Соловкова Д.А.

Бактерии

К этой группе относятся архебактерии и эубактерии. Это прокариотические организмы: в их клетках отсутствует ядро и мембранные органоиды, генетический материал представлен кольцевой молекулой ДНК. Также для них характерно наличие мезосом (впячивание мембраны внутрь клетки), выполняющих функцию митохондрий, и мелкие рибосомы.

Архебактерии (археи)

Были открыты в 70-х годах прошлого века. Обитают в экстремальных условиях среды: горячих источниках, водоемах с повышенной кислотностью и соленостью, но встречаются и в более обычных местах — входят в состав планктона, живут в почве, болотах и даже в пищеварительной системе животных. Большинство — хемотрофные организмы (так, только они способны к синтезу метана). Среди них нет организмов, вызывающих заболевания человека и животных.

По строению и форме от эубактерий отличаются слабо, основные различия заключаются в протекании многих биохимических процессов (например, в синтезе белка у них участвуют другие рРНК и тРНК, чем у эубактерий). В мембране у архебактерий содержатся изопреноиды и многоатомные спирты, в клеточной стенке нет муреина. Размножаются делением на две клетки.

Эубактерии

Бактерии — это одноклеточные организмы. Они занимают все среды жизни и широко распространены в природе. По форме клеток бактерии бывают (рис. 1.58):

• шаровидные: кокки — они могут объединяться и образовывать структуры из двух клеток (диплококки), в виде цепочек (стрептококки), гроздей (стафилококки) и т. п.;
• палочковидные: бациллы (дизентерийная палочка, сенная палочка, чумная палочка);
• изогнутые: вибрионы — форма запятой (холерный вибрион), спириллы — слабо спирализованные, спирохеты — сильно закрученные (возбудители сифилиса, возвратного тифа).

Рис. 1.58. Формы бактерий

Строение

Снаружи клетка бактерии (рис. 1.59) покрыта клеточной стенкой, в состав которой входит муреин. Многие бактерии способны формировать внешнюю капсулу, дающую дополнительную защиту. Под оболочкой находится плазматическая мембрана, а внутри клетки — цитоплазма с включениями, мелкими рибосомами и генетическим материалом в форме кольцевой ДНК. Участок клетки бактерии, в котором находится генетический материал, называют нуклеоидом. Многие бактерии имеют жгутики, отвечающие за движение.

Рис. 1.59. Строение клетки бактерии

Размножение

Осуществляется делением на две клетки. Сначала происходит репликация ДНК, затем в клетке возникает поперечная перегородка. При благоприятных условиях одно деление происходит каждые 15—20 мин. Бактерии способны образовывать колонии — скопление тысяч и более клеток, являющихся потомками одной исходной клетки (в природе колонии бактерий возникают редко; обычно — в искусст­венных условиях питательной среды).

При возникновении неблагоприятных условий многие бактерии, например бациллы, способны образовывать споры. У спор очень плотная внешняя оболочка, способная переносить различные внешние воздействия: кипячение в течение нескольких часов, почти полное обезвоживание. Споры сохраняют жизнеспособность в течение десятков и сотен лет. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и образует бактериальную клетку.

Питание

По способу питания бактерии делятся на гетеротрофов и автотрофов (рис. 1.60).

Рис. 1.60. Питание бактерий

Гетеротрофы используют готовые органические вещества либо мертвых (сапрофиты), либо живых (паразиты) организмов. Также среди гетеротрофов есть симбионты: так, к ним относятся различные виды бактерий, обитающие в пищеварительной системе жвачных млекопитающих. Автотрофы синтезируют органические вещества, используя энергию Солнца (фотосинтезирующие) или энергию химических связей неорганических веществ — сероводорода, аммиака, водорода (хемосинтезирующие).

Условия жизни

• Температура — оптимальна от +4 до +40 °С; если ниже, то большинство бактерий образуют споры, выше — погибают (поэтому медицинские инструменты кипятят, а не промораживают). Есть небольшая группа бактерий, предпочитающих высокую температуру, — это термофилы, обитающие в гейзерах.
• По отношению к кислороду выделяют две группы бактерий:
• аэробы — обитают в кислородной среде;
• анаэробы — обитают в бескислородной среде.
• Нейтральная или щелочная среда. Кислая среда убивает большинство бактерий; на этом основано применение уксусной кислоты при консервировании.
• Отсутствие прямых солнечных лучей (они также убивают большинство бак-
  терий).

Значение бактерий

Положительное:

• молочнокислые бактерии используют для получения молочнокислых продуктов (йогурт, простокваша, кефир), сыров; при квашении капусты и засолке огурцов; для производства силоса;
• бактерии-симбионты находятся в пищеварительном тракте многих животных (термиты, парнокопытные), участвуя в переваривании клетчатки;
• производство лекарств (антибиотик тетрациклин, стрептомицин), уксусной и других органических кислот; производство кормового белка;
• разлагают трупы животных и мертвые растения, т. е. участвуют в круговороте веществ;
• бактерии-азотфиксаторы переводят атмосферный азот в соединения, усваиваемые растениями.

Отрицательное:

• порча продуктов питания;
• вызывают заболевания человека (дифтерия, воспаление легких, ангина, дизентерия, холера, чума, туберкулез). Лечение и предупреждение: прививки; антибиотики; соблюдение гигиены; уничтожение переносчиков;
• вызывают болезни животных и растений.

Цианобактерии

Цианобактерии (сине-зеленые водоросли) являются одной из групп царства Эубактерии. Они обитают в водной среде и на почве; бывают одноклеточными, нитчатыми и колониальными. Их клетки имеют строение, типичное для прокариот. У многих из них в цитоплазме содержатся вакуоли, поддерживающие плавучесть клетки. Способны образовывать акинеты (аналогичны спорам бактерий) для пережидания неблагоприятных условий.

По типу питания относятся к фотоавтотрофам: содержат хлорофилл и другие пигменты (каротин, ксантофилл, фикобиллины). При фотосинтезе выделяют кислород в атмосферу (считается, что именно их деятельность привела к накоплению в атмосфере свободного кислорода).

Размножение осуществляется бинарным делением у одноклеточных форм и распадом колоний или нитей.

Значение цианобактерий: выделяют кислород, вызывают «цветение» воды; связывают атмосферный азот, переводя его в доступные для растений формы (таким образом увеличивают продуктивность водоемов и рисовых чеков), входят в состав лишайников.