организмов в снижении выбросов метана в двух стратифицированных озерах.
Отличительной особенностью бактерий является способность к быстрому размножению. Например, время удвоения клеток кишечной палочки (Escherichia coli) составляет 20 минут. Подсчитано, что потомство одной клетки в случае неограниченного роста уже через 48 ч превысило бы массу Земли в 150 раз.
Условия обитания . Бактерии приспособились к разным условиям существования. Они могут развиваться в диапазоне температур от -5 (и ниже) до 113 °С. Среди них выделяют: психрофилов, растущих при температуре ниже 20 °С (для Bacillus psichrophilus, например, предельная температура роста -10 °С), мезофилов (оптимум роста при 20-40 °С), термофилов (50-60 °С), экстремальных термофилов (70 °С) и гипертермофилов (80 °С и выше). Споры отдельных видов бактерий выдерживают кратковременное нагревание до 160-180 °С и длительное охлаждение до -196 °С и ниже. Некоторые бактерии чрезвычайно устойчивы к ионизирующему излучению и живут даже в воде охлаждающих контуров атомных реакторов (Deinococcus radiodurans). Ряд бактерий (барофилы, или пьезофилы) хорошо переносят гидростатическое давление до 101 тысячи кПа, а отдельные виды не растут при давлении ниже 50 тысяч кПа. В то же время есть бактерии, не выдерживающие даже незначительного увеличения атмосферного давления. Большинство видов бактерий не развиваются, если концентрация солей (NaCl) в среде превышает 0,5 моль/л. Оптимальные условия для развития умеренных и экстремальных галофилов наблюдаются в средах с концентрацией NaCl 10 и 30% соответственно; они могут расти даже в насыщенных растворах солей.
Хранить это пространство под наблюдением
Наше открытие, - говорит доктор Карстен Шуберт, - было подтверждено сравнением двух разных систем: эти бактерии были обнаружены в озерах, которые имеют очень разные характеристики. Один, озеро Цуг, глубоко, и лучи солнца не проникают за линию, в которой больше нет кислорода, а только высокая концентрация метана и более холодная вода. Обнаружение тех же бактерий в двух разных средах обнадеживает. 
Могут ли эти бактерии быть введены в озера для сокращения выбросов парниковых газов? Доктор Шуберт выглядит осторожным. Метан-метаболизирующие бактерии очень особенны и живут в особых условиях.
Как правило, бактерии предпочитают нейтральные условия среды обитания (pH около 7,0), хотя встречаются как экстремальные ацидифилы, способные к росту при pH 0,1-0,5, так и алкалифилы, развивающиеся при pH до 13,0.
Подавляющее большинство изученных бактерий - аэробы. Некоторые из них могут расти только при незначительной концентрации О 2 - до 1,0-5,0% (микроаэрофилы). Факультативные анаэробы растут как в присутствии О 2 , так и в его отсутствие; они способны переключать метаболизм с аэробного дыхания на брожение или анаэробное дыхание (энтеробактерии). Рост аэротолерантных анаэробов не угнетается в присутствии небольшого количества О 2 , т.к. они не используют его в процессе жизнедеятельности (например, молочнокислые бактерии). Для строгих анаэробов даже следы О 2 в среде обитания являются губительными.
Пока еще слишком рано задаваться вопросом, можно ли искусственно ввести эти организмы в озера, чтобы уменьшить выбросы этого газа из запасов пресной воды. Затем бактерии будут изучаться в течение длительного времени в различных средах, в которых они будут идентифицированы, чтобы понять, как работает этот процесс. До недавнего времени считалось, что бактерии являются причиной всех заболеваний, потому что, когда они обнаружены, никаких других вызывающих болезни факторов не было известно. Но есть болезни, которые вызывают удивление, потому что у больного живого существа нет бактерий.
Многие бактерии переживают неблагоприятные условия среды, образуя покоящиеся формы.
Большинство бактерий, утилизирующих соединения азота, как правило, используют его восстановленные формы (чаще всего соли аммония), некоторые нуждаются в готовых аминокислотах, а другие усваивают и его окислённые формы (главным образом нитраты). Значительное число свободноживущих и симбиотических бактерий способны фиксировать молекулярный азот (смотри в статье Азотфиксация). Фосфор, входящий в состав нуклеиновых кислот и других соединений клетки, бактерии получают преимущественно из фосфатов. Источником серы, необходимой для биосинтеза аминокислот и некоторых кофакторов ферментов, чаще всего являются сульфаты; некоторые виды бактерий нуждаются в восстановленных соединениях серы.
Одним из таких примеров является мозаичное пятно на табачном листе. На листьях есть пятна, но для них нет бактерий. Вот почему ученые провели специальные исследования по листьям табака. Через специальные фильтры, которые не пропускают бактерии, они извлекаются из таких больных листьев жидкости, которые затем наносят на здоровые листья. В результате эти листья также заболели. Поэтому ученые пришли к выводу, что помимо бактерий существуют другие возбудители болезней. Это вирусы, присутствие которых обнаруживается микроскопом к концу века.
С тех пор накоплена богатая информация о вирусах, и исследования продолжаются и сегодня. Можно сказать, что вирусы - самые маленькие известные существа. Мы называем это «известным», потому что считалось, что бактерии были самыми маленькими существами, прежде чем они были обнаружены. Самая интересная особенность вирусов заключается в том, что они являются живыми и неживыми существами. Помимо наличия живого вещества, они также имеют кристаллическую структуру. Когда вирус проникает в клетку живого существа, его кристаллическая структура начинает проявлять признаки жизни.
Систематика . Официально принятой классификации бактерий нет. Первоначально для этих целей использовалась искусственная классификация, основанная на сходстве их морфологических и физиологических признаков. Более совершенная филогенетическая (естественная) классификация объединяет родственные формы, исходя из общности их происхождения. Такой подход стал возможным после выбора в качестве универсального маркера гена 16S рРНК и появления методов определения и сравнения нуклеотидных последовательностей. Ген, кодирующий 16S рРНК (входит в состав малой субчастицы прокариотической рибосомы), присутствует у всех прокариот, характеризуется высокой степенью консервативности нуклеотидной последовательности, функциональной стабильностью.
Чтобы вирус «жил», ему нужно другое живое существо, потому что оно не имеет собственных органов. Вирусы состоят только из гена в белковой оболочке. Это самая важная часть вируса, потому что через него вирус проникает в клетку живого существа. Вирусы неодушевлены, пока они не проникнут в живое существо. Лучше всего понять, как вирус проникает в клетку и как она влияет на нее, наблюдая за вирусами, питающимися бактериями. Вирус сначала захватывает свой бактериальный хвост. С ферментом в конце этой очереди вирус прорывается сквозь стенку бактерии.
Наиболее употребимой является классификация, публикуемая в периодическом издании определителя Бэрджи (Берги); смотри также сайт в Интернете - http://141. 150.157.117:8080/prokPUB/index.htm. По одной из существующих систем организмов, бактерии вместе с археями составляют царство прокариот. Многие исследователи рассматривают их как домен (или надцарство), наряду с доменами (или надцарствами) архей и эукариот. В пределах домена наиболее крупными таксонами бактерий являются филумы: Proteobacteria, включающий 5 классов и 28 порядков; Actinobacteria (5 классов и 14 порядков) и Firmicutes (3 класса и 9 порядков). Кроме того, выделяются таксономические категории более низкого ранга: семейства, роды, виды и подвиды.
Затем вирусная ДНК проникает в бактерии и начинает использовать свои энергетические ресурсы. Таким образом, вирусные бактерии начинают управлять жизненными процессами в бактерии. Между тем вирусная ДНК размножается. Производятся новые белковые покрытия. Когда ДНК и оболочки объединяются, в бактерии образуется несколько вирусов. Наконец, вирусы в бактерии становятся настолько многочисленными, что они разрушают ее камеру и уходят в свободу. Затем эти новые вирусы проникают в другие бактерии, где они продолжают быстро размножаться.
Вот почему очень сложно бороться с вирусом. В большинстве случаев антибиотики не помогают при таких заболеваниях, как ветряная оспа, краснуха, бешенство, грипп, желтуха и т.д. Вызванные вирусами. Он останавливает размножение вирусов. Кроме того, физические и химические средства используются против вирусов. Вирусы являются причиной многих заболеваний, борьба с которыми очень сложна. Но биотехнологические разработки, сделанные в последние годы, используют вирусы для лечения болезней. Вирусы также используются в качестве альтернативы антибиотикам, которые неэффективны против бактерий.
По современным представлениям, к одному виду относят штаммы бактерий, у которых последовательности нуклеотидов в генах, кодирующих 16S рРНК, совпадают более чем на 97%, а уровень гомологии нуклеотидных последовательностей в геноме превышает 70%. Описано не более 5000 видов бактерий, которые представляют лишь незначительную их часть среди населяющих нашу планету.
Бактерии активно участвуют в биогеохимических циклах на нашей планете (в том числе в круговороте большинства химических элементов). Современная геохимическая деятельность бактерий имеет также глобальный характер. Например, из 4,3·10 10 тонн (гигатонн) органического углерода, фиксированного в процессе фотосинтеза в Мировом океане, около 4,0·10 10 тонн минерализуется в водной толще, причём 70-75% из них - бактериями и некоторыми другими микроорганизмами, а суммарная продукция восстановленной серы в осадках океана достигает 4,92·10 8 тонн в год, что почти в три раза превышает суммарную годовую добычу всех видов серосодержащего сырья, используемого человечеством. Основная часть парникового газа - метана, поступающего в атмосферу, образуется бактериями (метаногенами). Бактерии являются ключевым фактором почвообразования, зон окисления сульфидных и серных месторождений, образования железных и марганцевых осадочных пород и т. д.
Некоторые бактерии вызывают тяжёлые заболевания у человека, животных и растений. Нередко они становятся причиной порчи сельскохозяйственной продукции, разрушения подземных частей зданий, трубопроводов, металлических конструкций шахт, подводных сооружений и т. д. Изучение особенностей жизнедеятельности этих бактерий позволяет разработать эффективные способы защиты от вызываемых ими повреждений. В то же время положительную роль бактерий для человека невозможно переоценить. С помощью бактерий получают вино, молочные продукты, закваски и другие продукты, ацетон и бутанол, уксусную и лимонную кислоты, некоторые витамины, ряд ферментов, антибиотики и каротиноиды; бактерии участвуют в трансформации стероидных гормонов и других соединений. Их используют для получения белка (в том числе ферментов) и ряда аминокислот. Применение бактерий для переработки сельскохозяйственных отходов в биогаз или этанол даёт возможность создания принципиально новых возобновляемых энергетических ресурсов. Бактерии используют для извлечения металлов (в том числе золота), увеличения нефтеотдачи пластов (смотри в статьях Бактериальное выщелачивание, Биогеотехнология). Благодаря бактериям и плазмидам стало возможным развитие генетической инженерии. Изучение бактерий сыграло огромную роль в становлении многих направлений биологии, в медицине, агрономии и др. Велико их значение в развитии генетики, т.к. они стали классическим объектом для изучения природы генов и механизмов их действия. С бактериями связано установление путей метаболизма различных соединений и др.
Потенциал бактерий в практическом отношении неисчерпаем. Углубление знаний об их жизнедеятельности открывает новые направления эффективного использования бактерий в биотехнологии и других отраслях промышленности.
Лит.: Шлегель Г. Общая микробиология. М., 1987; The Prokaryotes: Electronic release 3.0-3.17-. N. Y., 1999-2004-; Заварзин Г. А., Колотилова Н. Н. Введение в природоведческую микробиологию. М., 2001; Madigan М. Т., Martinko J., Parker J. Brock biology of microorganisms. 10th ed. Upper Saddle River, 2003; Экология микроорганизмов. М., 2004.
Типизация – одна из мыслительных абстракций, которая упрощает процесс выявления признаков изучаемых феноменов, а также взаимоотношения между ними. Такой подход помогает человеку вникнуть в тонкости сложного мироустройства и найти способы практического применения всей этой сложности. Не обходится без типизации и микробиология. Определяя , микробиологи получают возможность в более сжатые сроки получить максимум информации об органической жизни.
Типы микроорганизмов
Бактерии – простейшие безъядерные организмы, которые отличаются высокой приспособляемостью к окружающей среде. Такая приспособляемость объясняется , которое позволяет оперативно реагировать на внешние раздражители.
Разнообразие внешних раздражителей и условий стало причиной существования колоссального количества биологических , но это не значит, что можно выделить биологические типы бактерий. Тип у этого явления окружающей действительности один – безъядерный организм.
Если говорить о биологических типах организмов как о единицах классификации, то они широко применяются только в зоологии. Для типа будет не совсем корректным, после таксономической единицы «царство» бактерии классифицируются по классам.
Другое дело, что каждый вид бактерий использует ряд внутренних процессов и имеет ряд морфологических характеристик, которые отличают его от одних видов прокариотов и роднят с другими. Вот эти процессы и становятся основой для классификации отдельных жизненно важных систем прокариотов по определенным типам. К таким типам относятся:
- тип метаболизма;
- тип дыхания;
- тип питания;
- тип размножения.
Чаще всего микроорганизмы с одним типом дыхания, питания, метаболизма или размножения относятся к какой-либо одной группе бактерий по данному признаку, но нередки случаи, когда только на основании схожести перечисленных типов внутренних механизмов невозможно установить родство микроорганизмов или принадлежность их к одной биологической группе.
Также иногда бактерий типизируют по видам секреции. Имеются ли в продуктах секреции токсичные вещества, или секреция полностью безопасна для человека. Наиболее опасные для человека микробы вырабатывают через механизм секреции очень сильные яды.
Типизация внутренних процессов выступает как вспомогательный инструмент при классификации бактериальных культур, а основное же деление осуществляется по данным исследования наследственной информации, которая накапливается в генах бактерий.
Говорить о типах бактерии не совсем правильно, типы внутренних механизмов, – вот более точная классификация явлений, имеющих значение для жизни бактерий.
Типы метаболизма прокариотов
К хемотрофам относятся клубеньковые бактерии, которые живут в симбиозе с бобовыми растениями и фиксируют из атмосферы азот, необходимый для питания бобовым растениям. Другой возможности у бобовых растений получить атмосферный азот нет. Колонии клубеньковых прокариотов также не могут жить автономно, поскольку бобовые растения снабжают клубеньковых микроорганизмов необходимыми органическими сахарами.
Среди клубеньковых бактерий нет опасных для человека микробов. Весь метаболизм клубеньковых микроорганизмов не нуждается в получении энергии за счет преобразования органической материи. Продукты секреции клубеньковых прокариотов не содержат ядовитых для человека соединений.
Симбиоз клубеньковых микробов и бобовых используется в хозяйстве для обогащения почв азотом. Высадка бобовых значительно увеличивает содержание азота в почвах, на которых бобовые росли. Любые другие растения, которые высаживаются после бобовых, потребляют связанный атмосферный азот. Источником такого азота становятся корни бобовых и листья бобовых, а не секреция клубеньковых микробов.
Гетеротрофы – самая опасная для человека микрофлора. В отличие от клубеньковых и цианобактерий в основе обмена веществ гетеротрофов лежит процесс разложения органических тканей растений, животных и других организмов, в связи с чем именно среди этой группы микробов много болезнетворной микрофлоры для растений, животных и человека.
Типы дыхания
В микробиологии типы дыхания делятся на два основных:
- кислородный;
- бескислородный.
Кислородный тип дыхания на уровне химии представляет собой цепочку окислительных реакций, в результате которых в организме вырабатывается энергия. Окислению подвергаются углеводы и липиды, которые находятся внутри организма. Завершающий этап окисления у эукариотов происходит в митохондриях, энергетическое окисление же у прокариотов осуществляется в молекулах, из которых состоит цитоплазматическая мембрана.
Кроме получения энергии через ряд кислородных реакций, среди прокариотов есть и другой тип дыхания – анаэробный, который использует не окисление с использованием кислорода, а окисление органического субстрата через использование цепи переноса электронов.
В качестве субстрата могут выступать любые среды с высоким окислительно-восстановительным потенциалом. На клеточных стенках бактерий анаэробов имеются акцепторы с низким окислительно-восстановительным потенциалом, благодаря которому бактерия вступает во взаимодействие с субстратом.
Один из наиболее близких для человека примеров анаэробной переработки органического субстрата является симбиоз человека с колониями молочнокислых бактерий (Lactobacillus и т.д.).
Молочнокислая микрофлора (Lactobacillus и т.д.) за счет переработки органического субстрата создает кислую среду, являющуюся антагонистичной для гнилостных микробов, чем предотвращает гниение с выработкой токсичных продуктов секреции гнилостной микрофлоры.
В отличие от колоний молочнокислых гниения в большинстве своем являются анаэробами и получают энергию из кислорода.
Согласно некоторым данным, молочнокислые вообще не имеют механизма, который можно бы было назвать дыханием. Весь цикл жизни молочнокислых предлагают называть процессом брожения, не выделяя дыхания, питания и секреции этой микрофлоры.
Под гниением же понимается процесс разложения колониями гетеротрофов органического субстрата на более простые органические и неорганические соединения.
Характеристика некоторых групп микроорганизмов
Вот две культуры микробов, имеющих непосредственное отношение к человеку:
- lactobacillus (лактобактерии);
- лептотрикс (устаревшее название, сегодня этот род бактерии именуется лептотрихии, но в некоторых лабораториях еще используется устаревшее лептотрикс).
Сразу нужно сделать оговорку: чистых колоний или культур бактерий в естественной среде обнаружить невозможно. Чистую культуру микробов можно вырастить только в лабораторных условиях.
Для выращивания культуры выделяется наименьшее количество бактериальных клеток, которые помещаются на подходящую для питания среду. На питательной среде они размножаются, и вырастает чистая культура. Такая культура еще называется штаммом.
Что касается колоний бактерий, то они очень редко состоят только из представителей одного вида бактерий. Чаще всего колония микробов – симбиоз нескольких видов микроорганизмов. В отличие от культуры выделить колонию невозможно, поскольку если микробная культура – родственные друг другу клетки, то колония может состоять из разных по своим признакам микроорганизмов, нуждающихся в разном питании и в разных условиях существования.
Лептотрикс – неболезнетворная бактерия, которая иногда может быть обнаружена при исследовании мазка женщин. Лептотрикс попадает в организм с водой, и если у пациентки проблемы с иммунитетом, то задерживается в организме недолго. Лептотрикс по своему типу метаболизма является гетеротрофом, то есть питается органикой, но для человека ни сам лептотрикс, ни его секреция не представляет опасности, так как лептотриксу хватает отмерших остатков, сам по себе он не вырабатывает токсичного секрета.
Молочнокислая lactobacillus – один из основных помощников человека. Метаболизм lactobacillus – брожение, в результате которого в кишечнике человека перерабатываются органические сахара. Lactobacillus вырабатывает молочную кислоту, тем самым обеспечивая кислую среду, неприемлемую для жизни гнилостной микрофлоры. Недостаток lactobacillus в организме человека сразу же сказывается на иммунитете организма. Необходимое количество lactobacillus обеспечивается за счет употребления специальных пробиотиков. Из естественной среды lactobacillus поступают в организм человека только с материнским молоком.